zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kĩ thuật Viễn thông

Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển anten bám vệ tinh ứng dụng trạm thu di động qua vệ tinh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

24
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển anten bám vệ tinh ứng dụng trạm thu di động qua vệ tinh đề xuất sử dụng kết hợp thuật toán bám từng bước và thuật toán bám vòng hở để nâng cao độ chính xác và giảm thời gian bám vệ tinh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển anten bám vệ tinh ứng dụng trạm thu di động qua vệ tinh

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ANTEN BÁM VỆ TINH ỨNG DỤNG TRẠM THU DI ĐỘNG QUA VỆ TINH Trần Văn Hội Trường Đại học Thủy lợi, email: hoitv@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Thông thường hệ thống điều khiển anten ACU thực hiện điều khiển quay góc ngẩng và Thông tin vệ tinh được biết đến như là một góc phương vị của anten bám theo vệ tinh để phương tiện truyền dẫn cung cấp không chỉ đảm bảo búp hướng chính của anten trạm thu cho hệ thống thông tin cố định mà còn cung phải hướng đúng búp hướng của anten vệ cấp các dịch vụ thông tin di động và các dịch tinh. Thuật toán thường được sử dụng là vụ băng rộng cho mạng thế hệ mới. Trong hệ thuật toán bám từng bước hoặc điểu khiển thống thu di động qua vệ tinh địa tĩnh, trạm bám theo chương trình. mặt đất được đặt trên các thiết bị di động do vậy để có thể thu tín hiệu một cách liên tục thì anten thu phải được điều khiển để liên tục bám Hiển thị theo vệ tinh. Việc nghiên cứu, và chế tạo hệ thống điều khiển anten cũng như cải tiến thuật EL Bộ đổi tần Bộ thu toán bám vệ tinh được thực hiện rộng rãi [1], AZ nhiễu thấp giải mã [2]. Bài báo này sẽ trình bày kết quả nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển Hệ thống Hệ thống điều cơ khí khiển ACU anten bám theo vệ tinh địa tĩnh. Bài báo cũng đề xuất sử dụng kết hợp thuật toán bám từng bước và thuật toán bám vòng hở để nâng cao Hình 1. Sơ đồ khối hệ thống thu vệ tinh độ chính xác và giảm thời gian bám vệ tinh. Để trạm mặt đất có thể thu được tín hiệu từ vệ tinh thì phải dựa vào vị trí của vệ tinh và 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU của trạm mặt đất. Vị trí của trạm mặt đất Nhóm tác giả sử dụng phương pháp nghiên được xác định bởi kinh độ () và vĩ độ (), cứu: Phân tích và tổng hợp lý thuyết về thiết còn vị trí của vệ tinh được xác định bởi kinh kế hệ thống kết hợp sử dụng phương pháp độ (S) và độ cao h của vệ tinh so với mặt thực nghiệm khoa học để chế tạo thử nghiệm. đất. Từ các tham số này có thể tính toán được góc ngẩng (El) và góc phương vị (Az) của 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU anten trạm mặt đất. 3.1. Thiết kế, chế tạo hệ thống điều Khi trạm thu di chuyển thì các tham số khiển anten bám vệ tinh kinh độ và vĩ độ thay đổi do đó góc ngẩng và góc phương vị anten trạm mặt đất cũng thay Sơ đồ khối trạm mặt đất thể hiện trên đổi theo. Để xác định vị trí của trạm mặt đất Hình 1. Hệ thống bao gồm các thành phần: khi máy thu di chuyển nhóm tác giả sử dụng anten thu parabol, bộ đổi tần nhiễu thấp, bộ hệ thống thu định vị GPS NEO 6M có độ thu giải mã, hệ thống điều khiển anten ACU chính xác cao. Để xác định góc phương vị (Antenna Control Unit) và hệ thống cơ khí. của anten thu nhóm sử dụng cảm biến la bàn 528
