天气雷达天线伺服控制系统研究

自动控制理论课程设计报告研究课题PID雷达天线控制系统学院专业班级姓名学号年月PID雷达天线控制系统摘要：这篇文章是把PID调节器运用于雷达位置伺服系统，使其跟踪能力和迅速反应能力得到改善。

采用校正数字PID 控制器作为控制器，通过Matlab 仿真对校正 PID 控制雷达天线系统响应曲线进行分析，结果表明，基于校正 PID 控制的雷达天线系统响应时间短，满足了雷达天线对控制性能的要求。

关键词：PID 控制；雷达天线系统。

PID radar antenna control systemAbstract:This article is to put PID adjustor into the radar servo system, and improve the tracking ability and rapid response ability.we choose the digital PID controller as controller.Through the simulation of Matlab to design of the calibration PID control radarantenna system and analyse the radar antenna system calibration PID response curve. Results show that based on the calibration of the PID control system of the radarantenna short response time meet the radar antenna to control performance requirements.Key words: P ID adjustor ; Radar antenna system.1.引言：在自动控制系统中，要提高系统的静态精度，增大放大倍数，但系统增大放大倍数后，由于系统中惯性的影响，容易使系统发生振荡，因此，提高放大倍数，减小静态误差和提高系统稳定性便成了一对主要矛盾。

概述用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。

又称随动系统。

在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。

伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。

它是由若干元件和部件组成的并具有功率放大作用的一种自动控制系统。

位置随动系统的输入和输出信号都是位置量，且指令位置是随机变化的，并要求输出位置能够朝着减小直至消除位置偏差的方向，及时准确地跟随指令位置的变化。

位置指令与被控量可以是直线位移或角位移。

随着工程技术的发展，出现了各种类型的位置随动系统。

由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机，使伺服系统实现了直接驱动，革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素，并成功应用在雷达天线。

伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。

此外，也可采取附加措施来提高系统的精度，采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。

通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道，直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。

因此可根据这个特征将它划分为两个类型，一类是模拟式随动系统，另一类是数字式随动系统。

本设计——雷达天线伺服控制系统实际上就是随动系统在雷达天线上的应用。

系统的原理图如图1-1所示。

1 雷达天线伺服控制系统结构及工作原理图1-1 雷达天线伺服控制系统原理图系统的结构组成从图1-1可以看出本系统是一个电位器式位置随动系统，用来实现雷达天线的跟踪控制，由以下几个部分组成：位置检测器、电压比较放大器、可逆功率放大器、执行机构。

以上四部分是该系统的基本组成，在所采用的具体元件或装置上，可采用不同的位置检测器，直流或交流伺服机构等等。

现在对系统的组成进行分析：1、受控对象：雷达天线2、被控量：角位置m θ。

3、干扰：主要是负载变化（f 及L T ）。

4、给定值：指令转角*m θ。

5、传感器：由电位器测量m θ、*m θ，并转化为U 、*U 。

概述用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。

又称随动系统。

在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。

伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。

它是由若干元件和部件组成的并具有功率放大作用的一种自动控制系统。

位置随动系统的输入和输出信号都是位置量，且指令位置是随机变化的，并要求输出位置能够朝着减小直至消除位置偏差的方向，及时准确地跟随指令位置的变化。

位置指令与被控量可以是直线位移或角位移。

随着工程技术的发展，出现了各种类型的位置随动系统。

由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机，使伺服系统实现了直接驱动，革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素，并成功应用在雷达天线。

伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。

此外，也可采取附加措施来提高系统的精度，采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。

通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道，直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。

因此可根据这个特征将它划分为两个类型，一类是模拟式随动系统，另一类是数字式随动系统。

本设计——雷达天线伺服控制系统实际上就是随动系统在雷达天线上的应用。

系统的原理图如图1-1所示。

1 雷达天线伺服控制系统结构及工作原理图1-1 雷达天线伺服控制系统原理图1.2 系统的结构组成从图1-1可以看出本系统是一个电位器式位置随动系统，用来实现雷达天线的跟踪控制，由以下几个部分组成：位置检测器、电压比较放大器、可逆功率放大器、执行机构。

