基于ARM的天线近场扫描支架控制系统软件设计开题报告
2021-12-28 09:12
全文总字数：3187字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
天线是雷达、通信等无线电系统的关键部件之一，它的性能直接关系到整个系统的性能。天线测量技术，在现代天线技术以及军事科研领域中的地位日益重要。
近场测量技术，在发达国家它不仅被认为是测量天线性能的有效方法，而且是研究新型天线的必备手段，并有向其它领域渗透的巨大潜力。相对于远场测量它有许多优点，如测量环境的影响小，获得的信息量大，准确性高。因此应用越来越广泛。而扫描架是近场测量系统中的关键设备之一，它的控制精度关系到整个系统的成败。因而扫描架的位移控制是近场测量系统的很重要的步骤。
天线测量技术的工作涉及到天线原理、天线测量、矢量网络分析仪等仪器使用、步进电机控制、数学变换等内容。基于单片机的电机控制系统具有成本低、使用灵活的特点，广泛应用各种控制应用领域。步进电机是数字控制电机，将脉冲信号转换成角位移，电机的转速、停止的位置取决于脉冲信号的频率和脉冲数。步进电机通过输入脉冲信号进行控制，即电机的总转动角度由输入脉冲总数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。步进电机的驱动电路是根据单片机产生的控制信号进行工作。因此，单片机通过向步进电机驱动电路发送控制信号就能实现对步进电机的控制。
2. 研究的基本内容
研究的目标是实现对电机的速度和方向位置的控制，使电机在各种运行情况下保持设定的速度、位置方向平稳工作，从而达到对天线近场扫描支架的控制，保障其顺利运行。
研究的内容是基于单片机设计一个天线近场软件控制系统。该软件系统主要涉及其中算法、程序的编程设计，具体内容如下：
一、信号的采集程序：主要包括电机速度反馈信号和电压电流信号的采集等
3. 实施方案、进度安排及预期效果
| 实施方案： 1、主程序设计：主程序中要完成的工作主要有系统初始值的设置、系统状态的显示以及各种开关状态的检测判断等。该系统中，需要初始化定时器、外部中断；对P1口送初值以决定脉冲分配方式，速度值存储区送初值决定步进电机的启动速度，对方向值存储区送初值决定步进电机旋转方向等内容。流程框图如下：
2、定时器程序设计 在定时器中断程序中，主要是判断电机的运行方向、发下一个脉冲，以及保存当前的各种状态。流程框图如下：
3、外部中断程序设计 外部中断是根据按键次数，改变速度值存储区中的数据，这样就改变了步进电机的输出脉冲频率，也就是改变了电机的转速。流程框图如下：
进度安排： 12月1日~12月10日：毕业设计思考开题，查阅资料理解题目 12月10日~2月28日：毕业设计开题报告完成，确定设计方案 3月1日~3月10日：毕业设计资料整合完成，开始具体设计实验 3月10日~4月10日：完成调试与全部实验 4月10日~5月15日：撰写论文准备答辩 预期效果： 设计出一个天线近场扫描支架软件控制系统
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4. 参考文献
| [1] 马忠梅，单片机的C语言应用程序设计[M]，北京：北京航天航空大学出版社，2007年 [2] 刘昌华，易逵，8051单片机的C语言应用程序设计与实践[M]， 北京：国防 工业出版社，2007年 [3]王晓明 ，电动机的单片机控制(第3版) ，北京航空航天大学出版社，2011年 [4]曹刚，PID控制器参数整定方法及其应用研究[J]，浙江大学硕士学位论文， 2004年3月 [5]Rusnak Ilan, Barkana Irzhak. Improving performance of PIDcontrollers using adaptive control. International Conference on Control andApplications. 2009 [6]王喜明，高伟，单片机对直流伺服电机控制的研究，科学技术与工程， 第7卷第14期 ，2007年 7月 [7] 李清杰，钟鹰，天线平面近场测量系统发展概况，空间电子技术， 2000 年第1期 [8][8]刘发明，李勇，毛乃宏，天线平面近场测量扫描架的位移控制，无线电工程 [9] Yeager Brent.How to troubleshoot your electronic scale[J].. Powder and Bulk Engineering. 1995 [10] Astrom K J, Hang C C, Persson and Ho W K,Towards Intelligent PID Control. Automation,1992, 28 (1):1-9
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