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一种搜索雷达伺服系统的设计

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第３期　２００７年９月　电光系统　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏ—ｏｐｔｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｎｏ．３　Ａｕｇ．２００７　一种搜索雷达伺服系统的设计　刘　昊　中国电子科技集团公司第二十七研究所，郑州４５００１５　摘要：介绍搜索雷达伺服系统的工程设计，在ＤＳＰ控制器的控制下，采用以电流环为内环，转速环为外　环的速度控制系统，再加上一个位置环以进行位置控制，提高了系统的控制精度。运用ＳＡ０１型脉宽调制　功率运算放大器，利用ＤＳＰ控制器提高了系统集成度。　关键词：搜索雷达；伺服系统；ＤＳＰ；ＳＡ０１　中图分类号：ＴＰ２７５　文献标识码：Ａ　１概述　搜索雷达伺服系统ＤＳＰ控制器接收上位计　算机命令，经过一定的运算和信号处理后，将控　制信号送至环路控制单元，使功率驱动单元驱动　电机，从而带动雷达转台实现搜索、定点观察、跟　踪等多种功能。由于受整个系统的重量要求限　制，对伺服控制系统的体积进行了严格的限制，　该系统采用切换装置使一个功率驱动器分别控　制方位电机和俯仰电机，将电源控制电路、保护　电路、驱动电路集成在一块１２０　ｃｍ　的印制板　上，并解决了干扰问题，具有体积小、集成化程度　高、可靠性好等特点。　２系统组成　系统的组成如图１所示　图１系统组成框图　３系统的工程设计　３．１　功率驱动单元的设计　系统的功率驱动器采用ＳＡ０１型脉宽调制功　率运算放大器，该放大器空间面积只占１３　ｃｍ　，　集成化程度高，体积小，性能可靠。该驱动器采　用２４　Ｖ电源供电，具有为速度环提供增益，实现　可编程的限流功能，还具有对电源或地的保护功　能以及过热保护功能。其原理框图如图２所示。　图２　ＳＡ０１原理框图　３．２环路控制单元的设计　３．２．１环路控制结构　为保证系统有良好的动态性能和稳态性能，　采用以电流环为内环，转速环为外环的速度控制　系统，再加上一个位置环以进行位置控制…，控　制结构如图３所示。　图３环路控制结构图　３．２．２电流调节器的设计　由于电流环以跟随性能为主，故采用典型Ｉ　型系统，控制对象是双惯性型的，故电流调节器　采用比例积分控制　Ｊ。由于电流检测信号中含　有交流分量，为了不影响调节器的输入，为检测　信号加了滤波电容，

滤波时间常数为Ｔ　为了平　维普资讯 http://www.cqvip.com 总第１２１期　刘昊：一种搜索雷达伺服系统的设计　３１　衡电容的延迟作用，在给定信号通道加入等时间　常数的滤波电容。让给定信号和反馈信号经过　相同的延时，使二者在时间上得到恰当的配合，　从而带来设计上的方便　。含有给定滤波和反　馈滤波的模拟式ＰＩ型电流调节器如图４所示。　

图４含给定滤波与反馈滤波　的ＰＩ型电流调节器　电流调节器传递函数为：　）：　为了让调节器零点对消电机的大时间常数极点，　则　ｒ　＝　＝去　＝箍　根据运算放大器的电路原理，导出Ｋｉ＝　ｒ　＝Ｒ，ｃ，　＝—　。ｃ　本系统中，电枢电阻　Ｒ＝１０　Ｑ，电枢电感Ｌ＝１０　ｍＨ，电流环采样环节　放大倍数　＝１０　Ｖ／Ａ，经计算与工程反复调试，　取Ｒ。＝５．１　ｋ１２，Ｒ‘＝１０　ｋ１２，Ｃｉ＝４．７　Ｆ，Ｃ。ｉ＝１　，Ｒ　＝５．１　ｋ１２。　３．２．３速度调节器的设计　把电流环看作速度环的内环，为了实现转　速无静差，在负载扰动作用点前面必须有一个积　分环节，它包含在转速调节器ＡＳＲ中，因此转速　环开环传递函数共有两个积分环节，应该设计成　典型Ⅱ型系统，ＡＳＲ也采用ＰＩ调节器，其传递函　数为：　（　）：　业　７＾　由测速发电机得到的转速反馈电压含有换　向纹波，因此也需要滤波，滤波时间常数用　表　示。和电流调节器一样的道理，在给定通道上也　加入时间常数为　的给定滤波环节，按照典型　Ⅱ型系统的参数关系，有：　（　＋１）／３ｃ　ｒｎ　刖∑　＾ｎ　—　本系统中，选择ｈ＝５。经理论计算与工程调试，　速度环路调节时间为１５０　ｍｓ，超调量小于２５％，　满足指标要求。　３．３　ＤＳＰ控制单元设计　ＤＳＰ控制单元接收上位计算机命令、接收转　台测角数据，应用数字ＰＩＤ控制算法实现位置控　制，软件灵活的对各种参数进行调整，使系统在　保证稳定的基础上，更突出快速跟随性能，实现　了对雷达天线的平稳控制。同时把转台角度及　工作状态通过总线发给上位机，完成系统自检、　控制切换装置、控制环路单元等功能，其工作流　程如图５所示。　

