航天公开课天线伺服组成思维导图

从自动控制理论的角度来分析，伺服控制系统

包括比较环节、控制器、被控对象、执行环节、检测环节5部分

比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较

以获得输出与输入间的偏差信号，通常由专门的电路或计算机来实现

控制器通常是指计算机或PID控制电路

其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理，以控制执行元件按要求动作

执行环节的作用是按控制信号的要求，将输入的各种形式的能量转化成机械能

驱动被控对象工作，机电一体化系统中的执行元件一般指各种电动机或液压、气动伺服机构等

被控对象通常为机械参数量，包括位移、速度、加速度、力和力矩

检测环节是指能够对被控对象的输出进行测量并转换成比较环节所需要的量纲的装置

一般包括传感器和转换电路

由比较元件将给定元件产生的输入量与检测元件测到的输出量进行比较，获得偏差信号

调节元件将偏差信号进行放大、判断其变化趋势，确定调节过程的快慢

并由执行元件输出足够的功率，直接对控制对象进行控制引起输出量趋向于预定的值

能源和扰动分别是系统上必不可少的基础条件和外界环境对系统产生的各种干扰

天线跟踪精度要求较高的船载卫通站通常采用单脉冲跟踪伺服系统

虚线框内是伺服系统的框图，虚线框的右侧是伺服系统的负载（天线），左侧是跟踪系统的最后级

即解调部分，它把方位误差信号和俯仰误差信号分别与它响应的基准信号（和信号）鉴相

从而判断出误差信号与和信号之间的相位关系（超前还是滞后），以确定电动机的转向

所以进入伺服系统是两路控制信号（控制信号电平信息和电动机转向信息）

伺服系统先把控制信号电压放大，转变为直流信号后，进行功率放大

以推动执行元件转动天线，位置检测元件将天线的位置信息反馈回来，并显示目标的方位位置和俯仰位置

其伺服系统通常采用步进跟踪方式。步进跟踪系统的过程与单脉冲有所不同

它是把信标信号经跟踪下变频器一次变频成70MHz的信标中频信号

然后进入跟踪接收机，跟踪接收机把信标信号放大、变频、解调后进入计算机，在计算机中进行数据处理

然后得出误差控制信号，再进入伺服系统，其后的过程与单脉冲体制的伺服系统基本类似

唯一不同的是，反馈回来的天线新位置信息，不是直接显示

而是进入计算机后与原控制信号一起建立一个新的控制信号进入伺服系统

信号不是由馈源从外界得来的，而是由步进跟踪伺服系统内部的计算机得出的，所以是一个闭环系统

单脉冲虽然跟踪体制不同，但反馈信号的源头—卫星信标或载波是相同的

单脉冲跟踪信号由偏离天线波束中心的卫星发射的信号在馈源中激励出高次跟踪模

再经跟踪模耦合器输出一路和信号、两路误差信号

通过单脉冲跟踪接收机中经混频、放大和解调后得到方位和俯仰两个控制信号送到伺服系统

从控制信号产生过程可看出，单脉冲跟踪系统中

在馈源中激励出的跟踪信号也不是外界信号，所以单脉冲跟踪伺服系统也是一个闭环系统