Hình 2.32 thể hiện kết quả đo mức tín hiệu thu khi áp dụng thuật toán bám từng bước cải tiến. Từ đồ thị ta thấy khi sử dụng thuật toán bám kết hợp thời gian bám rút ngắn tương đương với hệ thống sử dụng thuật toán bám vòng hở. Thời gian đầu là quá trình tìm kiếm sử dụng thuật toán bám vòng hở, khi đã bắt được tín hiệu vệ tinh thì chuyển sang quá trình bám từng bước. Tại điểm 35,43s là thời điểm mà hệ thống anten thu bị dịch chuyển do vậy anten bị mất phương hướng lúc này hệ thống lại chuyển sang thuật toán bám vòng hở để chính lại anten về đúng hướng cần thu, thời gian bám đo được <0,5s. Ở thuật toán này hệ thống bám ổn định hơn do kết hợp thuật toán bám từng bước giúp tinh chỉnh vị trí anten chính xác hơn. Với các sai số do hệ thống cơ khí, hệ thống cảm biến như đã trình bày ở trên cho kết quả bám góc cả về phương vị và góc ngẩng nhỏ hơn 0,5°.
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2
Tóm lại, dựa trên những ưu nhược điểm của thuật toán bám từng bước, luận án đã đề xuất sử dụng thuật toán bám vòng hở, và đề xuất kết hợp thuật toán bám từng bước và thuật toán bám vòng hở để tăng hiệu quả bám. Để minh chứng hiệu quả của thuật toán, nội dung chương 2 cũng đã trình bày phần nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển bám vệ tinh và xây dựng phần mềm điều khiển dựa trên thuật toán đã đề xuất. Kết quả kiểm nghiệm cho thấy hiệu quả của thuật toán có độ ổn định cao và thời gian bám nhanh <0,5s. Kết quả này đã được công bố ở công trình số [5].
Đồng thời trong phần thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển bám, luận án cũng đề xuất sử dụng thuật toán điều khiển mờ PID để giảm thời gian lên và thời gian ổn định của hệ thống, giúp cho hệ thống điều khiển đáp ứng được thời gian bám nhanh, và chính xác, kết quả này đã được công bố ở công trình số [4].
Kết quả đã đạt các chỉ tiêu đề ra về:
- Xây dựng thuật toán bám vệ tinh đảm bảo hệ thống bám ổn định và thời gian bám nhanh 0,5s với góc lệch ±50;
- Xây dựng hệ thống điều khiển anten có khả năng điều khiển góc ngẩng: 0-900; điều khiển góc phương vị: 3600;
- Có giao diện điều khiển để xuất/nhập thông số vệ tinh và các thông số hệ thống.
CHƢƠNG 3. NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG THU VỆ TINH BĂNG C VÀ BĂNG L
Để thực hiện điều khiển hệ thống anten bám vệ tinh, trong thuật toán điều khiểu vòng kín có sử dụng tín hiệu thu được từ vệ tinh để làm tham chiếu. Tuy nhiên các máy thu yêu cầu phải có độ nhạy cao. Do vậy nội dung chương 3 tập trung nghiên cứu, lựa chọn các giải pháp thiết kế mạch khuếch đại tạp âm thấp, mạch khuếch đại trung tần để giảm tạp âm, mở rộng băng tần, nâng cao hệ số khuếch đại, thiết kế mạch tạo dao động có độ ổn định cao, từ đó xây dựng máy thu với độ nhạy cao, dải động và dải tần rộng, hệ số khuếch đại lớn không chỉ ứng dụng cho hệ thống thu vệ tinh mà còn có thể ứng dụng cho các mục đích thu dữ liệu băng C và băng L.
3.1 Thiết kế sơ đồ hệ thống thu
Sơ đồ hệ thống thu vệ tinh thể hiện trên Hình 1.7 bao gồm 2 thành phần chính đó là: Bộ thu đổi tần nhiễu thấp LNB băng C và bộ thu băng L, đây là kiểu máy thu đổi tần 2 lần. Sơ đồ thiết kế bộ thu đổi tần nhiễu thấp băng C được thể hiện trên Hình 3.1 với các thành phần như sau:
Mạch lọc thông dải BPF-1 và BPF-2: Thực hiện lọc thông dải tín hiệu băng C, và lọc thông dải tín hiệu băng L.
Mạch khuếch đại tạp âm thấp LNA băng C thực hiện khuếch đại tín hiệu yếu từ anten đưa đến, do vậy yêu cầu của mạch là khuếch đại với mức tạp âm nhỏ nhất có thể nhưng vẫn đảm bảo các tham số khác.
Mạch trộn: Thực hiện trộn hạ tần từ tín hiệu vào băng C thành tín hiệu ra băng L.
Mạch khuếch đại trung tần IF: thực hiện khuếch đại tín hiệu trung tần với mức yêu cầu để đưa đến bộ thu giải mã.
Bộ dao động nội sử dụng mạch dao động điều khiển bằng điện áp VCO kết hợp với bộ vòng khóa pha để nâng cao tính ổn định của mạch dao động. Tín hiệu từ bộ tạo dao động nội cung cấp cho mạch trộn tần.