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第卷第期吉林大学学报信息科学版. .
年月.
文章编号:———
数字式天线旋转控制系统的软件实现
张金毅
吉林大学通信工程学院,吉林长春
摘要:提出了一种全新的天线旋转控制的软件实现方案。
统,它一方面将传统的模拟闭环系统简化为数字开环系统,另一方面将传统的机械式监控面板改进为屏幕上
的软件面板,机成为控制装置的一部分,实现了一个计算机化的旋转控制器。软件的标准控件完成参数输
入和数值显示,二维动画代替模拟指针。不仅减少了系统的机械部件,而且增加了系统校准和故障处理等功
能。文中提供了关键的软件技术实现细节,给出了具体的设计指标和预期的运行结果。
关键词:数字控制;计算机控制;计算机化仪表
中图分类号: 文献标识码:
远距离业余无线电通信的对象位于世界各地,要实现这种全球范围的无线电联络,一般需
要采用定向天线,如/木天线等。而使用定向天线必须安装旋转器,以便使天线对准特定的
方向。虽然国外有几家公司生产系列产品,如的一,一和一等,但
目前国内还没有一种能够满足基本要求的成型产品。这些基本要求包括预置天线的旋转方位,控制天线
向预定方位旋转,随着天线的旋转在表盘上同步显示天线的方位。为完成这些基本功能,现有的旋转装
置采用带有传感器的模拟闭环控制方案。总体上,传统的旋转器分为两个部分。监视控制部分位于工作
室内收发信机附近。由电机,传动机构和传感器等组成的执行部件位于天线铁塔上。监视控制部分的监
控面板上有用来设置参数的旋钮,实现控制的按键和一个带有方位刻度的表盘。而表盘上有指示天线旋
转方位的机械指针。
随着计算机技术的发展和可视化编程软件的出现,一些软件化的仪器和设备展示了功能强、成本
低和使用方便的特点。如—最新推出的系列无线收发信机,机的屏幕代替了控
制面板,使价格降到同等功能设备的三分之一。因此有人认为软件化仪器装置是现代科学仪器发展的一
个重要趋势】。此设计的特点是:将传统的带有位置检测的复杂闭环模拟控制改进为以步进电机为执
行元件的简单开环数字控制;采用可视化编程软件.,利用机的硬件资源设计了
一个软件化的监控面板,取代了传统的机械式监控面板及其相关电路。机成为系统的一部分,实现了
一个计算机化的旋转控制器。不仅减少了机械部件,而且增加了速度连续调整、方位指示校正、电源故
障处理及告警等功能。
控制方案的提出
天线旋转控制的目的是使天线根据设置的参数旋转到预定的水平方位和俯仰角度。传统模拟控制
的基本过程和所需要的部件如图所示。参数设置就是给定天线要旋转到的位置、旋转的方向和旋转的
速度等,并将信息传递给控制电路。检测反馈单元将天线的实际位置等信息反馈给控制电路。控制电路
将必要的信息显示在表盘上,同时将设置的参数与天线的实际情况进行比较,产生适当的控制信号。放
大驱动电路将控制信号放大到具有足够的驱动能力,送到执行元件如直流伺服电机等,由执行元件完
成对天线的控制。为了改善控制系统的品质,在系统中还常常采用校正元件,用来稳定旋转速度≈。
收稿日期:一—
作者简介:张金毅一,男,吉林辉南人,吉林大学副教授,工学硕士,主要从事计算机技术、信号处理和通信技术等领域
研究。
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