題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 用于“動(dòng)中通”的自主穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本發(fā)明是用于“動(dòng)中通”的自主穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)，是本小組在課外時(shí)間共同努力創(chuàng)新的結(jié)果。該發(fā)明的目的是隔離車輛或艦船等運(yùn)動(dòng)載體的擾動(dòng)，保持天線實(shí)時(shí)穩(wěn)定指向目標(biāo)衛(wèi)星，從而保證載體在運(yùn)動(dòng)過程中都能實(shí)時(shí)的接收衛(wèi)星信號(hào)。
- 詳細(xì)介紹：
- 本發(fā)明是用于“動(dòng)中通”的自主穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用俯仰—橫滾—方位三軸結(jié)構(gòu)，采用步進(jìn)跟蹤的跟蹤方式，并運(yùn)用嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)、驅(qū)動(dòng)與控制一體化技術(shù)、多模態(tài)智能控制算法，從而實(shí)現(xiàn)較高的穩(wěn)定性與跟蹤特性。將本發(fā)明推廣應(yīng)用到“動(dòng)中通”天線中，將會(huì)保證運(yùn)動(dòng)載體與衛(wèi)星的實(shí)時(shí)通信，在軍用或民用領(lǐng)域都有良好的應(yīng)用價(jià)值。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的：隔離運(yùn)動(dòng)載體對(duì)衛(wèi)星接收天線的擾動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中保持衛(wèi)星天線的穩(wěn)定指向，以滿足用于野外的或長(zhǎng)途途中衛(wèi)星信號(hào)接收的需求，特別適用于工作環(huán)境復(fù)雜的車載系統(tǒng)以及船載系統(tǒng)。 基本設(shè)計(jì)思路：運(yùn)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及智能控制思想，實(shí)現(xiàn)方位、俯仰、橫滾三軸穩(wěn)定，方位、俯仰兩軸穩(wěn)定跟蹤。 創(chuàng)新點(diǎn)：1)系統(tǒng)采用嵌入式全自動(dòng)穩(wěn)態(tài)跟蹤技術(shù)和驅(qū)動(dòng)與控制一體化技術(shù)，電機(jī)調(diào)速性能好，系統(tǒng)集成度高、可靠性強(qiáng)；2)系統(tǒng)采用多模態(tài)智能控制技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)不同的模態(tài)，添加不同的控制律，使系統(tǒng)同時(shí)具有較強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能。 關(guān)鍵技術(shù):1)俯仰—橫滾—方位三軸穩(wěn)定跟蹤結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及電機(jī)、傳感器等器件的安裝位置的設(shè)計(jì)；2)采用多模態(tài)穩(wěn)定跟蹤控制技術(shù)，添加智能算法，保證天線的穩(wěn)定指向;3)應(yīng)用嵌入式穩(wěn)定跟蹤控制器設(shè)計(jì)技術(shù)， 形成適宜于本系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)，以保證技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 技術(shù)指標(biāo)： 三軸穩(wěn)定精度可達(dá)+/-0.4度，天線兩軸指向精度為+/-0.4度。運(yùn)動(dòng)范圍為：俯仰角:25度—70度；方位角：-265度—+265度；橫滾角：+/-30度。 可適用于載體的運(yùn)動(dòng)指標(biāo)為：橫搖：+/-25度(8秒周期)；縱搖：+/-15度(5秒周期)；方位：2度/秒(5度/秒2)
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本系統(tǒng)的科學(xué)性先進(jìn)性以及技術(shù)上的突破表現(xiàn)為： 1)本系統(tǒng)采用俯仰、橫滾、方位三軸跟蹤系統(tǒng)，克服了兩軸跟蹤產(chǎn)生波束滾動(dòng)以及補(bǔ)償加速度過大等缺陷，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與動(dòng)態(tài)跟蹤的精度； 2)本系統(tǒng)采用新型高精度驅(qū)動(dòng)與控制一體化技術(shù)，使得驅(qū)動(dòng)與控制裝置的結(jié)構(gòu)更加緊湊，且具有較強(qiáng)的抗干擾能力； 3)采用多模態(tài)智能控制技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)不同的模態(tài)，施加不同的控制律，實(shí)現(xiàn)智能分區(qū)閉環(huán)控制，克服傳動(dòng)鏈間隙以及陀螺漂移對(duì)跟蹤精度的影響，系統(tǒng)同時(shí)具有較高的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。 參考文獻(xiàn)資料如下： 1 嚴(yán)武升,劉宏.艦載雷達(dá)三軸穩(wěn)定跟蹤的研究.西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào).1998 2 Installation and Operation Manual for SEA TEL Model. September 10,2004.