图５　ＤＳＰ控制单元工作流程　４试验结果　经调试实践检验，该搜索雷达伺服转台最低　速度１。／ｓ，最高速度４０。／ｓ。测角分辨率０．４密　位，各项指标均达到指标要求。　参考文献　［１］秦继容，沈安俊．现代直流伺服控制技术及其系统　设计［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９９．　［２］胡寿松．自动控制原理［Ｍ］．北京：国防工业出版　社，１９９４．　［３］　陈伯时主编．电力拖动自动控制系统［Ｍ］．第３　版．北京：机械工业出版社，２００３．

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相控阵跟踪测量雷达工作方式设计与特点

相控阵跟踪测量雷达工作方式设计与特点

第２８卷第７期　２００６年７月　现代雷达　Ｍｏｄｅｍ　Ｒａｄａｒ　Ｖｏ１．２８　Ｎｏ．７　Ｊｕｌｙ　２００６　

相控阵跟踪测量雷达工作方式设计与特点　

赵绍颖　，华　丛　

（１．南京电子技术研究所，　南京２１００１３；２．６３６１２部队，　甘肃安西县７３６１００）　

【摘要】　给出了用于靶场武器试验的相控阵跟踪测量雷达多目标工作方式与特点。提出角度、距离捕获与跟踪及丢　失处理过程的工作方式，对相控阵跟踪测量雷达在设计、使用中的主要特点进行了归纳，并提出了需要解决的问题。　【关键词】测量雷达；相控阵；多目标；搜索方式；跟踪方式　中图分类号：ＴＮ９５８．９２　文献标识码：Ａ　

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｆｅａｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅｓ　ｉｎ　Ｐｈａｓｅｄ　Ａｒｒａｙ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｒａｄａｒ　

ＺＨＡＯ　Ｓｈａｏ—ｙｉｎｇ　，ＨＵＡ　Ｃｏｎｇ　

（１．Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００１３，Ｃｈｉｎａ）　

（２．６３６１２　Ｔｒｏｏｐｓ　ｏｆ　ＰＬＡ，　Ｇａｎｓｕ　Ａｎｘｉ　７３６１００，Ｃｈｉｎａ）　

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｈｏｗｓ　Ｍｕｌｔｉ－ｔａｒｇｅｔｓ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ａｎｄ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｐｈａｓｅｄ　ａｒｒａｙ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｒａｄａｒ　ｆｏｒ　ｗｅａｐｏｎ　ｔｅｓｔｓ　ｉｎ　ｓｈｏｏｔｉｎｇ　ｒａｎｇｅ．Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｓ　ｏｆ　ａｚｉｍｕｔｈ・ｅｌｅｖａｔｉｏｎ－ｒａｎｇｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ＆ｔｒａｃｋｉｎｇ　ａｎｄ　ｔａｒｇｅｔ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｌｏｓｔ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｍａｊｏｒ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｐｈａｓｅｄ　ａｒｒａｙ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｒａｄａｒ　ｉｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈ。ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ。ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｔｈａｔ　ｓｈｏｕｄ　ｂｅ　ｓｏｌｖｅｄ　ｉｓ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ．　．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｒａｄａｒ；ｐｈａｓｅｄ　ａｒｒａｙ；ｍｕｌｔｉ－ｔａｒｇｅｔｓ；ｓｅａｒｃｈｉｎｇ　ｍｏｄｅ；ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｍｏｄｅ　

