基于并聯(lián)支撐機構(gòu)的車載雷達天線自動調(diào)平系統(tǒng)研究.pdf

1、本文提出采用四自由度并聯(lián)機構(gòu)(4-SPS(PS))及六自由度并聯(lián)機構(gòu)(Stewart平臺)作為動、靜基座車載雷達天線自動調(diào)平系統(tǒng)的支撐機構(gòu)，并對動、靜基座自動調(diào)平平臺并聯(lián)支撐機構(gòu)運動學、動力學進行分析。在此基礎(chǔ)上，對靜基座大負荷及動基座機動實時調(diào)平兩種不同應(yīng)用場合，分別采用帶觀測器的滑模變結(jié)構(gòu)控制及基于隨機預(yù)測模型的變結(jié)構(gòu)廣義預(yù)測控制進行了自動調(diào)平平臺控制系統(tǒng)設(shè)計及自動調(diào)平特性閉環(huán)控制仿真對比研究。具體內(nèi)容如下： 1、基于分析傳

2、統(tǒng)調(diào)平平臺調(diào)平特性前提下，提出采用四自由度并聯(lián)機構(gòu)(4-SPS(PS)型)及六自由度并聯(lián)機構(gòu)(Stewart平臺)作為動、靜基座車載雷達天線自動調(diào)平系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)，并對機構(gòu)的位姿、運動學、動力學特性等方面進行分析與研究，基于SimMechanics建立并聯(lián)支撐機構(gòu)實驗仿真模型。采用線性狀態(tài)反饋解耦方法實現(xiàn)靜基座車載雷達天線自動調(diào)平平臺Stewart型并聯(lián)支撐機構(gòu)多通道液壓伺服系統(tǒng)解耦。分別對動、靜基座并聯(lián)支撐機構(gòu)各支鏈驅(qū)動器受力、驅(qū)動器

3、速度進行分析，為驅(qū)動器選型提供依據(jù)。分析了動、靜基座車載雷達天線自動調(diào)平平臺在開環(huán)控制條件下的調(diào)平性能。 2、根據(jù)車載雷達天線自動調(diào)平系統(tǒng)高精度、高頻帶及快速響應(yīng)等性能指標，本文采用電液位置伺服系統(tǒng)作為動/靜基座車載雷達天線自動調(diào)平平臺并聯(lián)支撐結(jié)構(gòu)的驅(qū)動裝置。在深入分析電液位置伺服系統(tǒng)機理的基礎(chǔ)上，建立了閥控非對稱缸液壓位置伺服系統(tǒng)的數(shù)學模型。對靜基座車載雷達天線自動調(diào)平平臺液壓伺服系統(tǒng)的開環(huán)頻率響應(yīng)特性進行分析；對動基座車載雷

4、達天線自動調(diào)平平臺液壓伺服系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)能力、頻率響應(yīng)帶寬進行分析，并采用速度/加速度反饋校正方法拓寬動基座車載雷達天線自動調(diào)平平臺液壓伺服系統(tǒng)的帶寬。 3、在對靜基座自動調(diào)平平臺Stewart型并聯(lián)支撐機構(gòu)運動學反解及自動調(diào)平支撐機構(gòu)單通道液壓伺服系統(tǒng)特性研究與分析的基礎(chǔ)上，提出采用滑模變結(jié)構(gòu)控制方法對靜基座車載雷達天線調(diào)平平臺控制系統(tǒng)進行設(shè)計，并對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行分析；為解決自動調(diào)平系統(tǒng)參數(shù)不確定性及抑制滑模變結(jié)構(gòu)控制系

5、統(tǒng)抖振現(xiàn)象，本文提出采用帶觀測器的滑模變結(jié)構(gòu)控制方法對靜基座車載雷達天線自動調(diào)平平臺控制系統(tǒng)進行設(shè)計，從而有效地提高了自動調(diào)平平臺調(diào)平性能，減小自動調(diào)平系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，有效抑制了滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的抖振現(xiàn)象。 4、控制系統(tǒng)的響應(yīng)頻率和運行環(huán)境的隨機性是影響動基座車載雷達天線自動調(diào)平性能的兩個主要因素，控制系統(tǒng)的響應(yīng)頻率主要由外圍設(shè)備(液壓伺服系統(tǒng)的響應(yīng)頻率、電氣系統(tǒng)等)、車速及所采取的控制策略所決定。實際工作過程中，液壓伺服系統(tǒng)