無(wú)人機(jī)天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、當(dāng)前，隨著無(wú)人機(jī)的快速發(fā)展，如何實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)與地面之間快速、準(zhǔn)確的通信已成為無(wú)人機(jī)測(cè)控系統(tǒng)研究的關(guān)鍵問(wèn)題。無(wú)人機(jī)天線自動(dòng)跟蹤技術(shù)，可以在無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中，根據(jù)無(wú)人機(jī)位置控制天線自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)無(wú)人機(jī)，使天線實(shí)時(shí)跟蹤無(wú)人機(jī)，以保證正常的通信。因此，對(duì)天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的研究具有重要的意義。本文以定向天線自動(dòng)跟蹤小型無(wú)人機(jī)為研制背景，通過(guò)深入分析與研究，設(shè)計(jì)了一種無(wú)人機(jī)天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。本系統(tǒng)以STM32F107VCT6為核心控制器，利用GPS測(cè)量無(wú)人

2、機(jī)與系統(tǒng)的相對(duì)位置，結(jié)合電子羅盤反饋的天線姿態(tài)信息，控制定向天線對(duì)準(zhǔn)無(wú)人機(jī)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在分析無(wú)人機(jī)天線自動(dòng)跟蹤技術(shù)研究背景與現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出設(shè)計(jì)一種基于GPS的無(wú)人機(jī)天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。根據(jù)需求分析，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，概述了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及各模塊功能。⑵在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了硬件電路總體設(shè)計(jì)和各模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)。其中，主控模塊以STM32F107VCT6為控制核心，分別設(shè)計(jì)了電源電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，并

3、設(shè)計(jì)了SWD接口進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。此外，對(duì)傳感器模塊、舵機(jī)接口電路、以太網(wǎng)模塊、WIFI模塊和外部接口電路進(jìn)行了具體的電路設(shè)計(jì)。⑶開(kāi)發(fā)了系統(tǒng)各模塊驅(qū)動(dòng)程序和天線轉(zhuǎn)角的解算算法。在明確了系統(tǒng)軟件架構(gòu)和運(yùn)行流程的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS模塊、電子羅盤模塊和舵機(jī)控制模塊的驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)。對(duì)天線轉(zhuǎn)角的解算提出運(yùn)用簡(jiǎn)化了的圓球模型算法，對(duì)由于GPS信號(hào)遮擋導(dǎo)致的系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)跟蹤到無(wú)人機(jī)的問(wèn)題，提出運(yùn)用一種基于速度對(duì)位置進(jìn)行預(yù)測(cè)平滑的控制策略，提高系統(tǒng)跟蹤的