艦載跟蹤雷達(dá)二自由度數(shù)字伺服系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、跟蹤雷達(dá)伺服系統(tǒng)是跟蹤雷達(dá)的重要組成部分，其性能好壞直接影響雷達(dá)的跟蹤精度。現(xiàn)代導(dǎo)彈、飛機等雷達(dá)跟蹤的目標(biāo)飛行速度越來越快，機動性越來越強，對跟蹤雷達(dá)伺服系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)能力提出了更高的要求；艦載跟蹤雷達(dá)伺服系統(tǒng)除了要應(yīng)對風(fēng)力矩干擾、測量噪聲、參數(shù)變化等因素的影響外，還要受到船搖的影響，對伺服系統(tǒng)的抗擾動能力要求也很高。傳統(tǒng)的單自由度控制器很難同時兼顧系統(tǒng)對跟蹤參考輸入信號及抑制擾動的要求，二自由度控制器能將跟蹤特性和擾動抑制特性分別進(jìn)行

2、調(diào)整，從而提高控制品質(zhì)。在不影響系統(tǒng)魯棒性的前提下希望進(jìn)一步提高系統(tǒng)跟蹤參考輸入信號的能力，二自由度控制器是值得嘗試的選擇。
　　 論文應(yīng)用二自由度控制器理論，選用光纖陀螺作為慣性空間速度傳感器，設(shè)計了基于TMS320F28335 DSP的全數(shù)字跟蹤雷達(dá)伺服系統(tǒng)。本文提出了一種基于單自由度系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線設(shè)計確定二自由度系統(tǒng)前饋控制器的方法；對光纖陀螺的數(shù)字閉環(huán)進(jìn)行了研究；應(yīng)用MATLAB/Simulink采用經(jīng)典頻域分析法對伺

3、服系統(tǒng)方位支路的電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)進(jìn)行了設(shè)計和仿真，得到了各環(huán)路數(shù)學(xué)模型及控制器的傳遞函數(shù)；針對雷達(dá)跟蹤狀態(tài)下，為使伺服系統(tǒng)更快的響應(yīng)跟蹤誤差及由再生反饋技術(shù)得到的輔助跟蹤角速度信號以減小跟蹤高速目標(biāo)的動態(tài)滯后，將速度環(huán)路設(shè)計為二自由度控制結(jié)構(gòu)，仿真結(jié)果驗證了二自由度控制結(jié)構(gòu)對于提升系統(tǒng)動態(tài)性能的顯著作用；對速度環(huán)進(jìn)行了靈敏度分析，驗證了系統(tǒng)良好的魯棒性；給出了一種抗積分飽和控制器，仿真結(jié)果驗證了其有效性。
　　 本文在硬件

4、設(shè)計部分，詳細(xì)闡述了以TMS320F28335 DSP為核心的伺服處理器的設(shè)計，處理器與各傳感器的接口設(shè)計，PWM功放電路的設(shè)計，RDC變換器的設(shè)計。在軟件設(shè)計部分，利用串行通訊接口模塊(SCI)的硬件中斷實現(xiàn)與光纖陀螺的高速異步串行通訊；設(shè)計了兩個定時器中斷，一個定時器中斷用來處理電樞電流信號高頻率的A/D變換，各環(huán)路控制器不同速率的調(diào)節(jié)以及PWM信號輸出的問題；另一個定時器中斷用來完成RDC粗、精碼值的讀取與合成，與雷達(dá)計算機的并行