一种基于LQR原理的高精度天线伺服控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于LQR原理的高精度天线伺服控制系统，包括用户端、上位机PC、主控制器、驱动器、无线电机、天线负载、测量元件、系统辨识器以及状态估计器，所述用户端、上位机PC、主控制器、驱动器、无线电机、测量元件、状态估计器、主控制器依次相连，所述系统辨识器分别与所述主控制器、驱动器、测量元件连接，所述天线负载连接所述无线电机。本实用新型专利技术可以快速实现无线对星，且同时可以快速恢复通信。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及伺服控制
，尤其涉及一种基于LQR原理的高精度天线伺服控制系统。
技术介绍
对于运动载体而言，由于工作环境的变化，车辆、船只和飞机的位置以及方向会不断发生变化，且会对载体天线的准确对星造成影响，以致于无法接收卫星信号。为了解决移动载体在运动中的稳定通信问题，需要专门的高精度天线伺服控制系统。根据不同的载体，系统可分为车载、机载和船载三种。这三类系统使用条件各不相同，技术难点也有差异。其共同点是在载体运动中对定点卫星进行双向通信；不同点在于，车辆在运动中颠簸最为厉害，因而对伺服系统的抗扰要求最为苛刻，机载和船载则对伺服系统的要求相对较低。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于LQR原理的高精度天线伺服控制系统，可以有效解决车载高精度天线系统稳定通信的问题。为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：一种基于LQR原理的高精度天线伺服控制系统，包括：用户端、上位机PC、主控制器、驱动器、无线电机、天线负载、测量元件、系统辨识器、状态估计器，所述用户端、上位机PC、主控制器、驱动器、无线电机、测量元件、状态估计器、主控制器依次相连，所述系统辨识器分别与所述主控制器、驱动器、测量元件连接，所述天线负载连接所述无线电机。进一步地，所述主控制器通过CAN总线与所述上位机PC连接。进一步地，所述驱动器通过CAN总线一与所述主控制器连接。进一步地，所述无线电机电性连接所述驱动器。进一步地，所述天线负载电性连接所述无线电机。进一步地，所述测量元件电性连接所述无线电机。进一步地，所述系统辨识器通过CAN总线二分别与所述测量元件、驱动器连接，且通过数据总线三与所述主控制器连接。进一步地，所述状态估计器通过数据总线四与所述主控制器双向连接。采用上述技术方案后，本技术至少具有如下有益效果：1、本技术有较宽的跟踪范围，在载体运动方向不断改变和路面坡度不断变化的情况下能够正常工作；在工作环境比较恶劣和气流剧烈变化的情况下能够正常工作。2、系统对载体的颠簸有较强的适应能力，车载情况下天线系统对路面和车速共同造成的颠簸与冲击有足够大的抑制能力，能有效保证天线指向卫星。3、天线伺服系统在遭遇遮挡后会有信号盲区，在设备通过信号中断地带之后，本系统能够立即自动恢复通信。附图说明图1是本技术一种基于LQR原理的高精度天线伺服控制系统的结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。如图1所示，本技术提供一种技术方案：一种基于LQR原理的高精度天线伺服控制系统，包括：用户端；上位机PC，所述上位机PC与所述用户端连接；主控制器，所述主控制器通过CAN与所述上位机PC连接；驱动器，所述驱动器通过CAN总线一与所述主控制器连接；无线电机，所述无线电机电性连接所述驱动器；天线负载，所述无线负载电性连接所述无线电机；测量元件，所述测量元件电性连接所述无线电机；系统辨识器，所述系统辨识器通过CAN总线二分别与所述测量元件、驱动器连接，且通过CAN总线三与所述主控制器连接；以及状态估计器，所述状态估计器通过数据总线四与所述主控制器双向连接。工作原理：该系统工作时，先由系统辨识器经过CAN通信总线向驱动器发送辨识信号，并由测量元件返回测量信号，根据这两组信号对天线进行辨识，得到主控制器控制电机所需要的天线模型，系统辨识器工作时，CAN总线二联通，CAN总线一、数据总线三和数据总线四断开，以防止不必要的信号影响系统工作。系统辨识器获得无线模型后，则通过数据总线三将天线模型传递给主控制器，主控制器经过计算和处理后通过数据总线四对状态估计器进行配置，并启动数据总线四及CAN总线一，断开CAN总线二，此时系统进入就绪工作状态。系统就绪后，用户可以通过上位机PC上的控制面板对天线进行控制，此时天线能够准确指向指定位置，并能对系统受到的扰动提供很好的抑制能力，系统工作一段时间后，则会再次启用系统辨识器，对重新确定系统模型，以保证整个系统能够长时间稳定工作。尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解的是，在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种等效的变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同范围限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于LQR原理的高精度天线伺服控制系统，其特征在于，包括：用户端、上位机PC、主控制器、驱动器、无线电机、天线负载、测量元件、系统辨识器以及状态估计器，所述用户端、上位机PC、主控制器、驱动器、无线电机、测量元件、状态估计器、主控制器依次相连，所述系统辨识器分别与所述主控制器、驱动器、测量元件连接，所述天线负载连接所述无线电机。

【技术特征摘要】
1.一种基于LQR原理的高精度天线伺服控制系统，其特征在于，包括：用户端、上位机PC、主控制器、驱动器、无线电机、天线负载、测量元件、系统辨识器以及状态估计器，所述用户端、上位机PC、主控制器、驱动器、无线电机、测量元件、状态估计器、主控制器依次相连，所述系统辨识器分别与所述主控制器、驱动器、测量元件连接，所述天线负载连接所述无线电机。2.根据权利要求1所述的一种基于LQR原理的高精度天线伺服控制系统，其特征在于，所述主控制器通过CAN总线与所述上位机PC连接。3.根据权利要求1所述的一种基于LQR原理的高精度天线伺服控制系统，其特征在于，所述驱动器通过CAN总线一与所述主控制器连接。4.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏为洲，王元，谭敏哲，闻成，廖鑫江，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44