以上四部分是该系统的基本组成，在所采用的具体元件或装置上，可采用不同的位置检测器，直流或交流伺服机构等等。

现在对系统的组成进行分析：1、受控对象：雷达天线2、被控量：角位置m θ。

3、干扰：主要是负载变化（f 及L T ）。

4、给定值：指令转角*m θ。

5、传感器：由电位器测量m θ、*m θ，并转化为U 、*U 。

雷达伺服系统多电机速度同步和防滑设计探讨摘要：雷达伺服系统是一种由电机驱动的位置控制系统，在雷达跟踪过程中，需要对伺服系统的跟踪精度、跟踪速度和稳定度等指标进行控制。

由于雷达伺服系统通常采用多个电机驱动，而且需要同时对多个目标进行跟踪，所以对雷达伺服系统的多电机速度同步和防滑设计提出了较高的要求。

目前，很多雷达伺服系统中采用了多种控制方法，如速度同步控制、PID控制等，这些方法都是从提高整个雷达伺服系统的精度和稳定性角度出发。

本文将重点从提高单个电机的调速精度、减少单个电机速度同步误差以及减少多个电机的速度不同步误差三个方面探讨多电机速度同步和防滑设计。

关键词：雷达伺服系统；多电机速度同步；防滑设计雷达伺服系统是一种用于跟踪和测量目标的电子设备。

它通过控制雷达天线和其他设备上的电机，使这些电机按照特定的信号速度同步运行，从而实现对目标的精确跟踪和测量。

在雷达伺服系统中，多电机速度同步和防滑设计是至关重要的。

如果这些设计不佳，可能会导致雷达伺服系统出现抖动、漂移等问题，影响其性能和精度。

1.同步控制技术多电机同步控制，是指在同一时刻，多个电机的转速保持同步，即各个电机的转速为同一时刻。

同步控制技术主要有基于PID的同步控制、基于自学习PID的同步控制以及基于模糊逻辑的同步控制等。

基于PID的同步控制主要有双速电动机同步控制和无极速度调节器的无速度传感器PID同步控制等；基于自学习PID的同步控制主要有自适应自调整PID、自适应比例-积分-微分（PID-derivative）、自适应调节比例-积分-微分（PID-derivative）等；基于模糊逻辑的同步控制主要有模糊自调整PID、模糊自调整比例-积分-微分（PID-derivative）等；基于模糊逻辑的同步控制主要有模糊自适应PID、模糊自适应比例-积分-微分（PID-derivative）、模糊自适应调节比例-积分-微分（PID-derivative）等。