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說明：在載體靜止的情況下一鍵啟動(dòng)，系統(tǒng)進(jìn)入到初始對(duì)準(zhǔn)的過程。之后載體運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)進(jìn)入到穩(wěn)定跟蹤階段，實(shí)現(xiàn)天線穩(wěn)定指向。可見，系統(tǒng)使用方法簡(jiǎn)潔、方便。 技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì):(1)采用高性能嵌入式系統(tǒng)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，集成度高，便于維護(hù);(2)將此系統(tǒng)推廣應(yīng)用于“動(dòng)中通”系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)天線的穩(wěn)定跟蹤;(3)使用低成本的較高精度陀螺等傳感器，關(guān)鍵技術(shù)均為自主創(chuàng)新，性價(jià)比高。 適用范圍及推廣前景:(1)與國(guó)內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品相比，本系統(tǒng)性價(jià)比高，更適合中國(guó)國(guó)情;(2)本系統(tǒng)應(yīng)用范圍廣泛，可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和客戶需求的不同形成多種系列、不同檔次的產(chǎn)品;(3)本系統(tǒng)經(jīng)產(chǎn)品化，將會(huì)在軍用和民用上起到良好的效果。 經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：本系統(tǒng)目標(biāo)產(chǎn)品單臺(tái)售價(jià)2萬元左右，則每年可銷售800臺(tái)套，銷售額1600萬，實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)300萬元，上繳稅金300萬元，還可為國(guó)家節(jié)約大量外匯支出；可見其需求較大，市場(chǎng)廣闊，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
同類課題研究水平概述
- 移動(dòng)衛(wèi)星天線穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)集慣性導(dǎo)航技術(shù)、微慣性傳感器應(yīng)用技術(shù)、數(shù)據(jù)采集及信號(hào)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、精密機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)、電機(jī)伺服控制技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)于一身，是以機(jī)電一體化、自動(dòng)控制技術(shù)為主體，是多個(gè)學(xué)科有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。 (1)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀：國(guó)外技術(shù)相對(duì)成熟。在軍用領(lǐng)域，美國(guó)格魯曼公司（NGC）已研制出可為戰(zhàn)車提供衛(wèi)星通信功能的AN/VIC-3車載通信系統(tǒng)；美軍指揮戰(zhàn)車M2A3安裝了車載衛(wèi)星通信系統(tǒng)；在民用領(lǐng)域，專業(yè)生產(chǎn)車用、船用衛(wèi)星通信及電視接收天線系統(tǒng)的公司有：美國(guó)格魯曼公司（NGC）、KVH公司、海洋通信（SEA TEL）公司及日本NKH公司等。國(guó)外的移動(dòng)衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)大多數(shù)都采用三軸穩(wěn)定體系，且采用高成本高精度光纖陀螺傳感器，技術(shù)相對(duì)成熟，性能穩(wěn)定，但價(jià)格昂貴且核心技術(shù)封鎖。同時(shí)，衛(wèi)星通信領(lǐng)域關(guān)系到國(guó)家公共安全和信息安全，不宜在我國(guó)大量推廣使用國(guó)外產(chǎn)品。 (2)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀：國(guó)防科技大學(xué)是國(guó)內(nèi)較早從事移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)研制的單位，該單位開發(fā)的天線穩(wěn)定系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)較早使用直接式微機(jī)電速率陀螺構(gòu)成，具備了一定的工程實(shí)用價(jià)值；中國(guó)電子科技集團(tuán)第39研究所是精密天線系統(tǒng)專業(yè)化研究所， 其研制的Ku頻段“動(dòng)中通”車載式衛(wèi)星通信站，是一種在車載運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下能夠傳輸圖像、話音、數(shù)據(jù)信息的移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)；在2006年的柏林航空航天展上，重慶航天新世紀(jì)衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)有限責(zé)任公司展出了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)集指揮、通信、情報(bào)搜集等功能于一體，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)寬帶、大容量、不間斷地傳遞語音、數(shù)據(jù)、圖像信息。另外，國(guó)內(nèi)還有一些高校和研究機(jī)構(gòu)在這方面取得了一些成果。 (3)國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)：① 新型固態(tài)慣性傳感器和智能信息處理技術(shù)應(yīng)用于穩(wěn)定控制；② 嵌入式技術(shù)的應(yīng)用將促進(jìn)系統(tǒng)的小型化和集成度；③ 智能控制技術(shù)的應(yīng)用將大大提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)品質(zhì)；④ 高性價(jià)比。 本系統(tǒng)正是基于上述考慮，采用了性價(jià)比較高的陀螺（壓電陀螺）與水平儀，運(yùn)用多模態(tài)智能控制技術(shù)、驅(qū)動(dòng)與控制一體化技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)較高的穩(wěn)定性與跟蹤特性。將其應(yīng)用于“動(dòng)中通”系統(tǒng)中，可保持與衛(wèi)星的實(shí)時(shí)通信，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星上網(wǎng)、衛(wèi)星電話、信息采集與傳輸?shù)裙δ?，且性價(jià)比較高，將有良好的市場(chǎng)前景與可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
