طراحي و شبيه‌سازي سيستم كنترل حلقه بسته در فرستنده سوئيچينگ سامانه موقعيت ياب محلي

Design and Simulation of a Closed-Loop controller for Switching Transmitter of Local Positioning System

براي پياده­‌سازي زيرسامانه كنترل حلقه بسته فرستنده سامانه لورن دو بخش مجزا براي فاز و پوش موردنياز است تا در صورت تغييرات ناخواسته آنتن، پارامترهاي جريان عبوري از شرايط قابل قبول خارج نشود. ايده اصلي، هم­‌فاز كردن جريان و ولتاژ با افزودن يك سلف متغير سري‌شده با آنتن است تا امپدانس آنتن در فركانس kHz100 به‌گونه‌اي تنظيم شود كه قسمت موهومي امپدانس ديده‌شده در ورودي آنتن صفر شود، آنتن همانند يك امپدانس مقاومتي رفتار ‌كند و ولتاژ با جريان هم‌­فاز ‌گردند. براي اين منظور در كنترل­‌كننده­ فاز از مداري براي تعيين اختلاف فاز و كنترل­‌كننده­ تناسبي استفاده شده است. در بخش كنترل پوش نيز با اعمال يك ­پالس تكي و تحليل جريان عبوري از مدار، مقادير معادل آنتن را به دست آورده و دامنه­ پالس ورودي بر مبناي اين مقادير محاسبه ‌شده است. بر اساس اندازه­گيري­ها و محاسبات به‌عمل‌آمده، براي حالت­‌هاي مختلف با تغيير در محدوده­ ده درصد از مقادير معادل آنتن، كنترل­‌كننده عملكرد مناسبي دارد. به عنوان نمونه حداكثر خطاي عبور از صفر در نيم‌­دوره دوم تا دوازدهم ns49/3 و همچنين MMSE و حداكثر خطاي نقاط اوج در 8 نيم‌­دوره نخست به ترتيب 0/01875 و 0/024657 است كه با استانداردهاي موردنياز پالس لورن مطابقت دارد.

Closed-loop control sub-system in Long Range Navigation (LORAN) switching transmitter of a Local Positioning System (LPS) has been implemented by two separate parts of phase and envelope signals. The basic idea of synchronizing current and voltage is based on adding a variable inductor in series with the antenna to change the center frequency of loran pulse, equal to 100 kHz. In this condition, the imaginary part of impedance at input of antenna could be zero and thus the antenna model will be pure ohmic impedance. The phase controller is a suitable circuit designed to determine the phase difference and the proportional controller. For pulse envelope extraction, we apply a single pulse and analyzing the current flow through the antenna. Based on measurements and calculations performed for different modes with a change in the range of 10% of equivalent values ​​of the antenna parameters, the controller performs well, with a maximum zero crossing error in the second- to- twelfth pulse equal to 3.49 ns as well as MMSE and maximum peak error in the first 8 half-cycles were equal to 0.01875 and 0.024657, respectively; which meet the required standards and comply with the Loran pulse.