S波段天气雷达天线信号遮挡影响分析摘要:天线是天气雷达系统的重要组成部分｡。

但由于是自动化程度高的气象仪器，所以难免会在运行中出现天线故障。

本文提出了避雷针对天气雷达天线信号的影响分析,论述了其遮挡天线性能分析及计算方法｡描述了天线测试原理和方法程序,给出了影响天线的实测数据结果｡关键词:避雷针;S波段天气雷达系统;天线1避雷针对天气雷达系统天线影响与分析1.1避雷针的特性和天线主要技术指标天气雷达系统分布在全国的各个地区,避雷针主要目的是保证天气雷达系统在大功率状态下正常的工作,雷电对其不造成损坏｡避雷针具有覆盖面积大,泄放雷电能力强,减弱引下线出现的大电流而形成的感应过电电压特点｡避雷针信号传输部分是由金属导体,导线,避雷接线盒等部分组成,无论是加工还是安装,都有较高的要求｡所以天气雷达系统中每个器件都需特殊处理,尤其是天线部分,它是天气雷达系统关键的微波发射和接收设备｡天气雷达在工作状态时需要连续转动和不间断的发射和接收信号,天线每旋转一周有四次遇到避雷针,所以避雷针的影响是非常重要的｡1.2避雷针的选择和影响(1)避雷针形式选择｡一般选择为圆柱型钢结构材料外侧加入保护层(比如玻璃钢或塑料)｡由于天气雷达系统为大功率传输设备,依据雷达设备波长的要求,选定直径越小的避雷针对天气雷达系统影响越小｡(2)避雷针高度选择｡从天气雷达系统实际情况分析,一定要高于整个雷达系统,使其发挥最大的避雷效果,因天气雷达系统天线方位在0~360°旋转,俯仰在0~90°旋转,避雷针全部都是垂直放置的,允许垂直偏差在千分之三,所以避雷针的垂直度对天线方位方向图的指标影响较大｡(3)避雷针的强度设计｡在高度合适的情况下在工作中要有一定的强度和韧性,防止天气雷达系统因避雷针强度不够被风吹折弯增大对天线信号遮挡面积,起不到避雷作用时,导致雷停机及火灾等情况出现｡1.3避雷针对天线信号影响仿真计算依据以上特点原则,分析了雷达站两种常用尺寸避雷针对S波段天气雷达系统天线的影响,做出了仿真模型｡图1为天气雷达系统天线前方避雷针为直径140mm时天线方向图仿真结果｡图1避雷针直径d=140mm天线方向图仿真结果1.4天线性能仿真计算天线旁瓣的估算:天线旁瓣的设计目标为D/λ≥50,其旁瓣峰值包络至少90%满足以下的包络线:利用下式计算:G(θ)=29-25log(θ)(1)式中:θ为天线旁瓣角度;λ为工作波长;D为天线口径｡(1≤θ≤20!)利用式(1)可计算频率为2.7~3.0GHz时,天线雷达系统S波段8.5m天线的旁瓣电平,计算可得天线旁瓣在2°时为大于21.47dB｡满足天线设计技术指标要求｡2天线实际测量原理和方法这里介绍天气雷达系统天线增益和旁瓣测量原理和方法｡图2天气雷达系统天线增益和旁瓣测量的原理图利用频谱分析仪测量天气雷达系统天线增益和旁瓣测量原理方法是:首先按照图5所示,建立天气雷达系统天线测试系统,系统加电预热使系统仪器设备工作正常,连接天线与频谱仪的数据传输电缆合理设置频谱分析仪的状态参数,再将待测天线与发射源天线极化匹配;然后,开始转到待测天线伺服控制系统,利用频谱分析仪可直接测量出旁瓣电平如图3所示,利用方向图测试数据,根据公式:推算出天线增益,打印输出测量结果｡式中:G为天线增益;θ3AZ为天线方位波束宽度;θ3EL为天线俯仰波束宽度｡利用式(2)可计算频率为2.7~3.0GHz时,方位和俯仰波束宽度分别为0.99°时天线雷达系统S波段8.5m天线的增益,计算可得45.53dB｡满足天线设计技术指标要求｡图3S波段天气雷达系统天线实测结果3日常管护工作3.1天线座的清洁检查和维护天线座外部表层部件的清洗要选用合适的非碱性清洗剂｡不可使用含水或水成分的清洗液对内部元器件进行清洗,滑环等部位的清洗可选用电子清洁剂｡检查各接线板用于传输信号的电缆插头接触处是否有松动或油污侵蚀等其他异常情况｡密切关注运动部件处电缆的磨损状况,检查波导旋转关节和拨叉的磨损,是否因运转过度已经松动,旋转关节转盘间隙是否回差大｡天线座体外是否有积油,主要是因为俯仰箱两侧大齿轮和轴承在长期运行时润滑脂受到齿轮的积压和高温老化,变成稀释的润滑油流下致使天线座的外表积油后变黄,此时要用清洁剂或漆料进行清洗｡4结束语本文以S波段天气雷达天线为例,仿真测试出两种常用避雷针对天气雷达天线增益和旁瓣的影响数据,对比分析出结果满足天线技术指标要求｡对天气雷达系统以后的设计与测量提供重要参考依据｡在实际工作过程中,操作人员要熟练掌握可能出现的各种故障和天线系统的构成与运行原理,特别是在零部件老化后故障的出现频率会增高,所以要进行适时的零件更换和保养｡S波段天气雷达的使用寿命延长和高效运转离不开每一位气象工作者的精心管护｡参考文献:[1]林昌禄,聂在平.天线工程手册[M].北京:电子工业出版社,2002.[2]李明洋,刘敏.HFSS天线设计[M].北京:电子工业出版社,2014.[3]谢拥军,王鹏,李磊,等.雷振亚AnsoftHFSS基础及应用[M].西安电子科技大学出版社,2007.[4]张德斌,周志鹏,朱兆麒.雷达馈线技术[M].北京:电子工业出版社,2010.[5]廖承恩,陈达章.微波技术基础[M].北京:国防工业出版社,1979.。