一种基于比幅比相的单脉冲雷达接收机

一种基于比幅比相的单脉冲雷达接收机

一种基于比幅比相的单脉冲雷达接收机

支敏;张晖

【摘 要】根据和差单脉冲雷达接收机原理,设计了一款基于和差波束比幅比相的S波段跟踪接收机.该接收机主要由和波束接收支路、方位差波束接收支路和俯仰差波束接收支路组成,每个接收支路分别完成对信号的放大、滤波、混频和自动电平调整.两路差波束信号再以和波束信号作为比较基准,通过相位和幅度的比较得出角度信息.详细分析了如何实现支路之间的相位比较和幅度比较,并利用比幅信息和比相信息实现对目标的自动跟踪.经过验证系统的各项指标符合设计要求.

【期刊名称】《电子与封装》

【年(卷),期】2016(016)004

【总页数】6页(P34-39)

【关键词】单脉冲;自动增益控制;鉴幅;鉴相

【作 者】支敏;张晖

【作者单位】中国电子科技集团公司第58研究所,江苏无锡214035;中国电子科技集团公司第58研究所,江苏无锡214035

【正文语种】中 文

【中图分类】TN958.1

单脉冲雷达是一种精密跟踪雷达。它每发射一个脉冲，天线能同时形成若干个波束，将各波束回波信号的振幅和相位进行比较，当目标位于天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位相等，信号差为零；当目标不在天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位不等，产生信号差，驱动天线转向目标直至天线轴线对准目标，这样便可测出目标的高低角和方位角，从而实现对目标的跟踪。

2.1天线馈电单元

单脉冲雷达接收机通常由4个天线馈电单元与3个接收支路组成。图1所示是经典的4天线和差波束组成图。

在接收目标雷达的回波信号时，4个天线馈电单元经过射频和差桥结网络形成5个接收波束。其中1个为和波束，由4个天线馈电单元的接收信号全部相加而成，其中心轴即天线的瞄准轴。和波束的接收信号经和支路接收机放大、滤波以后，用以提供测角的比较基准。

处于同一水平面上的两个波束为方位测角波束，其形状相同，与瞄准轴左右对称排列，以一定角度重叠。另两个为仰角测角波束，处于同一个垂直平面上（与方位波束垂直），也是形状相同，与瞄准轴上下对称排列，以一定角度重叠。两个方位波束接收的信号，经和差桥结网络，进行幅度相减，取得方位角差信号。当天线瞄准轴对准目标时，两个方位波束接收的信号幅度相同，其差信号为零。当目标在方位上偏离天线瞄准轴时，两个方位波束接收的信号幅度不同，就有幅度差信号输出，称为方位差信号。这个差信号经方位差支路接收机放大、滤波以后与和波束进行幅度和相位比较，产生方位误差信号，误差信号大小与目标偏离旋转轴的角度成比例，极性决定于偏离的方向。误差信号送到天线控制系统，驱动天线向减小方位误差信号的方向转动，直到瞄准轴对准目标，方位误差信号为零时天线停止转动，从而使天线在方位上精确地跟踪目标。2个仰角波束和仰角差接收支路的工作情况与方位差支路类似。图2为和差波束的幅度波束示意图。

基于PCI04的天线转台伺服系统设计

基于PCI04的天线转台伺服系统设计

第３０卷第１期　２０１４年２月　电子机械工程　

Ｅｌｅｃｔｒｏ—Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖ０Ｉ．３０．Ｎｏ．１　Ｆｅｂ．２０１４　

基于ＰＣ１０４的天线转台伺服系统设计　

徐周，李建峰　

（中国电子科技集团公司第三十八研究所，　安徽合肥２３００８８）　

摘　要：为了稳定可靠地实现某天线转台伺服系统的圆扫、扇扫和定位３种工作方式，文中介绍了一种　

基于ＰＣ１０４的伺服系统的设计原理及软硬件实现方法，软件采用Ｃ语言编写。具体介绍了系统控制方　式的设计及一种天线阵面风阻力矩、惯性力矩和摩擦力矩的计算方法，在此基础上讨论了驱动元件选型　

