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基于X-Y轴天线伺服控制系统研究的开题报告

一、选题背景

天线是天空或空间中接收或发射电磁波的设备，其使用范围广泛，

包括卫星通信、军事通信、导航、测量等多个领域。在这些应用中，天

线的方位角和俯仰角被广泛用于指示目标方向和位置。因此，X-Y轴天线

伺服控制系统已成为学术和工业研究的热点，以实现快速、精确地跟踪

和定位目标。

目前，天线控制系统具有高质量、高精度和高可靠性的特点，并且

运用在对星座的控制、导航、天气前瞻预报、信号调制、卫星广播等方

面。针对X-Y轴天线伺服控制系统，本研究力图提高其精度和控制能力，

并解决天线运动过程中存在的振动和噪声等问题。该研究将充分考虑天

线控制系统的物理特性，为保证系统可靠性和性能提出合理的解决方法。

二、研究目的

本研究的主要目的是建立一种基于X-Y轴天线伺服控制系统的运动

模型，以实现对控制系统的初始调试和优化，提高系统精度和控制能力，

为天线追踪和定位功能提供支持。并根据模型仿真结果，设计和制造出

功能更加完善和稳定的天线控制设备，为相关应用提供更加丰富的基础

设施。

三、研究内容

1.分析天线控制系统的控制模型，包括动力学模型、位置控制模型、

闭环控制模型等方面，建立传输过程中的数学模型。

2.针对天线振动和噪声等问题，研究滤波、降噪和抑制技术等解决

方案，降低天线振动和噪声对控制系统的干扰，提高系统控制精度和可

靠性。

3.设计和实现基于X-Y轴天线伺服控制系统的控制器硬件和软件，

并对系统进行实验验证和仿真分析。

4.分析系统的输出和稳定性、可控性和可观性，对系统误差进行分

析和优化，为后续的体系结构及参数设计提供支持。

四、研究方法

本研究将采用仿真和实验相结合的方法，以MATLAB仿真工具为基

础，使用Simulink进行开发，通过建立天线控制系统的动力学模型、位

置控制模型和闭环控制模型，分析天线运动过程中存在的振动和噪声等

问题，并提出相应的解决方案，从而实现对控制系统的初始调试和优化。

在系统设计和制造阶段，本研究将采用硬件设计和软件开发相结合

的方法，使用基于STM32F103单片机的专用控制器，设计和实现天线控

制系统，并对系统进行实验验证和仿真分析，以实现对系统误差的减小

和性能的提升。

五、预期成果

1.基于X-Y轴天线伺服控制系统的运动模型，对天线的运动轨迹进

行预测和优化，提高系统稳定性和精度。

2.抑制天线振动和噪声等问题的解决方案，降低天线控制系统的干

扰，提高控制精度和可靠性。

3.基于STM32F103单片机的专用控制器，设计和制造出稳定性和

性能更加优秀的天线控制设备。

4.针对系统误差进行分析和优化，提供更加稳定和灵敏的天线控制

系统，为实际应用提供更多的技术支持和保障。

六、研究意义

随着天线控制技术的不断发展和应用领域的拓展，对系统稳定性和

精度的要求也越来越高。本研究基于X-Y轴天线伺服控制系统来探究天

线运动的数学模型和运动控制策略，为科研人员和工程师提供具有参考

价值的控制思路。研究成果将为天线控制的整体性能提供大幅度提升，

具有推广的价值和应用前景，对我国相关领域的发展和提升产生重要的

推动和帮助作用。