雷达天线风载荷分析及伺服系统抗扰方法研究的开题报告一、选题背景随着雷达技术的不断发展，雷达天线在现代雷达系统中扮演着越来越重要的角色。

不论是陆地还是海洋，无论是天空中还是地下深处，雷达天线都是实现目标探测和数据获取的重要装置。

但是，在实际的应用过程中，雷达天线需要承受风载荷的作用，这对雷达天线的稳定性和准确性产生了很大的挑战。

二、课题意义针对雷达天线风载荷产生的问题，本课题旨在通过数值计算和实验验证的方法，研究雷达天线的风载荷分析及伺服系统抗扰方法，进一步提高雷达天线的稳定性和准确性，确保雷达系统的正常工作，加强雷达技术在国防和民用领域的应用。

三、研究内容1. 雷达天线风载荷分析通过数值计算和仿真分析，研究雷达天线在不同风速和风向下的受力情况，得到风载荷的大小和作用方向，为后续的伺服系统抗扰方法提供数据支持。

2. 伺服系统抗扰方法研究针对雷达天线的风载荷情况，研究不同的伺服系统抗扰方法，包括传统的PID控制和优化控制等方式，将其应用于实际的雷达天线系统中进行测试和验证，得到系统的控制精度和稳定性。

3. 验证与分析采用实验室测试与现场实验的方式，对研究结果进行验证和分析，解释实验结果，并提出相应的优化建议。

四、研究方法1. 数值计算和仿真分析采用ANSYS等软件进行雷达天线的风载荷分析，根据所得数据建立数学模型，分析受力方向和作用大小。

2. 控制系统设计与实现根据所选中的伺服系统抗扰方法，设计控制算法和控制系统，包括硬件和软件设计。

3. 实验测试与数据分析将所研究的优化方案应用到实际的雷达天线系统中，进行实验测试，并通过数据分析和对比，得出结论和优化建议。

五、预期成果本课题预期的成果包括：1. 雷达天线在不同风速和风向下的风载荷分析结果，包括受力大小和作用方向等参数；2. 针对不同的伺服系统抗扰方法的研究结果，包括控制算法、控制系统设计和实验测试结果等；3. 对不同抗扰方法的性能对比和分析结果，提出优化建议；4. 相关技术的发表和技术报告，为雷达天线的稳定性和准确性提供支持和指导。

雷达天线控制系统设计摘要本课题研究的雷达天线控制系统要求具有定位和等速跟踪功能，定位控制要求精度高、响应快，等速跟踪控制要求转速平稳。

早期的雷达天控系统大多采用模拟电路实现，如需调整控制参数时，就要更换控制器中一些元件，同时受环境温度、外界干扰及元件老化等因素的影响，调节器参数都会发生变化，从而影响控制性能。

一般的雷达天线的性能主要取决于其伺服系统的设计水平。

伺服系统的设计包括结构设计和控制设计两部分，这两部分是相互影响紧密耦合的。

一般所采用的设计方法是对结构系统和控制系统先分别设计，然后再根据要求进行调校，这往往会导致产品研制的周期长、成本高、性能差、结构笨重，不能保证伺服系统总体的综合性能最优。

