Ka点波束天线伺服系统
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摘要
论文来源于航天预研项目—Ka天线伺服系统。在文中，阐述了基于单片机控制的双自由度天线伺服系统，研究了双自由度伺服系统工作原理、设计技术以及工程实际问题。
在论文中分析了该天线伺服系统的总体结构方案，设计了数字式控制电路以及控制程序。该系统基于80C31单片机为主控制器，采用了混合式稀土永磁步进电机为执行部件，并以双通道旋转变压器为天线位置传感器。由于采用了合理的控制策略，使得系统运行平稳、控制精度高，达到了高精度、低功耗、多功能切换的指标要求。为以后进行的星星通讯天线伺服系统研究奠定基础。
论文还另外针对相关项目的研究，讨论了一种简化的增量式PID算法，并很好的应用在该相关项目中。
This paper originates from a space pre-research project named Ka antenna servo system. In the paper, the writer formulates dual degrees antenna servo system based on Micro-Computer control, and studies the operating principle, design technology, and project problem of the dual degrees antenna servo system.
In the paper, after analyzing the gross structure scheme of the antenna servo system, it is introduced how to design the digital control circuit and the control program. The system adopts 80C31 MCU as the main controller, hybrid Rare-Earth permanent magnet stepper motor as the execution component, bio-passage rotary transformer as antenna position sensor. The system runs stably with a high control precision because of appropriate control strategy and meets the desired system value of high precision, low dissipation, multi-function switching. It establishes the foundation of the research about satellites communication antenna servo system.
In the research of relative projects, the simplified incremental PID algorithm is discussed , and it is well applied to the relative projects.
在论文中分析了该天线伺服系统的总体结构方案，设计了数字式控制电路以及控制程序。该系统基于80C31单片机为主控制器，采用了混合式稀土永磁步进电机为执行部件，并以双通道旋转变压器为天线位置传感器。由于采用了合理的控制策略，使得系统运行平稳、控制精度高，达到了高精度、低功耗、多功能切换的指标要求。为以后进行的星星通讯天线伺服系统研究奠定基础。
论文还另外针对相关项目的研究，讨论了一种简化的增量式PID算法，并很好的应用在该相关项目中。
This paper originates from a space pre-research project named Ka antenna servo system. In the paper, the writer formulates dual degrees antenna servo system based on Micro-Computer control, and studies the operating principle, design technology, and project problem of the dual degrees antenna servo system.
In the paper, after analyzing the gross structure scheme of the antenna servo system, it is introduced how to design the digital control circuit and the control program. The system adopts 80C31 MCU as the main controller, hybrid Rare-Earth permanent magnet stepper motor as the execution component, bio-passage rotary transformer as antenna position sensor. The system runs stably with a high control precision because of appropriate control strategy and meets the desired system value of high precision, low dissipation, multi-function switching. It establishes the foundation of the research about satellites communication antenna servo system.
In the research of relative projects, the simplified incremental PID algorithm is discussed , and it is well applied to the relative projects.
