火控雷达伺服系统仿真研究

某型车载火控雷达以直流力矩电机、光纤陀螺为主要器件构成三闭环控制系统。本文利用Matlab对此伺服系统的电流环、速度环以及位置环进行了建模及仿真。最后利用跟踪模拟航路验证了仿真设计的有效性。

基于国产芯片的雷达伺服多通信系统

对国产器件的雷达伺服多通道通信平台进行研究,针对雷达伺服系统硬件自主可控和多通道通信复杂的问题,提出一种基于MCU+FPGA架构的国产雷达伺服多通道通信系统,以此来提升伺服控制的可靠性、冗余性和通用性,设计了6路RS-422融合结构,完成和各分系统组件之间的通信,并在Altium Designer上完成了器件原理图设计和印制电路板的布局布线,实现了印制板电路6层堆叠设计和实物静态测试。测试结果表明本设计的通信系统满足设计需求,能够实现国产替代。

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。

雷达伺服系统耦合力矩对跟踪精度影响分析

针对载机机动运动导致雷达伺服机构中存在复杂的耦合扰动力矩,无法实现伺服控制中扰动力矩精确补偿的问题,展开雷达伺服系统耦合力矩的建模和影响分析。采用矢量叠加原理推导两维机构的运动学方程和惯量耦合方程,建立方位和俯仰两轴的动力学耦合力矩模型,并通过仿真分析载机机动和不机动情况下,载机平台对两维框架的动力学耦合力矩和位置跟踪误差的影响。仿真结果表明,载机不机动时两维框架间的耦合力矩较小,跟踪误差较小;当载机机动时两维框架间耦合力矩增大,且耦合力矩表现为时变的正弦特性,此时跟踪误差增大且表现为时变和不规则的特点。动力学耦合力矩模型的建立为机载雷达伺服控制系统的设计提供了理论依据。

精密跟踪雷达天线伺服系统的设计与仿真

伺服系统是实时捕获、跟踪目标的一个重要组成部分。精密跟踪雷达伺服系统通常含有典型的三个闭环反馈控制回路,且具有高跟踪精度与高动态性能的特点。文中基于Matlab/Simulink软件,重点对其三个环路进行设计和动态的仿真,结果表明:角跟踪精度很好的提高,从而使雷达天线更精确地跟踪目标。

小型雷达伺服系统控制器的设计与研究

针对某地面雷达要求设备体积小、拆装方便、重量轻等特点,系统以单片机PIC18F2431为核心,以无刷直流电动机为伺服电机,提出软件伺服策略,构成全数字高精度伺服系统。考虑系统机械谐振、力矩耦合及电气参数波动等非线性不确定因素的影响,采用模糊规则和改进型抗积分饱和相结合的PID控制器。实验结果表明,该系统控制精度高、响应速度快,对体积和重量有严格限制的小型天线伺服系统的设计有重要参考价值。

基于准滑动模态的雷达伺服系统控制

为了改善某跟踪雷达伺服系统的性能,以无刷直流电机(BLDCM)作为天线伺服驱动,在无刷直流电机模型的基础上,设计了雷达伺服系统的三闭环控制系统,电流环和速度环均采用PI控制,位置环采用准滑模控制。给出了电流环和速度环的开环频率特性,并绘出了伺服系统位置环的阶跃响应曲线和正弦信号跟踪曲线。结果表明,所设计的伺服系统电流回路和速度回路稳定,能够达到性能要求;位置环响应速度有所提高,对系统参数的不确定性及干扰有很强的鲁棒性,雷达伺服系统的跟踪速度、跟踪精度、稳定性都有所改善。

雷达伺服变增益交叉耦合协调控制研究

针对常见的双轴跟踪雷达伺服跟踪精度以及协调控制问题,为提高系统控制精度和协调性能,提出一种变增益交叉耦合协调控制模式。通过对双轴雷达伺服系统建立数学模型,在分析俯仰和水平伺服电机跟踪误差对整个雷达伺服系统精度的影响的基础上,将系统跟踪误差推广到任意运动轮廓曲线的情况,采用变增益交叉耦合控制算法对雷达伺服系统进行协调控制。经仿真验证,该方法能提高系统跟踪精度,减小系统误差。

船载雷达伺服系统船摇隔离度静态测试方法

克服船舶摇摆对船载雷达跟踪的影响是船载雷达伺服系统的特殊性问题,船摇隔离效果的测试和调试需要在雷达试验场进行摇摆台试验或出海以后在船舶生摇时开展,需要耗费大量的人力物力。在对船载雷达伺服系统环路进行建模分析的基础上,文中提出了基于“数引环路”和“自跟踪回路”的两种船摇隔离度静态测试方法。仿真分析和现场试验表明:该测试方法实现简单,便于工程应用。

基于贝叶斯网络雷达伺服系统故障树分析

为填补雷达伺服系统可靠性研究的空白,查找影响雷达伺服系统可靠性的关键性因素,以雷达伺服系统随动失效模式为例开展可靠性分析。采用故障树建模分析与贝叶斯网络的结合的分析方法,首先对雷达伺服系统进行功能性分析,随后进行故障树和贝叶斯网络的可靠性模型建立,最后通过故障树顶事件的发生概率和重要度分析后得出了造成雷达伺服系统随动失败发生的概率以及造成该事件发生的关键影响因素。通过以上分析方法运用能够找出雷达伺服系统可靠性关键性因素,为提高雷达伺服系统可靠性指明了解决方向。