针对雷达天线伺服系统设计中存在的结构设计与控制设计相分离的问题，提出一种结构与控制集成优化设计的模型，即采用手轮控制和电路自动化控制相结合的方式完成。

本文以雷达天线控制系统的研制为背景，设计了系统总体方案。

雷达为机动型远程警戒雷达，天线在圆周360°方位中进行运转工作，在伺服系统中对天线的控制实现远程遥控和人工控制。

工作中为了有效的消除云雨气象杂波的干扰，利用空间电磁场和目标的特性，在伺服系统中对云雨气象杂波的干扰实现线极化和原极化的转换控制。

对于天线360°圆周运转状态，需要通过处理变换并把360°圆周运转的模拟方位信号转换为数字方位信号，同时为雷达各个分系统提供出方位数据；通过方位处理可实现雷达寻北，对方位数据进行自动教北。

天线在架设时应进行升降俯仰控制，通过控制可安全操作升降俯仰。

关键词：雷达，天线，控制，精度，伺服Radar antenna control system designSummaryResearch of radar antenna control system requires a positioning and velocity tracking, positioning control requires high precision and fast response, speed speed tracking control requirements, such as stable. Most of the early days of radar controlled systems used analog circuits, need to adjust control parameters, it is necessary to replace the controller components in and influenced by environmental factors such as temperature, outside interference and component aging effects, changes regulator parameters, thus affecting performance.General performance of radar antenna mainly depends on the level of its servo system design. Design of servo system design including design and control of two parts, interaction between these two parts are tightly coupled. General system design method is used to structure and control system design, respectively, and then adjusted according to the requirements, which often leads to long product development cycles, high cost, poor performance, structure of heavy, cannot ensure the overall performance of optimal servo system. For the radar antenna servo system design of structure and control design of phase separation problem, proposed a model of integrated optimization design of structure and control, using hand wheel completed the combination of control and automatic control circuit.With development of the radar antenna control system in the background of this article, designing the general scheme of the system. Radar-Mobile early warning radar, antennas work running in a circle of 360 ° azimuth, remote control for antenna servo system of control and manual control. In order to be effective in eliminating Cloud and rain weather clutter interference using spatial characteristics of electro-magnetic fields and the target, Cloud and rain in a servo system of weather clutter jamming transition control for linear polarization and the polarization. Aerial 360 °circle running condition, use the transform and simulation of running in a circle of 360 °azimuth direction of signal into a digital signal, while for the radar system with location data through North azimuth radar homing, on North azimuth dataautomatically, to teach. Elevator pitch control should be carried out when the erection of the antenna by controlling the safe operation of elevator pitch. Keywords：Radar,Antennas, Control, Precision, Servo1绪论1.1课题背景及目的进几十年来，天线和雷达都有着惊人的发展，但基本原理没有重大突破。

