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作者：秦伟然西安电子科技大学

学位级别：硕士

本论文的工作是某型机载雷达转台伺服系统电气部分的研发及其关键部件的国产化。主要内容包括：1、根据转台伺服系统的原理，制定了系统的总体设计方案;2、研究并开发PWM驱动器;3、完成控制器和检测器的软硬件开发;4、搭建上位机通信模... 详细信息

本论文的工作是某型机载雷达转台伺服系统电气部分的研发及其关键部件的国产化。主要内容包括：1、根据转台伺服系统的原理，制定了系统的总体设计方案;2、研究并开发PWM驱动器;3、完成控制器和检测器的软硬件开发;4、搭建上位机通信模块;5、进行系统辨识，获得系统模型，为控制器的参数整定提供依据，加快整定过程。伺服系统电气部分由控制器模块，驱动器模块，检测模块和通信模块构成。控制器模块以单片机作为控制核心，基于PID控制算法与三环控制原理，主要包括位置环，速度环，以及电流环的反馈设计。驱动器模块由PWM信号发生器和H桥式芯片构成，其中PWM发生器由FPGA实现，通过H桥式电路放大来驱动直流电机。检测模块由光电编码器、FPGA解码器以及电流检测模拟电路组成。其中电机位置信号来自编码器输出的两相相位编码信号和零位脉冲信号，基于状态机原理利用FPGA对编码器信号进行解码;而电流检测是通过串联采样电阻的方式，获取采样电压后经A/D转换传至控制模块。通信模块通过串口连接伺服系统与上位机，将伺服系统状态传送给上位机并接受来自上位机的控制命令。系统辨识部分的工作包括：选择合适的辨识输入信号，计算合适的采样间隔，采集被控对象的输出数据。辨识输入信号为M序列，由FPGA硬件产生;采集编码器的速度信号作为辨识的输出信号，通过通信模块传递给上位机。在上位机中，利用采集到的辨识输入输出信号，使用MATLAB提供的辨识工具箱进行模型的估计与分析。辨识方法分别采用了相关法与最小二乘法得到系统的非参数模型脉冲响应，而后又利用相关最小二乘两步法推算出系统的参数模型传递函数，其中结构辨识采用AIC准则推导出系统阶数。利用辨识得到的模型输出曲线与实际采集输出曲线进行比较，验证了模型的有效性。在上述的工作基础上，对系统进行了闭环联调。结果表明伺服系统各项功能正常，与上位机可以可靠地通信。

关键词：转台伺服系统机载伺服系统三环路PID控制器 PWM驱动器系统辨识

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某型雷达天线伺服系统的设计与实现

某型雷达天线伺服系统的设计与实现

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作者：秦星西安电子科技大学

学位级别：硕士

本论文的研究背景是研制某型机载雷达天线伺服系统，其边界限制条件比通常的伺服系统有更高要求。边界条件主要考虑尺寸、重量、环境温度范围、冲击、宽谱带强振动、电磁兼容性、高可靠性和电源供电能力的限制等。这些限制条件，放在国... 详细信息

本论文的研究背景是研制某型机载雷达天线伺服系统，其边界限制条件比通常的伺服系统有更高要求。边界条件主要考虑尺寸、重量、环境温度范围、冲击、宽谱带强振动、电磁兼容性、高可靠性和电源供电能力的限制等。这些限制条件，放在国内工业基础这个大背景下，有些还属于比较严厉的限制。在这些严格的限制下，本文设计与实现了一套用于驱动某型机载雷达天线进行方位扫描的伺服系统，重点是建模、分析与设计伺服控制系统、伺服系统的软硬件开发与实现、系统的调试、以及振动试验和高低温试验。主要工作包括以下内容。通过对技术指标及工作环境的分析和计算，本文进行了关键元器件的选型计算并据此确定了相应的关键元器件;在综合考虑了转台尺寸、重量、抗振动干扰、低温阻力和自锁这些因素，确定了转台必须采用二级减速器大减速比方案;经过分析计算，确定了控制器必须采用三环路的结构形式，对系统机械谐振和强干扰进行了灵敏度分析，并对控制器参数也进行了整定，确定了控制器采用单片机、CPLD、集成计数解码器、驱动器、天线零位检测单元、串口通信的具体实现形式;对振动试验和高低温试验进行了分析与设计，并进行了试验。通过本论文的工作，完成了对系统软硬件的设计、开发和调试工作。高低温试验和振动试验表明系统完全达到了相应的设计要求;在长期联机工作中，系统运行良好。

关键词：机载伺服系统三环路控制器机械谐振灵敏度分析振动试验

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基于动力学模型的机载天线座力矩补偿控制研究

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电子机械工程 2024年第5期40卷 54-58页

作者：陈诚李小璐王闻喆南京电子技术研究所江苏南京210039

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... 详细信息

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。

关键词：机载伺服系统天线座动力学力矩补偿

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