高機(jī)動(dòng)雷達(dá)天線車調(diào)平系統(tǒng)理論及試驗(yàn)研究.pdf

1、在現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)中，雷達(dá)正發(fā)揮著越來越重要的作用。雷達(dá)系統(tǒng)在正常工作前首先要對(duì)其天線進(jìn)行較高水平的調(diào)平，調(diào)平環(huán)節(jié)是整個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換工作中最重要且耗時(shí)最長(zhǎng)的一環(huán)。由于雷達(dá)車自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)是提高雷達(dá)機(jī)動(dòng)性的關(guān)鍵設(shè)備，因此它已成為眾多研究者普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著世界現(xiàn)代軍事技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)雷達(dá)機(jī)動(dòng)性的技術(shù)水平和使用要求也不斷提高。雷達(dá)天線車自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)是一個(gè)包括電液驅(qū)動(dòng)、機(jī)械、結(jié)構(gòu)于一體的復(fù)雜系統(tǒng)。然而，作為復(fù)雜的電液比例系統(tǒng)，雷達(dá)車調(diào)平系統(tǒng)具有高

2、度非線性，參數(shù)不確定性和通道干擾等。因此，研究能夠克服對(duì)象不確定性和外部干擾的魯棒控制方法，保證調(diào)平過程的快速、平穩(wěn)、穩(wěn)定，是調(diào)平控制器的發(fā)展趨勢(shì)之一。
　　 本文分析了四點(diǎn)支撐某型雷達(dá)天線車調(diào)平臺(tái)特性，詳細(xì)闡述了電液自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)設(shè)計(jì)試驗(yàn)過程，包括平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析、調(diào)平機(jī)理調(diào)平方案比較、魯棒調(diào)平控制器設(shè)計(jì)、試驗(yàn)研究等。主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)有:
　　 (1)在查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，綜述了國(guó)內(nèi)外高機(jī)動(dòng)雷達(dá)車調(diào)平系統(tǒng)的發(fā)

3、展概況，闡述了調(diào)平控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)了四點(diǎn)支撐雷達(dá)天線車電液調(diào)平系統(tǒng)臺(tái)體結(jié)構(gòu)。在對(duì)平臺(tái)的位姿及運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行分析基礎(chǔ)上，建立調(diào)平臺(tái)SimMechanics仿真模型，對(duì)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)特性進(jìn)行仿真研究。
　　 (2)對(duì)平臺(tái)不同調(diào)平控制策略進(jìn)行比較分析研究。基于平臺(tái)位姿分析和自動(dòng)調(diào)平運(yùn)動(dòng)方程式基礎(chǔ)上，本文調(diào)平時(shí)采用傾角和位移雙閉環(huán)控制，并輔以壓力反饋檢測(cè)方法，使各腿長(zhǎng)度一致基本避免短腿問題產(chǎn)生。這種方法

4、避免了以前往單一采用力反饋控制使支腿反復(fù)伸長(zhǎng)平臺(tái)不斷震蕩調(diào)平的不利影響。推導(dǎo)了電液比例調(diào)平系統(tǒng)雙缸及多缸驅(qū)動(dòng)情況下的非線性數(shù)學(xué)模型，對(duì)調(diào)平系統(tǒng)中的非線性及不確定因素和多點(diǎn)調(diào)平耦合現(xiàn)象做了相關(guān)分析。
　　 (3)根據(jù)電液調(diào)平系統(tǒng)具有強(qiáng)非線性和不確定性，此外還受到干擾力影響，難以建立一個(gè)精確的數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)，本文提出了基于QFT和零相差前饋的復(fù)合控制方法。仿真結(jié)果表明這種復(fù)合控制器不僅有很好的魯棒性，而且有良好的跟蹤性能。針對(duì)調(diào)平系

5、統(tǒng)兩通道傳遞函數(shù)差異的影響，本文設(shè)計(jì)了復(fù)合QFT同步控制器以保證兩點(diǎn)調(diào)平時(shí)雙缸同步驅(qū)動(dòng)要求。多點(diǎn)調(diào)平時(shí)通過把各通道間的耦合作用轉(zhuǎn)化為等效干擾力的方法，把原本MIMO系統(tǒng)轉(zhuǎn)化SISO系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
　　 (4)用面向?qū)ο笳Z言VC設(shè)計(jì)了調(diào)平程序，包括傳感器標(biāo)定模塊、信號(hào)產(chǎn)生模塊、調(diào)平實(shí)現(xiàn)模塊、信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、界面顯示模塊等。針對(duì)平臺(tái)具有剛性和非剛性部分精確建模比較困難的特點(diǎn)，采用改進(jìn)遺傳算法對(duì)位移傳感器進(jìn)行校正