引文
1．李华等，MCS—51系列单片机实用接口技术[M]。北京航天航空大学出版社，1993。
2．周雪琴等，计算机控制系统。西北工业大学出版社，1998。
3．李钟明等，稀土永磁电机，国防工业出版社，1999。
4．李广义，单片机基础，北京，北京航空航天大学出版社，1994。
5．陈伯时等，电力拖动自动控制系统，机械工业出版社，2000。
6．李国勇、谢克明，控制系统数字仿真与CAD，电子工业出版社，2003。
7．胡寿松，自动控制原理，国防工业出版社，1994。
8．杜坤梅、李铁才，电机控制技术，哈尔滨工业大学出版社，2002。
9．JEANJ．LABROSSE，UC／OS—Ⅱ源码公开的实时嵌入式操作系统，中国电力出版社，2001。
10．王士元，C高级使用程序设计，清华大学出版社，1996。
11．李永义，窦满锋，刘卫国等，8253在步进电动机运动控制系统中的应用，《微电机》，2002年第五期。
12．李竣、李学全，胡德金，基于数字信号处理器的步进电机运动控制，《微电机》，1999年第5期。
13．李艳华、弓丹志，微型计算机接口技术在步进电机控制中的应用，《软件世界》，2001年1月。
14．邝小磊，单片机应用技术综述，《计算机应用》，2001年第3期，Vol．27。
15．周风余，李贻斌，苏学成，刘明，肖海荣，高精度伺服控制系统位置检测单元的设计，《电气传动》，2000年03期。
16．刘景林，数字式超低速高精度伺服系统研究，博士论文，2002年7月。
17．谷安，刘正埙，高精度伺服系统的机理研究，《机电一体化》，2002年02期。
18．李忠杰、宁守信，步进电机应用技术，机械工业出版社，1998年
19．何克忠、郝忠恕，计算机控制系统分析与设计，清华大学出版社，1988年。
20．杜鹃，高性能全数字交流伺服驱动器研究，硕士论文，2002年。
21．张建川，步进电机新型驱动器开发及其控制系统研究，硕士论文，2002年。
22．周代彬，步进电机及滞留伺服电机高精度定位控制，硕十论文，2001年。
23. Chen WD, Yung KL, Cheng KW. Enhancing Low-speed Performance of Hybrid Stepping Motor Servo by Ripple Canceling Technique [J]. Proc of IEEE International Conference on Electric Machines and Drives, Hong Kong,1997:147-149.
24. Emerald P, Sasaki M. Multi-Chip Modules for Stepper-Motors Integrate Control with Power FETs for Superb Performance. PCIM' 94, Power Conversion and Intelligent Motion, USA, Offical Proceedings of the 26 th International Intelligent Motion Conference, held in Dallas, TX, USA, 17-22, Sept, 1994:58-67.
25. LIN F J.; WAI R J. Hybrid controller using a neural network for a PM synchronous servo_motor drive [J]. IEE Proc Electr Power Apll,1998.145(3):223-230.
26. Freitas, M.A.A. Andrade, D.A. Borges, T.T. Azevedo, H.R. Driving the step motor with controlled phase currents [J]. Proceedings of the IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems for Industrial Growth, PEDES v 2 1998. p 493-498
27. Passeraub, Ph.: A. Besse, P.A;Hediger, S.; de Raad, Ch. Popovic, R.S. High-resolution miniaturized inductive proximity sensor: characterization and application for step-motorcontrol [J]. Sensors and Actuators, A: Physical v 68 n 1-3 pt 2 Jun 15 1998. p 257-262
28．韩光鲜、王宗培、程智，混合式步进电动机驱动技术对转矩指标的影响，《微电机》，2000年，第6期。
29. Fan, Xiao-ming; Zhang, Li: Wang, Guo-dong; Liu, Xiang-hua; Han, An-rong Control system of two phase hybrid step motor based on the torque star vector model [J]. Dongbei Daxue Xuebao/Journal of Northeastern University v 21 n 1 2000. D 101-103
30．程智、任雷、王宗培，任意步矩角式步进驱动器的实现，《微电机》，2001年，第1期。
31．冯志华、孔凡让、刘志刚等，磁阻式步进电机细分波形的分析，《微特电机》，1999年，第4期。
32．李旺、崔淑敏、程树康等，步进电机微步驱动中绕组电流波形的研究，《微特电机》，2000年，第1期。
33．贵献国、徐殿国 、王宗培等，两相混合式步进电动机闭环控制的研究，《微特电机》，2000年，第1期。