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 số HMC5883L và để xác định góc ngẩng của biến góc được đưa vào hệ vi điều khiển. Kết anten thu cần sử dụng cảm biến góc nghiêng hợp với các thông số của vệ tinh, vi điều MPU-6050. Sơ đồ hệ thống điều khiển anten khiển sẽ tính toán ra góc ngẩng và góc bám vệ tinh thể hiện trên Hình 2 [3]. phương vị của máy thu cần hướng đến, kết hợp với giá trị góc từ cảm biến đưa đến để Chuyển đổi Thu AGC LNB xác định giá trị điều khiển mô tơ quay anten A/D bám vệ tinh. Sơ đồ hệ thống điều khiển thể Hiển thị hiện trên Hình 3, và 4. Vi xử lý Điều khiển Mô tơ Bàn phím mô tơ EL, AZ Máy thu Chuyển Khuếch Cảm biến GPS đổi A/D đại góc AZ, EL Hình 2. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển anten Tín hiệu thu được từ vệ tinh được đưa qua bộ đổi tần nhiễu thấp LNB rồi đưa đến bộ thu AGC (tín hiệu trung bình) để tách tín hiệu AGC làm cơ sở cho thuật toán bám từng bước. Tại đây bộ thu AGC sẽ lựa chọn kênh cần thu theo yêu cầu và tách ra tín hiệu AGC với điện áp tỉ lệ với mức tín hiệu thu. Tín hiệu AGC được đưa qua bộ chuyển đổi A/D có độ chính xác cao để đưa vào bộ vi xử lý Hình 4. Hệ thống điều khiển hoàn thiện cùng với tín hiệu thu được từ các cảm biến 3.2. Đề xuất thuật toán điều khiển bám góc ngẩng và góc phương vị. vệ tinh Để thực hiện quá trình tìm kiếm vệ tinh khi máy thu di chuyển, nhóm nghiên cứu xây dựng thuật toán tìm kiếm và bám vòng hở, sơ đồ thuật toán thể hiện trên Hình 5 [4]. Thông tin về kinh độ và vĩ độ của trạm thu từ máy thu GPS kết hợp tham số vệ tinh là cơ sở để tính toán góc ngẩng và góc phương vị của trạm thu. Thông số này sẽ được so sánh với góc ngẩng và góc phương vị thu được từ hệ thống cảm bến góc đặt trên trục quay của hệ thống anten. Tùy theo thông tin sai lệch mà bộ điều khiển mô tơ sẽ điều khiển góc ngẩng El lên, xuống và mô tơ góc phương vị Az quay tới vị trí góc tương ứng. Nhược điểm của thuật toán này là độ chính xác phụ thuộc vào độ chính xác của máy thu Hình 3. Sơ đồ bố trí hệ thống truyền động GPS cũng như các bộ cảm biến góc, cảm biến Trung tâm điều khiển sử dụng hệ vi điều la bàn số. Vậy đây mới là phương pháp chỉnh khiển 8 bit AVR128. Để thực hiện thuật toán thô vị trí anten và cần phải kết hợp với thuật tìm kiếm và bám vệ tinh, hệ thống sử dụng toán bám từng bước để tinh chỉnh vị trí sao các nguồn tín hiệu từ GPS, AGC, và cảm cho thu được mức tín hiệu tốt nhất. 529
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 NG2 thì hệ thống vẫn ở chế độ ổn định, và khi Khởi động mức AGC nhỏ hơn NG2 thì thuật toán bám từng bước sẽ hoạt động sau đó sẽ chuyển sang Đọc máy thu GPS; Az1>Az2 chế độ ổn định, hệ thống cứ tiếp tục hoạt động Tính góc Az1, El1 của máy thu. cho đến khi khởi động lại hoặc hệ thống bị tắt. Điều khiển Điều khiển góc Az phải góc Az trái 4. KẾT LUẬN Đọc cảm biến góc và la bàn số, góc Az2, El2 hiện tại. Trong bài báo này, nhóm tác giả đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thành công hệ thống El1>El2 |Az1-Az2|NG2 Control, Communication, Electricity, Electronics, Energy, System, Signal and Chế độ ổn định Simulation, Vol. 25, pp. 123-126. [2] Jium-Ming Lin, Po-Kuang Chang, (2011), “Intelligent PD-Type Fuzzy Controller Hình 6. Sơ đồ thuật toán bám kết hợp Design for Mobile Satellite Antenna Tracking System with Parameter Variations Khi khởi động chương trình, hệ thống sẽ Effect”, IEEE Symposium on Computational thực hiện chế độ bám vòng hở để tìm kiếm vệ Intelligence in Control and Automation. tinh, sau đó hệ thống chuyển sang chế độ [3] Tran Van Hoi, Nguyen Xuan Truong, Bach bám từng bước để tinh chỉnh anten và hệ Gia Duong (2015), “Satellite Tracking thống chuyển sang chế độ ổn định. Control System Using Fuzzy PID Khi hệ thống máy thu di chuyển, lúc đó Controller”, Journal of Mathematics– mức tín hiệu AGC sẽ bị giảm, nếu mức tín Physics, VNU, Vol. 31 (1), pp. 36-46. [4] Tran Van Hoi, Nguyen Xuan Truong, Bach hiệu AGC nhỏ hơn mức ngưỡng NG1 (NG1 Gia Duong (2015), “Improvement of step- mức tín hiệu suy giảm dưới 50%) lúc đó hệ tracking algorithm used for mobile receiver thống sẽ chuyển sang chế độ bám vòng hở, system via satellite”, International Journal ngược lại mức AGC lại so sánh với mức of Electrical and Computer Engineering, ngưỡng NG2 (NG2 mức tín hiệu suy giảm Vol. 5 (2), pp. 280 – 288. 30%). Nếu mức AGC lớn hơn mức ngưỡng 530

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.