王建畢業(yè)論文

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文STYLEREF標(biāo)題,章標(biāo)題(無(wú)序號(hào))Abstract軟件設(shè)計(jì)考慮結(jié)論衛(wèi)星光通信具有許多微波通信無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)衛(wèi)星通信技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。瞄準(zhǔn)捕獲跟蹤（PAT）技術(shù)是衛(wèi)星光通信中關(guān)鍵技術(shù)之一。本文對(duì)PAT系統(tǒng)的工作原理和實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了研究，主要設(shè)計(jì)了PAT系統(tǒng)的上位機(jī)硬件控制電路，并對(duì)該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)做了一定的研究和部分程序的編寫(xiě)。本論文的結(jié)論可以歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：分析了瞄準(zhǔn)捕獲跟蹤系統(tǒng)工作原理，激光鏈路建立、保持和斷開(kāi)后的恢復(fù)過(guò)程。對(duì)捕獲階段的光束掃描方式進(jìn)行了研究，給出了3種常用的掃描方式。衛(wèi)星微振動(dòng)是影響掃描捕獲效果的主要因素，對(duì)此給出了一種可以補(bǔ)償衛(wèi)星微振動(dòng)的修正的掃描模型。在系統(tǒng)跟瞄時(shí)考慮提前瞄準(zhǔn)角能補(bǔ)償光束傳輸滯后造成的衛(wèi)星間相對(duì)位移影響，提前瞄準(zhǔn)角的大小文中已推出。根據(jù)粗、精瞄實(shí)際情況，提出了各自的偏轉(zhuǎn)角度和精度指標(biāo)要求。設(shè)計(jì)了1394串行總線的接口電路以及基于TMS320VC5416的數(shù)字圖像處理單元。因?yàn)檫@兩部分在系統(tǒng)中完成的是一個(gè)功能—角度偏差檢測(cè)，所以將這兩部分單獨(dú)設(shè)計(jì)了一塊電路板。設(shè)計(jì)了基于TMS320LF2407A的瞄準(zhǔn)捕獲跟蹤系統(tǒng)的上位機(jī)硬件電路。這部分設(shè)計(jì)包括：RS-485總線接口，實(shí)現(xiàn)與星載計(jì)算機(jī)之間通信，獲得衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)，用來(lái)作為粗瞄控制信息，同時(shí)星載計(jì)算機(jī)可獲得PAT系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等；兩路D/A、A/D轉(zhuǎn)換電路，D/A輸出用來(lái)控制壓電陶瓷兩個(gè)軸向的角位移，A/D用來(lái)轉(zhuǎn)換壓電陶瓷形變產(chǎn)生的電壓，然后據(jù)此對(duì)壓電陶瓷的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償，使得精瞄控制的精度得到保證；與兩個(gè)軸向粗瞄控制裝置間的接口，通過(guò)此接口，本系統(tǒng)可以控制兩個(gè)軸向的粗瞄裝置進(jìn)行粗瞄控制，并能監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀況；與TMS320VC5416的接口，由2407A通過(guò)5416的主機(jī)接口對(duì)它進(jìn)行訪問(wèn)，獲得角度偏差信號(hào)，這也是整個(gè)PAT系統(tǒng)反饋的實(shí)現(xiàn)，從而進(jìn)行光束跟蹤控制；最后還設(shè)計(jì)了一些必要外圍電路，如時(shí)鐘、復(fù)位、存儲(chǔ)器、電源、仿真接口電路等。這一部分制作了一塊電路板，通過(guò)JTAG接口可實(shí)現(xiàn)在線仿真。根據(jù)瞄準(zhǔn)捕獲跟蹤系統(tǒng)工作原理和硬件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件流程，并編程實(shí)現(xiàn)了某些模塊的功能。目前硬件設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，軟件部分還有以下任務(wù)要做：對(duì)1394總線的配置，這還需要進(jìn)一步熟悉協(xié)議和芯片資料；根據(jù)本文的軟件流程編寫(xiě)程序，本文已經(jīng)編好的程序模塊可直接調(diào)用；考慮在2407A中移植μC/OS-II，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性。本課題研究主要采用了數(shù)字信號(hào)處理器，與普通的單片機(jī)相比，最顯著的是它具有更快的指令周期和專用于數(shù)字信號(hào)處理的內(nèi)部硬件設(shè)計(jì)，因此很適合應(yīng)用在衛(wèi)星光通信的瞄準(zhǔn)捕獲跟蹤系統(tǒng)中。本課題周期較長(zhǎng)，通過(guò)在中期系統(tǒng)設(shè)計(jì)和后期調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題和想法，對(duì)今后的工作提出以下幾點(diǎn)改進(jìn)：節(jié)能考慮。選擇功耗更低的元器件，軟硬件設(shè)計(jì)中盡量少使用DSP的通用I/O口，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)把I/O置低時(shí)系統(tǒng)功耗明顯增加。可將與粗瞄裝置之間通信接口使用的I/O口改用數(shù)據(jù)線在DSP的I/O空間尋址的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，這樣可以簡(jiǎn)化軟件編程，只需注意在通信時(shí)軟件設(shè)置等待狀態(tài)。采用可編程邏輯器件代替分離邏輯器件。使得設(shè)計(jì)更加靈活，同時(shí)減少所需元件數(shù)量，體積縮小，功耗降低。選用性能更高的DSP代替2407A。隨著TI公司的28xx系列DSP的推出，可以采用性能更高的DSP（如2812[….]，150MHz，12位A/D，功耗更低），可以給系統(tǒng)留有更大處理裕量，同時(shí)不用外擴(kuò)SRAM，使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，可靠性增加。瞄準(zhǔn)捕獲跟蹤系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，將極大的促進(jìn)整個(gè)衛(wèi)星光通信技術(shù)的研究。參考文獻(xiàn)readme.txt各種word書(shū)籍、文章和網(wǎng)上資料了附錄#include