一种主动主反射面天线主副伺协同调控方法技术

本发明专利技术公开了一种主动主反射面天线主副伺协同调控方法，涉及主动主反射面天线技术领域，包括：获取当前变形主反射面对应的促动器单步调整量；判断所述当前变形主反射面对应的促动器单步调整量是否小于预设的促动器调整步长，得到判断结果；根据所述判断结果对主反射面

【技术实现步骤摘要】
一种主动主反射面天线主副伺协同调控方法


[0001]本专利技术属于主动主反射面天线
，具体涉及一种主动主反射面天线主副伺协同调控方法
。

技术介绍

[0002]随着反射面天线的口径和性能要求日益提高，传统的固定式反射面天线在面对复杂多变的工作环境时表现出局限性，而主动主反射面天线通过在主反射面下方安装促动器，实现对面板形面的调整，为未来反射面天线技术的发展提供了一种新的方向
。
[0003]在主动主反射面天线性能调控方面，实现天线调控系统的协同控制是未来的发展趋势
。
随着不同工作环境和外部条件的变化，若能够实现各个系统的自适应调整，动态地对天线的主反射面形态
、
副反射面位姿以及天线指向进行调整，那么反射面天线将呈现出更加可靠的性能和更为持续的观测时间
。
以温度变形为例，反射面天线长期暴露在外界环境下，尤其是受到太阳照射时，会引起天线的结构变形，影响主动主反射天线的性能
。
[0004]因此，亟需改善现有技术中天线受到外界环境影响发生结构变形，影响主动主反射天性的性能的缺陷
。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种主动主反射面天线主副伺协同调控方法
。
本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种主动主反射面天线主副伺协同调控方法，包括：
[0007]获取当前变形主反射面对应的促动器单步调整量；
[0008]判断所述当前变形主反射面对应的促动器单步调整量是否小于预设的促动器调整步长，得到判断结果；
[0009]根据所述判断结果对主反射面
、
副反射面和伺服系统进行协同调控
。
[0010]本专利技术的有益效果：
[0011]本专利技术提供的一种主动主反射面天线主副伺协同调控方法，考虑调整过程的主动主反射面天线主副伺协同调控方法，可以快速计算出反射面天线变形后各个调控系统的调控量，极大的改善主动主反射面天线在调整过程中的指向和电性能
。
通过服役过程中对变形的实时监测，并不断循环，可实现主动主反射面天线调控系统的协同控制
。
[0012]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明
。
附图说明
[0013]图1是本专利技术实施例提供的主动主反射面天线主副伺协同调控方法的一种流程图；
[0014]图2是本专利技术实施例提供的主动主反射面天线的一种结构示意图；
[0015]图3是本专利技术实施例提供的具体实施方案的一种流程图；
[0016]图4是本专利技术实施例提供的主动主反射面天线变形的一种结构示意图；
[0017]图5是本专利技术实施例提供的促动器单步调整量的一种示意图；
[0018]图6是本专利技术实施例提供的协同调整的一种结构示意图
。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此
。
[0020]相关技术中，主动主反射面天线的优势在于其主反射面
、
副反射面和伺服系统都可以调整
。
其中，主反射面作为信号接收的主要装置，通过驱动主反射面移动的促动器来完成调整，控制系统根据反馈的变形数据计算调整量，然后控制驱动系统来实现精确的主反射面调整；副反射面通过六杆并联机构实现副反射面位置和姿态的调整，通过副反射面的调整可以进一步优化信号的聚焦效果，实现主反射面和副反射面的匹配；伺服系统包括方位轮轨和俯仰齿轮两部分，方位轮轨用于调整天线的方位角偏差，俯仰齿轮用于调整天线的俯仰角偏差，通过伺服系统的调整，可以保证天线指向的稳定性
