机载光电平台主被动并联复合减振技术

针对制导跟踪系统中的机载光电平台在工作时受载机振动和气流扰动引起的宽频随机振动干扰,导致稳定精度下降、图像模糊、跟踪脱靶等问题,提出主被动并联复合减振控制技术。分别采用三环伺服控制和自抗扰位置控制策略,搭建基于音圈电机的单自由度机载光电平台主被动并联复合减振系统。仿真结果表明,主被动复合减振系统可有效降低振动信号对光电平台的影响,并且加入主动减振控制后的系统可以拓宽减振频宽,抑制低频振动信号且信号幅值可在被动减振基础上再次被有效衰减2个量级以上。

基于动力学模型的机载天线座力矩补偿控制研究

当前随着载机性能的不断提升,机载雷达伺服系统需要克服载机大机动飞行时重载不平衡负载带来的力矩干扰,以确保伺服跟踪精度。文中以三轴正交串联构型的雷达天线座为例,借鉴串联机器人零力控制的力矩补偿思路,根据载机姿态信息,结合动力学分析,预估载机大机动过程中转台各轴收到的各项干扰力矩,并进行实时前馈补偿(至电流环),半实物仿真和实验证明伺服系统的抗扰动能力得到了有效提升。

一种机载伺服放大器的电源设计方案

随着机载电子设备综合化程度越来越高,对供电系统可靠性和安全性要求也提出了很高的要求。给出一种供电设计方案,采用外部及用电LRM模块两级余度供电输入设计,可实现机载设备供电系统一次故障工作、二次故障安全的要求。验证结果表明,设计能够提高综合化机载电子设备供电系统的可靠性、安全性及可用性,满足机载伺服驱动设备使用要求。

机载立体测绘相机滚转轴伺服系统的辨识与设计

从时域和频域两方面研究了机载立体测绘相机三轴稳定平台中旋转行程较小的滚转轴伺服系统的辨识与设计问题。在时域方面提出了一种基于遗传算法的辨识方法,讨论了遗传算法的原理与设计;在频域方面提出了一种根据闭环频率特性测量数据求取系统开环频率特性的方法,解决了滚转轴伺服系统由于旋转行程狭小而引起的开环频率特性难以直接测量的困难。根据辨识出的传递函数进行校正后,控制系统满足设计要求。实验结果证明,与传统方法相比,本文使用的方法在测量条件较为苛刻,行程范围较小,噪声较大时,辨识结果仍然可以较好地描述系统特性。校正后控制系统的闭环带宽可以达到121 rad/s,稳定裕度为60°,满足工程要求。

机载雷达伺服系统模糊自整定PID控制研究

针对机载雷达伺服系统提出了一种参数模糊自整定P ID控制,利用模糊控制规则在线对P ID参数进行修改,克服了传统P ID控制的一些缺点。详细介绍了参数模糊自整定P ID控制的基本原理及设计方法,并采用M ATLAB/S IMUL INK中的模糊控制工具箱对系统进行了辅助设计与仿真实验。仿真结果表明,该控制方法可以提高雷达伺服系统的动、静态特性,使整个系统获得较好的性能。

雷达伺服系统的高跟踪精度改进型自抗扰控制器

针对机载雷达伺服系统跟踪机动目标时,载机平台扰动和目标加速度影响跟踪精度的问题,提出对机动目标具有更高跟踪精度的改进型自抗扰控制(I-ADRC)方法。考虑到载机平台扰动因素较多,包含载机机械振动/冲击、外部气流、环境温度及载机姿态变化等,采用系统模型补偿的方法,降低扩张观测器的观测负担,从而解决传统自抗扰控制器中扩张状态观测器(ESO)由于扰动量大引起的观测精度下降问题。此外,采用加速度前馈补偿的方式,消除机动目标加速度引起的系统建模误差。实验结果表明:与传统的PI控制相比,采用改进型自抗扰控制方法的雷达伺服系统跟踪精度高、抗干扰性能好,当目标存在加速度时,也能快速高精度跟踪目标位置。

直流力矩电机在机载光电伺服系统中的应用研究

将永磁直流力矩电机引入机载光电伺服控制系统执行机构中可综合实现精度高、体积功耗小等伺服系统性能要求。在对采样电流信号滤波器截止频率的选取规则进行分析论证并给出选择建议的基础上,采用模拟PI电路实现电流闭环,使电流环理论开环特性变为一阶惯性环节,实际闭环截止频率达到1.2 kHz。同时在提出一种简单易行的微分实现方法的基础上,将模糊控制引入速度环调节器;由模糊控制+经典零极点配置控制组成的复合控制器使机载光电伺服系统隔离度达到了0.536%,同时阶跃响应的超调为4%。

机载光电跟踪系统的模糊自整定PID控制

为了提高机载光电跟踪伺服控制系统的控制性能,提出了一种模糊自整定PID控制算法.该算法将模糊控制和经典PID控制相结合,在保持原有系统精度的前提下,使机载光电跟踪伺服控制系统的动态性能得到了改善.仿真结果表明,该控制算法较之经典PID控制算法具有响应快、超调量小、抗干扰能力强等优点,对机载光电跟踪伺服控制系统具有较好的控制能力.