雷达天线伺服控制系统
雷达是一种通过将电磁波辐射向目标物体并接收反射波来检测其位置和速度的设备。

雷达天线是雷达系统的重要组成部分，它将电磁波辐射出去，并接收目标物体反射回来的
信号。

雷达天线伺服控制系统的主要作用是使雷达天线保持在目标物的方向上，并能够跟
随目标物的运动轨迹进行调整。

雷达天线伺服控制系统由电机、编码器、控制器等组成。

电机通过传动系统控制雷达
天线的角度，编码器用于反馈雷达天线的角度信息，控制器则根据编码器反馈的信息，控
制电机的转动并保持天线的位置与目标物保持一致。

雷达天线伺服控制系统的优点是精度高、反应迅速、可靠性强、适应性好。

该系统可
以根据各自的需求设置不同的工作模式，以适应不同复杂的环境条件。

当雷达天线工作在
垂直方向的情况下，需要较高的精确度和控制灵敏度。

当雷达天线工作在水平方向时，需
要更快的相应速度和更小的误差范围。

在这种系统中，控制器是枢纽和核心，它对电机、编码器和其他传感器进行信号的采集、处理、分析和判断，并输出控制命令，实现天线角度的控制和跟随。

此外，控制器还
可以提供反馈信息和故障报警标志，对系统的安全性和稳定性起到重要的作用。

总之，雷达天线伺服控制系统具有重要的作用。

这种系统可以确保雷达天线达到准确、快捷、灵活的聚焦目标物的能力，以满足人们对雷达设备的多种应用需求。

为了达到最佳
的工作效率和性能，该系统必须受到严格的质量控制和保养，以保证其安全性和可靠性。

一种雷达天线伺服系统的控制实现方式熊文芳;施治国;袁君【摘要】随着相控阵雷达的广泛应用，雷达天线工作方式从圆周扫描到目标跟踪扫描切换的需求越来越普遍。

为了减少切换过程中的时间损失，保证对目标的连续稳定跟踪，本文提出了一种兼容速度控制与位置控制的伺服系统实现方式，有效缩短了切换时间。

%With thewidely application of the phased array radar,the need of working mode of the radar antenna which switched from the circumferential scan to the target tracking scan is also increasing.In order to reduce the time loss during the switching process and ensuring continuous and stable tracking of targets,this paper presents a method of realizing the servo system with speed control and position control,which shorten the switching time effectively.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2016(000)016【总页数】2页(P29-30)【关键词】相控阵雷达;伺服系统;天线扫描方式;速度控制;位置控制【作者】熊文芳;施治国;袁君【作者单位】荆州南湖机械股份有限公司，434000;荆州南湖机械股份有限公司，434000;荆州南湖机械股份有限公司，434000【正文语种】中文伺服系统为雷达的基本组成部分，一般情况下，对空搜索情报雷达天线作360°圆周扫描，圆周扫描时多采用速度控制方式，实现对天线旋转速度的控制。

概述用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。

又称随动系统。

在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。

伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。

它是由若干元件和部件组成的并具有功率放大作用的一种自动控制系统。

位置随动系统的输入和输出信号都是位置量，且指令位置是随机变化的，并要求输出位置能够朝着减小直至消除位置偏差的方向，及时准确地跟随指令位置的变化。

位置指令与被控量可以是直线位移或角位移。

随着工程技术的发展，出现了各种类型的位置随动系统。

由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机，使伺服系统实现了直接驱动，革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素，并成功应用在雷达天线。

伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。

此外，也可采取附加措施来提高系统的精度，采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。

通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道，直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。

因此可根据这个特征将它划分为两个类型，一类是模拟式随动系统，另一类是数字式随动系统。

本设计——雷达天线伺服控制系统实际上就是随动系统在雷达天线上的应用。

系统的原理图如图1-1所示。

1 雷达天线伺服控制系统结构及工作原理图1-1 雷达天线伺服控制系统原理图1.2 系统的结构组成从图1-1可以看出本系统是一个电位器式位置随动系统，用来实现雷达天线的跟踪控制，由以下几个部分组成：位置检测器、电压比较放大器、可逆功率放大器、执行机构。

以上四部分是该系统的基本组成，在所采用的具体元件或装置上，可采用不同的位置检测器，直流或交流伺服机构等等。

现在对系统的组成进行分析：1、受控对象：雷达天线2、被控量：角位置m θ。

3、干扰：主要是负载变化（f 及L T ）。

4、给定值：指令转角*m θ。

5、传感器：由电位器测量m θ、*m θ，并转化为U 、*U 。

ADWR多普勒天气雷达伺服系统故障分析与处理韩涛;刘旭丹【摘要】多普勒天气雷达是分析研究中小尺度天气系统,定量估测降水,警戒强对流天气如冰雹、大风、龙卷、暴洪的有效工具.从多普勒天气雷达的组成结构、基本原理入手,结合实际工作中多普勒天气雷达的故障实例,对ADWR多普勒天气雷达伺服系统故障的排除过程进行了简述,并针对多普勒天气雷达伺服系统的运行环境,对该设备伺服系统的运行维护提出相关的建议,希望对同行有所启发和帮助.【期刊名称】《黑龙江科学》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】3页(P67-69)【关键词】俯仰旋变;汇流环;俯仰驱动器【作者】韩涛;刘旭丹【作者单位】黑龙江空管分局,哈尔滨 150079;黑龙江省科学院科技孵化中心,哈尔滨 150090【正文语种】中文【中图分类】P457.2民航机场多普勒天气雷达(ADWR)是由安徽四创电子有限公司设计、开发研制的新一代大型C波段全相参脉冲多普勒天气雷达［1］。