的计算。通过样机和多批次的实际使用验证，结果表明，该伺服系统设计合理、工作稳定、定位准确、安　全可靠，满足所有技术要求。　

关键词：伺服系统；天线转台；风载；ＰＣ１０４　中图分类号：ＴＮ９５７．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—５３００（２０１４）０１－００６１一ｏ４　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ａｎｔｅｎｎａ　Ｔｕｒｎｔａｂｌｅ　Ｓｅｒｖｏ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰＣ１０４　

ＸＵ　Ｚｈｏｕ，ＬＩ　Ｊｉａｎ・ｆｅｎｇ　

（Ｔｈｅ　３８ｔｈ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＣＥＴＣ，Ｈｅｆｅｉ　２３００８８，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ　ａ　ｓｔａｂｌｅ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｌｅ　ａｎｔｅｎｎａ　ｔｕｒｎｔａｂｌｅ　ｓｅｒｖｏ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｈｉｃｈ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｃｉｒｃｕｌａｒ　ｓｃａｎ—　

ｎｉｎｇ，ｆａｎ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ／ｈａｒｄｗａｒｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ａ　ＰＣ１０４　ｂａｓｅｄ　ｓｅｒｖｏ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｒｅ　ｗｒｉｔｔｅｎ　ｕｓｉｎｇ　Ｃ　ｌａｎｇｕａｇｅ．Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　

基于运动控制器的雷达转台控制系统设计

基于运动控制器的雷达转台控制系统设计

第３３卷第ｌ期　２０１３年３月　雷达与对抗　ＲＡＤＡＲ＆ＥＣＭ　Ｖ０１．３３　Ｎｏ．１　Ｍａｒ．２０１３　

基于运动控制器的雷达转台控制系统设计　

陈立坡，王　雷　

（９２７８５部队，河北秦皇岛０６６２００）　

摘要：本控制系统采用雷赛ＳＭＣ６４９Ｏ作为控制器、松下交流伺服电机作为转台的驱动部分，　

并添加了手轮控制功能。为了保证转台的控制精度，增加了回零功能；为了保证不超出转台的　工作空间，增加了两个限位开关。在软件设计方面，该系统增加了ＧＰＳ自动跟踪功能。通过　实时读取目标的ＧＰＳ信息，实现了转台实时跟踪功能。　

关键词：控制器；交流伺服；回零；限位　

中图分类号：ＴＮ９５７．８１文献标志码：Ａ文章编号：１００９—０４０１（２０１３）０１—００５９—０４　

Ｒａｄａｒ　ｔｕｒｎｔａｂｌｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａ　ｍｏｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　

ＣＨＥＮ　Ｌｉ—ｐｏ，ＷＡＮＧ　Ｌｅｉ　（Ｕｎｉｔ　９２７８５　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ＰＬＡ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ　０６６２００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　Ｌｅａｄｓｈｉｎｅ　ＳＭＣ６４９０　ａｓ　ａ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ａｎｄ　Ｐａｎａｓｏｎｉｃ　ＡＣ　ｓｅｒｖｏ　ｍｏｔｏｒ　ａｓ　ａ　ｄｒｉｖｅ　ｐａｒｔ，　

ｔｈｅ　ｔｕｒｎｔａｂｌｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｄｄｓ　ｔｈｅ　ｈａｎｄｗｈｅｅｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ＧＰＳ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅ　ｈｏｍｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ａｄｄｅｄ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｕｒｎｔａｂｌｅ，ａｎｄ　

ｔｗｏ　ｌｉｍｉｔ　ｓｗｉｔｃｈｅｓ　ａｒｅ　ａｄｄｅｄ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ｔｈｅ　ｍｏｔｉｏｎ　ｎｏｔ　ｅｘｃｅｅｄ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｓｐａｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｕｒｎｔａｂｌｅ．Ｔｈｅ　ｒｅａｌ・－ｔｉｍｅ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｕｒｎｔａｂｌｅ　ｉｓ　ｒｅａｌｉｚｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｒｅａｌ－－ｔｉｍｅｌｙ　ｒｅａｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ＧＰＳ　ｉｎｆｏｒｍａ－－