。
[0021]请参见图1和图2所示，图1是本专利技术实施例提供的主动主反射面天线主副伺协同调控方法的一种流程图，图2是本专利技术实施例提供的主动主反射面天线的一种结构示意图，本专利技术所提供的一种主动主反射面天线主副伺协同调控方法，包括：
[0022]S101、
获取当前变形主反射面对应的促动器单步调整量；
[0023]S102、
判断当前变形主反射面对应的促动器单步调整量是否小于预设的促动器调整步长，得到判断结果；
[0024]S103、
根据判断结果对主反射面
、
副反射面和伺服系统进行协同调控
。
[0025]具体而言，本实施例中，判断结果为当前变形主反射面对应的促动器单步调整量小于预设的促动器调整步长，则根据当前变形主反射面对应的促动器总调整量
、
以及副反射面位姿偏移量矩阵和伺服系统方位
、
俯仰调整量矩阵对主反射面
、
副反射面和伺服系统进行协同调控
。
[0026]本实施例中，判断结果为当前变形主反射面对应的促动器单步调整量不小于预设的促动器调整步长，则获取下一次变形主反射面对应的促动器单步调整量，直至下一次变形主反射面对应的促动器单步调整量小于预设的促动器调整步长；
[0027]同时，获取变形主反射面对应的促动器历史单步调整量之和，并转化为位移形式施加到构建好的主动主反射面天线的有限元模型，更新变形主反射面对应的促动器单步调整后主反射面结构变形量和副反射面所有节点的位姿偏移量，更新副反射面位姿偏移量矩阵和伺服系统方位
、
俯仰调整量矩阵；根据下一次变形主反射面对应的促动器总调整量
、
以及更新的副反射面位姿偏移量矩阵和伺服系统方位
、
俯仰调整量矩阵并对主反射面
、
副反射面和伺服系统进行协同调控
。
[0028]在本专利技术的一种可选地实施例中，请参见图3所示，图3是本专利技术实施例提供的具体实施方案的的一种流程图，变形主反射面对应的促动器总调整量
、
以及副反射面位姿偏移量矩阵和伺服系统方位
、
俯仰调整量矩阵的获取过程包括：
[0029]S201、
根据主动主反射面天线的结构参数和材料属性，构建主动主反射面天线的有限元模型，确定理想主反射面
。
[0030]S202、
对主动主反射面天线的有限元模型施加当前天线服役工况对应的外载荷，得到主反射面结构总变形量，确定变形主反射面
。
[0031]具体而言，本实施例中，主动主反射面天线的结构参数包括天线主反射面
、
副反射面
、
背架
、
中心体和座架，材料属性包括泊松比
、
弹性模量和热膨胀系数
。
将天线服役工况下的外载荷施加到有限元模型中，以主反射面顶点作为主反射面坐标系
O
‑
xyz
的坐标原点，计算主反射面所有节点的变形量
d
i
＝
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种主动主反射面天线主副伺协同调控方法，其特征在于，包括：获取当前变形主反射面对应的促动器单步调整量；判断所述当前变形主反射面对应的促动器单步调整量是否小于预设的促动器调整步长，得到判断结果；根据所述判断结果对主反射面
、
副反射面和伺服系统进行协同调控
。2.
根据权利要求1所述的主动主反射面天线主副伺协同调控方法，其特征在于，所述判断结果为所述当前变形主反射面对应的促动器单步调整量小于所述预设的促动器调整步长，则根据当前变形主反射面对应的促动器总调整量
、
以及副反射面位姿偏移量矩阵和伺服系统方位
、
俯仰调整量矩阵对所述主反射面
、
所述副反射面和所述伺服系统进行协同调控
。3.
