航天公开课船载卫通站伺服系统思维导图

船载卫通站天线伺服系统负责对天线的控制、隔离船体摇摆、稳定天线波束

对目标进行可靠捕获和跟踪，以确保岸船通信的可靠性

由于该控制系统为动态载体，工作环境和条件相对恶劣

加之天线口径大，要求稳定性和跟踪精度高，系统的构成较为复杂

而且对设备的可靠性要求较高，因此该控制子系统不仅复杂，而且有较高的技术难度

根据测量船的工作特点，天线座采用三轴体制，伺服系统设计成三轴稳定两轴跟踪

稳定体制采用陀螺反馈加前馈补偿本机自身稳定形式

可满足全海域、无盲区的特定工作要求；

对外部信息依赖性小；各轴系相对独立，便于控制；

具有应急备份功能，进一步提高设备的可靠性

所谓三轴稳定两轴跟踪即A-E-C体制，实际上是在X-Y座架下面再加方位轴

形成A-E-C三轴体制，在天线背部分别安装一个敏感轴平行于E轴的陀螺

一个敏感轴平行于C轴的陀螺，天线处于任何位置，两者的敏感轴都是正交的

各自的输出信号反馈送入速度回路构成空间稳定系统

另外方位轴也是被稳定的，它是利用船上电罗经提供的航向信号来进行稳定

保证了天线波束指向总是垂直于E和C陀螺的敏感轴，即垂直于E轴和C轴组成的平面

这也就保证了E轴与波束高低轴、C轴与波束横轴的重合。在低仰角时，C轴与方位轴平行

C支路的陀螺稳定回路还可以补偿航向的周期变化引起的波束指向变化

统观起来就构成了三轴稳定系统

通常，陀螺漂移、电路漂移等都会引起波束指向的变化，而船舶的机动航行

卫星的漂移等则需天线波束指向不断改变，为此，采用自跟踪来修正这些变化

单脉冲跟踪接收机完成指向误差Δε e 、Δε c 的分解，并变换为误差电压

经跟踪回路控制E轴和C轴相应地运动以修正天线指向，这就形成了两轴跟踪方式

系统由双电机交流消隙功放、陀螺稳定（含前馈补偿）环、搜索位置环、自跟踪环

宽带自跟踪环、轴角编码、上位计算机、下位计算机、极化控制、锁定控制等组成

对于船体的摇摆扰动由安装在E、C轴适当位置的反馈陀螺所感应

利用陀螺信号实现反馈控制就能做到空间惯性坐标系控制稳定天线运动，使其隔离船体摇摆扰动

是整个伺服系统中的最终环路，它的角误差信号的提取是由天线跟踪馈源和跟踪接收机来完成的

跟踪接收机经鉴相解调的输出信号与电轴和目标之间的相位偏差角是相对应的

并实时提供给伺服系统进行控制以消除误差，从而实现自动跟踪目标

另外，自跟踪在实现对目标跟踪的机制

对船体摇摆造成的电轴偏离目标扰动可以消除，同样起到隔离船摇的作用

是为进一步提高对船体摇摆扰动的隔离度而采取的又一措施

前馈补偿采用开环方式，与反馈陀螺一起构成复合控制稳定系统

反馈闭环控制乃为一阶无静差系统，仍然存在着速度和加速度滞后误差

加入这种补偿后可以减小这种误差，在海况较差时，此功能的作用会更加明显

另外加入前馈补偿，可方便地实现宽带跟踪

对船舶在码头或良好海况下航行时，该卫通站伺服系统都可使用前馈加宽带自跟踪方式