Computationally Fast Dynamical Model of a SATCOM Antenna Suitable for Extensive Optimization Tasks - Appel M; Bastl M; Najman J; Grepl R; University of Defence<U+0009>
El desarrollo de nuevas antenas SATCOM (comunicaciones por satľite) y sus sistemas de control es un problema complejo, en el que se deben cumplir los estrictos requisitos para el diseǫ mecǹico, las unidades, los sensores y la velocidad y precisin̤ generales del algoritmo de control. Por lo tanto, un modelo de simulacin̤ a menudo se usa en diferentes etapas de desarrollo, lo que acelera enormemente el proceso de diseǫ y optimizacin̤ de todo el sistema. La parte computacionalmente ms̀ exigente de la simulacin̤ es el modelo dinm̀ico de antena. Este artc̕ulo propone un enfoque alternativo para la creacin̤ dinm̀ica de modelos, y los resultados se comparan con un modelo creado mediante el uso de un entorno universal de simulacin̤ multicuerpo. Se muestra que el nuevo enfoque propuesto ofrece resultados casi de la misma calidad y es varias veces ms̀ rp̀ido computacionalmente.1. Introduccin̤Asegurar una comunicacin̤ fiable es una tarea importante, no sl̤o en el sector civil, sino especialmente en las aplicaciones militares [1]. La colocacin̤ de la antena de comunicacin̤ en un vehc̕ulo en movimiento (terrestre o mart̕imo), junto con los estrictos requisitos de precisin̤ en el seguimiento de los satľites [2], impone grandes exigencias al sistema mecatrn̤ico de la antena: diseǫ mecǹico, accionamientos, sensores, fusin̤ de datos y algoritmos de control [3, 4].La eleccin̤ apropiada de los sensores, la topologa̕ del sistema de control y el procesamiento de datos no es un problema resuelto y el desarrollo tčnico y la investigacin̤ siguen en curso [5].Este artc̕ulo trata sobre el diseǫ de un modelo simplificado de dinm̀ica de antenas para la desregulacin̤ y el dimensionamiento de la construccin̤ mecǹica de un sistema de antenas real. El modelo tambiň sirve para las pruebas de los sensores y del sistema de control con el uso del Diseǫ Basado en el Modelo [6, 7]. Las pruebas de los algoritmos de control [8] y de procesamiento de seąles, las unidades de medicin̤ inercial integradas [9-12], las salidas de otros sensores MEMS (sistemas microelectro-mecǹicos), as ̕como los cl̀culos de optimizacin̤ del diseǫ mecǹico, pueden acelerarse en gran medida mediante la ejecucin̤ de simulaciones en el modelo de la antena y los sensores. Los requisitos esenciales para el modelo del sistema de antenas creado son una precisin̤ suficiente, parm̀etros mn̕imos y especialmente una baja complejidad de cl̀culo.Los resultados descritos en este artc̕ulo se basan en el esfuerzo de investigacin̤ en colaboracin̤ del laboratorio de Mecatrn̤ica de la Universidad Tecnolg̤ica de Brno y PROFEN Communi- cation Technologies, Inc. [13].1.1. Descripcin̤ del sistemaPara fijar con x̌ito un satľite, es necesario asegurar el movimiento de la an- tenna en dos ejes - azimut (guiąda) y elevacin̤ (cabeceo). Sin embargo, en tal configuracin̤, puede haber problemas con una singularidad mecǹica en la zona en la que el satľite rastreado est ̀directamente encima de la antena. Por lo tanto, es preferible aądir un tercer eje - nivel transversal (Fig. 1), que proporciona un grado adicional de libertad al sistema y resuelve el problema de las singularidades mecǹicas.