机载稳定平台伺服系统故障分析及诊断方法研究

针对在恶劣环境下运行的随动稳定平台伺服系统,采用故障树分析法确定其故障类别和逻辑关系,基于粗糙集理论建立原始决策表,使用可辨识矩阵与遗传算法相结合的方法对其进行约简,以约简后的决策表作为学习样本,训练Elman神经网络后生成故障诊断模型,使用测试样本进行校验,故障诊断正确率达98%,表明了该诊断方法的可行性,对故障模型较为复杂的稳定平台伺服系统的诊断应用具有实践意义。

振动与远场湍流对机载精跟踪终端的影响

为了实现机载光通信终端小型化、高准确度的要求,依据机载平台振动功率谱特点设计了以FPGA为核心的小型机载精跟踪光通信终端.分别通过室内模拟跟踪与扰动抑制、远场信标探测与通信评估实验对精跟踪系统的性能进行了验证.分析了精跟踪系统对机载平台振动的抑制效果以及不同湍流强度对跟踪造成的影响.在远场3.4km进行大气湍流验证实验,通过角速度模拟了飞机到地面距离20~30km,飞行速度700~900km/h时的通信实验.实验表明,精跟踪系统对机载平台的振动具有较强的抑制能力,系统跟踪准确度为3μrad左右;精跟踪可以使机载光通信模拟运动时的接收光功率提高4~5.9dB.系统搭建灵活,跟踪准确度高.

机载雷达伺服系统设计

介绍了某机载雷达伺服系统,对其工作原理、基本结构、控制方案、驱动技术等进行了分析探讨。设计了无刷直流电动机PWM控制器、角位置检测等硬件电路以及位置、速度、电流三环控制系统。实验结果表明,该系统通过硬件和软件的合理设计,具有较好的动、静态性能。

机载雷达伺服系统研究与仿真

介绍了稳定机载雷达天线指向的伺服系统特点 ,研究影响系统指标的主要因素 ,伺服系统设计原理和方法 。

机载战术激光武器关键技术探讨

阐述了机载战术激光武器的特点、组成及作战流程,并对美国先进战术激光武器(ATLW)做了介绍;对与机载战术激光武器系统相关的高能激光器、精密伺服跟踪、光束控制等关键技术进行了分析。

机载火控雷达伺服分机通用测试技术

为了解决减少机载雷达测试设备的专业设备量和复杂性问题 ,对机载雷达伺服分机测试设备通用性进行了研究 ,使之适用于多种型号的机载雷达地面测试设备。给出基于 VXI总线的通用接口模块和专用数据采集 /变换模块组成的硬件系统、Lab Windows/CVI编程环境下的软件设计等 ,在集控制与测量为一体的通用模块的设计上 ,为机载雷达其他分机的测试提供了设计参考。与传统的分机测试设备比较 ,本设计优化了专业测试设备 。

常增益滤波法在机载雷达伺服系统中的应用

介绍了应用在机载雷达伺服系统中的常增益滤波法的原理,以及实现模型和算法参数的选择方法。论述了在滤除角度噪声,替代角速度传感器构成速度环路完善系统校正,提供角度插值条件等方面的作用。

模糊PID控制在机载雷达伺服系统中的应用研究

针对机载雷达伺服系统提出了一种模糊PID控制方法 ,该方法克服了简单模糊控制与传统PID控制的一些缺点。讨论了模糊PID控制器的设计方法 ,同时利用MATLAB软件中的模糊控制工具箱进行了系统的辅助设计与仿真实验。仿真结果表明 ,该控制方法可使雷达伺服系统性能得到提高。

机载雷达天线伺服控制扰动观测器建模仿真

机载雷达天线伺服控制的精度是雷达系统精确搜索、识别和探测目标的重要指标之一。由于风速和载体运动速度的影响,雷达天线做扫描运动时会承受较大的空气阻力,空气阻力随着时间和扫描运动角度的变化而变化,使雷达天线伺服控制产生附加负载扰动转矩。为了尽可能减小扰动对雷达伺服控制精度的影响,本文提出一种基于扰动观测器的雷达天线伺服控制解决方案。建立雷达天线伺服控制系统的动力学模型、伺服控制模型,将空气阻力产生的附加转矩通过扰动观测器引入被控对象的控制输入端进行补偿,并对不同风速影响进行建模仿真和试验分析。结果表明:基于扰动观测器的雷达天线伺服控制精度有显著提高。

小型化机载光通信精跟踪系统的设计与实验

研制了基于FPGA的小型化机载精跟踪系统,采用CMOS相机作位置传感器,可实现8800F/s的光斑处理与数据传输。通过基于最小二乘法的参数递阶辨识了系统传递函数,对性能进行了仿真与验证。仿真与实测效果一致,在800rad/s以内幅频特性辨识误差小于0.3d B,相频特性辨识误差小于2.1°,跟踪精度约为3μrad,带宽218Hz,精跟踪对3.4km通信光功率改善4.2d B。

某型机载雷达伺服系统地面测试设备的设计

介绍了某型机载雷达伺服系统的一个地面测试设备的设计过程，详细叙述了测试设备的组成、设备硬件及软件的设计。该地面测试设备可以测试雷达天线伺服系统的定位精度和定位性能、功放模块的功能和性能指标以及编码器的编码性能。对于该型雷达天线伺服系统整体及模块的维修、研仿产品的功能及性能的测试提供了测试平台。该设计目前已应用于该型雷达的伺服控制系统测试中，并取得了满意的测试效果。

卡尔曼滤波器在机载跟踪伺服系统中的应用

本文介绍卡尔曼滤波器在机载成象/跟踪伺服系统中的应用,重点放在控制算法及其实现上。文中指出,这种跟踪滤波器能够在一个采样周期内消除误差,因此,提高了控制带宽,跟踪瞄准误差的限度由滤波器预测误差所决定;整个带宽可以调整;对目标机动性适应能力好;计算要求适度,易于实现。最后给出采用高速数字处理器(TMS320)实现的设计。