根据权利要求1所述的主动主反射面天线主副伺协同调控方法，其特征在于，所述判断结果为所述当前变形主反射面对应的促动器单步调整量不小于所述预设的促动器调整步长，则获取下一次变形主反射面对应的促动器单步调整量，直至所述下一次变形主反射面对应的促动器单步调整量小于所述预设的促动器调整步长；同时，获取变形主反射面对应的促动器历史单步调整量之和，并转化为位移形式施加到构建好的主动主反射面天线的有限元模型，更新变形主反射面对应的促动器单步调整后主反射面结构变形量和副反射面所有节点的位姿偏移量，更新所述副反射面位姿偏移量矩阵和伺服系统方位
、
俯仰调整量矩阵；根据下一次变形主反射面对应的促动器总调整量
、
以及更新的副反射面位姿偏移量矩阵和伺服系统方位
、
俯仰调整量矩阵并对所述主反射面
、
所述副反射面和所述伺服系统进行协同调控
。4.
根据权利要求2或3所述的主动主反射面天线主副伺协同调控方法，其特征在于，所述变形主反射面对应的促动器总调整量
、
以及副反射面位姿偏移量矩阵和伺服系统方位
、
俯仰调整量矩阵的获取过程包括：根据主动主反射面天线的结构参数和材料属性，构建主动主反射面天线的有限元模型，确定理想主反射面；对所述主动主反射面天线的有限元模型施加当前天线服役工况对应的外载荷，得到主反射面结构总变形量，确定变形主反射面；根据所述变形主反射面，确定最佳拟合主反射面；根据所述最佳拟合主反射面，得到所述变形主反射面最佳拟合参数；根据所述变形主反射面最佳拟合参数，得到变形主反射面对应的促动器总调整量；其中，所述主反射面对应设置多个促动器；根据预设的促动器调整步长和所述变形主反射面对应的促动器总调整量，得到变形主反射面对应的促动器单步调整量；同时，将所述主反射面对应的促动器单步调整量以位移载荷方式施加到所述主动主反射面天线的有限元模型；根据施加位移载荷的主动主反射面天线的有限元模型，得到变形主反射面对应的促动器单步调整后变形主反射面结构变形量和副反射面所有节点的位姿偏移量；根据所述最佳拟合主反射面，得到变形主反射面对应的促动器单步调整后变形主反射面最佳拟合参数；根据变形主反射面对应的促动器单步调整后变形主反射面最佳拟合参数，得到副反射面单步位姿偏移量，将副反射面单步位姿偏移量存入副反射面位姿偏移量矩阵；其中，变形主反射面对应的促动器单步调整量与副反射面单步位姿偏移量一一对应；
根据变形主反射面对应的促动器单步调整后变形主反射面最佳拟合参数，得到伺服系统方位和俯仰单步调整量，并分别存入方位调整量矩阵和俯仰调整量矩阵；其中，变形主反射面对应的促动器单步调整量与伺服系统方位和俯仰单步调整量一一对应
。5.
根据权利要求4所述的主动主反射面天线主副伺协同调控方法，其特征在于，所述根据所述变形主反射面，确定最佳拟合主反射面；根据所述最佳拟合主反射面，得到所述变形主反射面最佳拟合参数；根据所述变形主反射面最佳拟合参数，得到变形主反射面对应的促动器总调整量，包括：获取所述理想主反射面上的第
i
个节点
P
i
的坐标
(x
i
,y
i
,z
i
)
；对所述变形主反射面进行最佳拟合，所述最佳拟合主反射面绕
X
轴的旋转量为绕
Y
轴的旋转量为沿
X
轴的位移量为
u、
沿
Y
轴的位移量
v、
沿
z
轴的位移量
w
，确定所述最佳拟合主反射面；获取节点
P
i
在所述最佳拟合主反射面上对应的节点
P
i
'
的坐标
(x'
i
,y'
i
,z'
i
)
，其表达式为：根据所述理想主反射面上节点
P
i
的变形量
d
i
，以所述变形主反射面最佳拟合参数作为优化变量，将所述变形主反射面上所有节点的坐标到所述最佳拟合主反射面上对应的节点的坐标之间的距离的均值最小化作为优化目标，构建最佳拟合主反射面的优化模型，其表达式为：反射面的优化模型，其表达式...

【专利技术属性】
技术研发人员：连培园，张银伟，王从思，薛松，王艳，严粤飞，王娜，赵武林，伍洋，汪敏，孔德庆，蒋瑞琦，栾天，姚亮，王龙杨，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：