雷达伺服系统的混合智能算法应用及其鲁棒性分析

跟踪雷达伺服系统常常需要较高的跟踪精度。将前馈补偿和模糊PID控制相结合,构成混合智能控制策略;推导了控制系统的数学模型,并对其进行简明的鲁棒性和稳定性分析。将此控制策略在某雷达伺服系统中进行应用,结果表明:该混合智能控制策略提高了雷达伺服系统的控制精度,改善了动态性能;且易于实现,具有很高的工程应用价值,可应用于类似伺服系统中。

基于Matlab/Simulink的测量雷达伺服系统的仿真方法

精密测量雷达伺服系统 ,通常含有典型的 3个闭环反馈控制回路 ,且具有高测量精度与高动态性能要求的特点。文中基于具有辅助设计及强大仿真功能的Matlab/Simulink软件工具 ,针对该类伺服系统具有多回路设计 ,多参数调整及复杂控制算法的要求 ,结合具体的工程实例 ,进行动态建模和仿真 ,得到了系统的动态响应结果 ,验证了仿真实验的准确性。该仿真方法有利于对伺服系统进行综合性能分析 ,优化设计流程 ,缩短研制周期 ,降低研制成本 ,对系统设计、调试、验证起到很好的作用。

基于FUZZY-PID控制的雷达伺服系统仿真研究

针对雷达伺服系统提出了一种采用ＦＵＺＺＹ—ＰＩＤ（模糊—比例积分微分）控制的方案，给出了ＦＵＺＺＹ—ＰＩＤ控制器的基本设计方法。仿真结果表明，采用这种控制器后，伺服系统的性能明显提高。

改进萤火虫算法在雷达伺服电机控制中的应用

由于开关磁阻电机(SRM)特殊的双凸极结构,在运行过程中会产生较大的转矩脉动,文中考虑开关角对SRM转矩脉动的影响,在转矩分配函数控制方法的基础之上,采用改进人工萤火虫算法对SRM开关角进行优化,设计一种基于改进萤火虫算法的转矩分配函数控制方法。该方法以铜耗与转矩脉动率作为优化目标,利用改进萤火虫算法的寻优能力,对开关角进行优化。仿真实验表明:该方法在工况1000 r/min下,相较于传统转矩分配函数控制策略,转矩脉动率减小了5.3%,在2000 r/min下,减小了5.23%。

雷达伺服系统中DAC位数和数字PWM位数的选择

雷达伺服系统是全闭环伺服系统。文中分析了D/A变换器(DAC)的工作特性以及在全闭环伺服系统中的应用特点。由于DAC和齿轮减速比都影响着伺服系统的开环增益,当系统开环增益一定时,DAC位数的实际作用和减速比的选择相互限制,在设计雷达伺服系统中需注意。文中同时指出,数字式PWM的实质也是一种DAC,它的位数选择同样遵循DAC的选择原则。

基于直流无刷电机的雷达伺服系统设计

介绍了连续扫描工作的长寿命伺服系统设计与实现,选用无刷电机作为执行元件并选用无刷旋转变压器作为测角反馈元件来实现长寿命要求。文中描述了直流无刷电机的Matlab模型和基于无刷电机的雷达伺服系统仿真模型。伺服系统的校正运算通过PI调节器实现,参数通过系统仿真决定,简化了系统参数的设计。仿真模型中考虑了结构谐振,用以保证调节器的可实现性。功放电路由单路PWM经FP-GA分离出6路开关信号来控制,简单可靠。从系统的实际工作数据结果来看达到了较好的控制性能。

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。

雷达伺服控制技术的新发展

雷达伺服系统是雷达的重要组成部分 ,它对于发现目标、跟踪目标以及精确地测量目标的位置都起着重要作用。本文主要论述 90年代以来随着一些相关技术的快速发展 。

教学雷达伺服系统设计与制作

介绍了教学雷达伺服系统的设计背景及制作过程,叙述了设计思路、整体结构、实验效果以及带来的实验教学改革成就。指导本科学员利用报废设备制作实用的教学仪器,是提高本科生实践技能的有效教学手段,也是对实验仪器资源的开源节流的有益探索。该系统的设计与制作激发了学员的创新意识与实践能力,节省了仪器购置经费,是一条实用的教学改革道路。

雷达伺服系统船摇隔离度的模拟测试方法

船载雷达伺服系统在跟踪目标的同时,还要消除船体摇摆的影响。利用陀螺稳定回路构成的二轴稳定系统是伺服系统消除船摇影响、保持稳定跟踪的一种有效方法。采用隔离度的概念来衡量伺服系统抵消船体姿态扰动、保持天线指向的能力。文中通过模拟速率陀螺敏感的船摇引起的天线方位或俯仰角的变化速率,叙述一种在地面上进行船摇隔离度的测量方法,并通过计算机仿真说明该方法的可行性。