第五章 遥控技术.ppt

* 5.4.1 卫星同步控制原理 人造地球卫星有两大类（三类：中轨道）： 一类是低轨卫星，几小时绕地球一圈，它们在地球上空的位置或者在地面的投影按一定的时间规律变化；（距离地面几百公里） 另一类就是地球同步卫星，布设在地球赤道平面36000km上空附近，它们的轨道运行周期与地球自转周期一致。 第三类是中轨卫星（轨道高度在1，2之间） 轨道有两种：圆形轨道和椭圆轨道（近地点和远地点） * Satellite orbit altitudes * 卫星按姿态稳定的方式不同分为两类： 三轴稳定型：靠装在卫星上的3根较长且相互垂直的轴上的控制机构保持卫星姿态的稳定； 自旋稳定型：靠卫星以一定角速度绕自身轴的不断旋转来保持其姿态的平衡。（陀螺原理） 自旋稳定的卫星平台很多需要同步控制，如姿态、位置、转速等方面的控制。 同步卫星中不是“同步控制” 。 * 自旋稳定的卫星，卫星自旋时姿态控制发动机也一起转动。发动机喷口在空间的位置、方向都在不断随卫星自旋而变化。 发动机在不同的位置点火，作用于卫星的力不同，对卫星姿态位置的影响也不一样。 例如，装在卫星径向的喷管，如果当其转向东面工作，就会把卫星推向西面；反之，若在西面工作，就会把卫星推向东面。 卫星同步控制的作用 * 必须确保卫星上发动机在指定的方位工作，即这种控制必须保持与卫星的自旋同步。 卫星同步控制中的“同步”就是指的其控制时间与卫星的自旋的同步。 “卫星同步控制”，就是使控制信号的周期与卫星自旋周期以及控制信号的起始相位与卫星自旋周期保持严格的同步，从而使卫星的位置、姿态、转速等按预定要求改变的一种遥控方式。 同步控制是自旋稳定卫星平台本身所必需的一种遥控手段。 * 星上同步控制机构 为了实现对卫星的姿态、转速及位置的控制，在卫星上装有3对喷气发动机； 1. 径向发动机：一对安装在卫星柱体上通过重心且与自旋轴垂直的圆切面的一根直径的两端，用以调整卫星的位置。 安装时人为地将这对喷管稍微偏离径向，使其在调整位置的同时起到自旋减速作用。 同时克服安装误差的随机性。 * 2. 切向发动机：一对对称安装在卫星的通过重心且与自旋轴垂直的圆切面的圆周切线方向，用在星、箭分离后控制卫星起旋和自旋加速，使卫星保持一定的自旋速度。 3. 轴向发动机：一对对称安装在卫星底部的轴向方向上（即自旋轴的两旁）。与径向发动机一样，为了避免安装的随机误差，人为地使他们向降低转速方向倾斜。所以，这对发动机工作时也起到减速作用。轴向发动机主要用来调整卫星姿态。 * 4. 姿态敏感器件 目的：给同步控制提供基准，为卫星的姿态测量提供姿态信息； 这些敏感元件随卫星一起旋转。卫星每自转一周，敏感元件就感应一次太阳或地球的红外信息，输出一个姿态脉冲。 计算机根据这些敏感元件的安装位置和星历表以及这些姿态脉冲的相对关系就能算出卫星的姿态，并结合姿态机构的安装位置，计算出姿态控制参数。 * 5. 星上遥控设备：星上遥控设备包括天线、接收机、遥控终端和执行机构。 接收地面遥控信号完成载波、副载波解调和地址、同步码检测，将指令码原码存储并译码； 输出到选定的执行机构（含控制开关、调姿发动机和天线消旋机构）动作，完成指定的开关切换或姿态调整。 6. 天线消旋机构 ：带动天线消旋平台以及上面的天线以与卫星自旋的速度ω大小相等、方向相反的速度-ω绕轴旋转，从而实现天线指向恒定。 * * 思 考 题 室内移动体位置测量原理或方案设计。 无线定位，高精确度（小于1m）； 或若弱条件下GPS方案，以及辅助定位AGPS方案（移动网络辅助、铱星辅助） 提示：红外，蓝牙，WLAN，脉冲超宽带 结合所学的全部知识（含本课程之外），设计一种家庭住宅安全综合遥测遥控/监测报警系统，包含对自来水跑水、煤气、电、火灾、烟雾、盗窃信息的监测/遥测和报警/控制/遥控。可以考虑集中监控（有线/无线方式）。写出画出原理框图，介绍实现方案，进行可行性论证。 * * 第五章 遥控技术 孟维晓 * 5.1 遥控系统的组成及操作过程 遥控系统是遥测遥控系统的一个重要组成部分，它与遥测系统一起共同构成一个有机整体。 遥控：对被控对象实行远距离操作控制，涉及到信号的传输和变换的问题。 按照信号传输媒介划分：有线遥控和无线电遥控。 遥控指令：控制端(调度端或遥控站)向被控制端(执行端)传送一个指示被控对象工作或者如何工作的命令。 分连续指令和断续指令 需要采用多路传输技术 遥控指令的组合方式 * 5.1.2 简单动作型操作过程 一次动作型 二次动作型 三次动作型 * * * 5.2 遥控系统的工作方式－实时 遥控的实时工作方式就是当遥控系统的控制端进行指令操作时或被控端有要求时，系统就立即开始工作，对被控对象进行“及时”的遥控。当信息传递完了，系统也