2．周雪琴等，计算机控制系统。西北工业大学出版社，1998。
3．李钟明等，稀土永磁电机，国防工业出版社，1999。
4．李广义，单片机基础，北京，北京航空航天大学出版社，1994。
5．陈伯时等，电力拖动自动控制系统，机械工业出版社，2000。
6．李国勇、谢克明，控制系统数字仿真与CAD，电子工业出版社，2003。
7．胡寿松，自动控制原理，国防工业出版社，1994。
8．杜坤梅、李铁才，电机控制技术，哈尔滨工业大学出版社，2002。
9．JEANJ．LABROSSE，UC／OS—Ⅱ源码公开的实时嵌入式操作系统，中国电力出版社，2001。
10．王士元，C高级使用程序设计，清华大学出版社，1996。
11．李永义，窦满锋，刘卫国等，8253在步进电动机运动控制系统中的应用，《微电机》，2002年第五期。
12．李竣、李学全，胡德金，基于数字信号处理器的步进电机运动控制，《微电机》，1999年第5期。
13．李艳华、弓丹志，微型计算机接口技术在步进电机控制中的应用，《软件世界》，2001年1月。
14．邝小磊，单片机应用技术综述，《计算机应用》，2001年第3期，Vol．27。
15．周风余，李贻斌，苏学成，刘明，肖海荣，高精度伺服控制系统位置检测单元的设计，《电气传动》，2000年03期。
16．刘景林，数字式超低速高精度伺服系统研究，博士论文，2002年7月。
17．谷安，刘正埙，高精度伺服系统的机理研究，《机电一体化》，2002年02期。
18．李忠杰、宁守信，步进电机应用技术，机械工业出版社，1998年
19．何克忠、郝忠恕，计算机控制系统分析与设计，清华大学出版社，1988年。
20．杜鹃，高性能全数字交流伺服驱动器研究，硕士论文，2002年。
21．张建川，步进电机新型驱动器开发及其控制系统研究，硕士论文，2002年。
22．周代彬，步进电机及滞留伺服电机高精度定位控制，硕十论文，2001年。
23. Chen WD, Yung KL, Cheng KW. Enhancing Low-speed Performance of Hybrid Stepping Motor Servo by Ripple Canceling Technique [J]. Proc of IEEE International Conference on Electric Machines and Drives, Hong Kong,1997:147-149.
24. Emerald P, Sasaki M. Multi-Chip Modules for Stepper-Motors Integrate Control with Power FETs for Superb Performance. PCIM' 94, Power Conversion and Intelligent Motion, USA, Offical Proceedings of the 26 th International Intelligent Motion Conference, held in Dallas, TX, USA, 17-22, Sept, 1994:58-67.
25. LIN F J.; WAI R J. Hybrid controller using a neural network for a PM synchronous servo_motor drive [J]. IEE Proc Electr Power Apll,1998.145(3):223-230.
26. Freitas, M.A.A. Andrade, D.A. Borges, T.T. Azevedo, H.R. Driving the step motor with controlled phase currents [J]. Proceedings of the IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems for Industrial Growth, PEDES v 2 1998. p 493-498
27. Passeraub, Ph.: A. Besse, P.A;Hediger, S.; de Raad, Ch. Popovic, R.S. High-resolution miniaturized inductive proximity sensor: characterization and application for step-motorcontrol [J]. Sensors and Actuators, A: Physical v 68 n 1-3 pt 2 Jun 15 1998. p 257-262
28．韩光鲜、王宗培、程智，混合式步进电动机驱动技术对转矩指标的影响，《微电机》，2000年，第6期。
29. Fan, Xiao-ming; Zhang, Li: Wang, Guo-dong; Liu, Xiang-hua; Han, An-rong Control system of two phase hybrid step motor based on the torque star vector model [J]. Dongbei Daxue Xuebao/Journal of Northeastern University v 21 n 1 2000. D 101-103
30．程智、任雷、王宗培，任意步矩角式步进驱动器的实现，《微电机》，2001年，第1期。
31．冯志华、孔凡让、刘志刚等，磁阻式步进电机细分波形的分析，《微特电机》，1999年，第4期。
32．李旺、崔淑敏、程树康等，步进电机微步驱动中绕组电流波形的研究，《微特电机》，2000年，第1期。
33．贵献国、徐殿国 、王宗培等，两相混合式步进电动机闭环控制的研究，《微特电机》，2000年，第1期。