基于3RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的衛(wèi)星通信天線運(yùn)動學(xué)仿真及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、基于車、船、飛機(jī)等載體的移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有高的機(jī)動性，因此在國防和民用領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。移動載體的機(jī)動性使得載體的方位、俯仰和橫滾不斷產(chǎn)生變化，導(dǎo)致天線主波束偏離衛(wèi)星，從而影響通訊的質(zhì)量并可能造成通信中斷。如何建立一個相對大地穩(wěn)定的接收系統(tǒng)以保證載體移動過程中天線始終指向衛(wèi)星便成為移動衛(wèi)星通信的關(guān)鍵。因此，研究穩(wěn)定性好、動態(tài)特性好的天線驅(qū)動系統(tǒng)具有重要的理論意義和工程實(shí)用價值。
　　移動衛(wèi)星通信旋轉(zhuǎn)拋物面天線跟蹤衛(wèi)星的

2、實(shí)質(zhì)是天線中軸始終指向衛(wèi)星，因此跟星問題可以簡化為天線截面法線或者平面法線的指向性問題。根據(jù)空間三點(diǎn)決定一個平面的原理并結(jié)合并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，我們提出了采用3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為天線驅(qū)動系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了普通轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定平臺和關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置的功能，具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、響應(yīng)快速等優(yōu)點(diǎn)。本文針對該新型天線驅(qū)動系統(tǒng)開展研究工作，主要內(nèi)容如下：
　　1、針對移動載體并聯(lián)機(jī)構(gòu)天線系統(tǒng)，提出了大地、載體、天線三坐標(biāo)系建立的方法，推導(dǎo)了三坐標(biāo)系變換

3、的公式，確定了天線束波所在向量與運(yùn)動載體的關(guān)系，并由此推導(dǎo)出機(jī)構(gòu)逆解的方程。同時對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析，得到了機(jī)構(gòu)的工作空間運(yùn)動軌跡和桿長變化曲線；針對桿長值突變點(diǎn)，提出解決方案。通過分析機(jī)構(gòu)的速度和加速度，獲得了機(jī)構(gòu)的瞬時特性。
　　2、在ADAMS中對非穩(wěn)定情況下的并聯(lián)機(jī)構(gòu)天線系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)仿真，包括運(yùn)動載體方位、俯仰、滾轉(zhuǎn)角度變化等幾種工況。仿真結(jié)果顯示，并聯(lián)機(jī)構(gòu)桿長變化曲線連續(xù)可導(dǎo)，天線指向穩(wěn)定，系統(tǒng)能夠滿足移動載體跟星