它除了具有常规天气雷达探测降水回波的位置、强度等功能之外，还以多普勒效应为基础，通过测定回波信号与发射信号高频频率(相位)之间存在的差异，进一步得出雷达电磁波束有效照射体积内，降水粒子径向运动速度和速度谱宽，从而在一定条件下，反演出大气风场、气流垂直速度分布，以及湍流状况等。

ADWR雷达能监测雷达四周400km范围内的气象目标，定量测量200km范围内气象目标的强度，检测150km范围内降水粒子群相对于雷达的平均径向速度和速度谱宽。

它是分析中小尺度天气系统，警戒强对流危险天气，制作短时天气预报，保障民航飞行安全的强有力的工具。

笔者介绍了多普勒天气雷达伺服分系统的组成、工作过程，并通过笔者单位雷达使用过程中出现的伺服系统数据通信故障，分析多普勒天气雷达伺服系统的检修过程。

1 伺服系统的组成、工作过程1.1 组成伺服分系统由伺服控制板、方位驱动器、方位R/D变换板、俯仰驱动器、俯仰R/D变换板、本地控制键盘、显示面板、开关电源以及传动机构、传感器(旋转变压器)、伺服电机等组成，其组成框图如图1所示:图1 伺服系统组织框图Fig.1 Servo control system block diagram1.2 工作过程伺服控制板是伺服分系统的核心电路，本控、遥控操作指令、天线位置信息和故障状态都送到伺服控制板，相应的软件对以上指令和数据进行运算处理，产生控制方位和俯仰电机运转的不同频率的脉冲信号，经过驱动器控制天线做相应的方位和俯仰扫描。

自动控制理论课程设计设计题目雷达天线伺服控制系统姓名学号专业班级指导教师设计时间目录第一章绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2课题研究的目的 (1)1.3课题研究的主要内容 (2)第二章系统的总体设计 (3)2.1系统的组成图 (3)2.2控制系统的结构图 (3)2.3系统的简化方框图及简单计算 (4)2.4系统的动态分析 (6)第三章系统的根轨迹和伯德图 (7)3.1系统的根轨迹图及分析 (7)3.2系统的Bode图及分析 (8)第四章校正设计 (10)4.2校正后的根轨迹图及分析 (12)4.2校正后的Bode图及分析 (13)第五章总结 (15)参考文献 (16)第一章绪论1.1课题背景及意义雷达天线伺服控制系统是用来控制天线，使之准确地自动跟踪空中目标的方向，也就是要使目标总是处于天线轴线的方向上的，用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统，又称随动系统，主要解决位置跟随系统的控制问题。

在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度，加速度的反馈控制系统，并要求具有足够的控制精度。

其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入地位移（或转角）。

伺服系统的结构组成和其他形式反馈控制系统没有原则上的区别，它是由若干元件和部件组成的并具有功率放大作用的一种自动控制系统。

雷达天线伺服控制系统，可以准确确定障碍物的位置。

利用雷达天线伺服控制系统可以探测飞机、舰艇、导弹以及其他军事目标，信息处理、数字处理,收集、综合地面运动目标和固定目标的情报及图像，还可以探测低空飞行的威胁，为用户提供包含面广的威胁画面。

对空搜索、边搜索边测距、空地测距、自动检测；除了军事用途外，雷达在交通运输上可以用来为飞机、船只导航；在天文学上可以用来研究星体；在气象上可以用来探测台风，雷雨，乌云等等。

雷达天线伺服控制系统的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。