收藏本站
《西安电子科技大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

舰载跟踪雷达二自由度数字伺服系统的设计

段继岗  
【摘要】:跟踪雷达伺服系统是跟踪雷达的重要组成部分,其性能好坏直接影响雷达的跟踪精度。现代导弹、飞机等雷达跟踪的目标飞行速度越来越快,机动性越来越强,对跟踪雷达伺服系统的动态响应能力提出了更高的要求;舰载跟踪雷达伺服系统除了要应对风力矩干扰、测量噪声、参数变化等因素的影响外,还要受到船摇的影响,对伺服系统的抗扰动能力要求也很高。传统的单自由度控制器很难同时兼顾系统对跟踪参考输入信号及抑制扰动的要求,二自由度控制器能将跟踪特性和扰动抑制特性分别进行调整,从而提高控制品质。在不影响系统鲁棒性的前提下希望进一步提高系统跟踪参考输入信号的能力,二自由度控制器是值得尝试的选择。 论文应用二自由度控制器理论,选用光纤陀螺作为惯性空间速度传感器,设计了基于TMS320F28335 DSP的全数字跟踪雷达伺服系统。本文提出了一种基于单自由度系统阶跃响应曲线设计确定二自由度系统前馈控制器的方法;对光纤陀螺的数字闭环进行了研究;应用MATLAB/Simulink采用经典频域分析法对伺服系统方位支路的电流环、速度环、位置环进行了设计和仿真,得到了各环路数学模型及控制器的传递函数;针对雷达跟踪状态下,为使伺服系统更快的响应跟踪误差及由再生反馈技术得到的辅助跟踪角速度信号以减小跟踪高速目标的动态滞后,将速度环路设计为二自由度控制结构,仿真结果验证了二自由度控制结构对于提升系统动态性能的显著作用;对速度环进行了灵敏度分析,验证了系统良好的鲁棒性;给出了一种抗积分饱和控制器,仿真结果验证了其有效性。 本文在硬件设计部分,详细阐述了以TMS320F28335 DSP为核心的伺服处理器的设计,处理器与各传感器的接口设计,PWM功放电路的设计,RDC变换器的设计。在软件设计部分,利用串行通讯接口模块(SCI)的硬件中断实现与光纤陀螺的高速异步串行通讯;设计了两个定时器中断,一个定时器中断用来处理电枢电流信号高频率的A/D变换,各环路控制器不同速率的调节以及PWM信号输出的问题;另一个定时器中断用来完成RDC粗、精码值的读取与合成,与雷达计算机的并行通讯,伺服系统各工作状态模块的执行等任务;对连续系统控制器传递函数进行了数字化及程序实现的研究。实现了电流环的数字化。 对伺服系统进行了隔离度及跟踪模拟动目标实验。隔离度实验验证了伺服系统良好的外部扰动抑制能力;跟踪模拟动目标实验测试了系统的动态跟踪精度。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN953

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 陶海敏;何湘宁;;IR2110驱动IGBT模块中的栅极抗干扰技术[J];电源技术应用;2002年06期
2 何存富;周龙;宋国荣;何守印;吴斌;;基于DSP的直流电机驱动控制电路设计[J];测控技术;2007年01期
3 令朝霞;曹立学;;二自由度PID的一种工程实现[J];西安科技大学学报;2006年03期
4 邹丽娟;基于Matlab/Simulink的测量雷达伺服系统的仿真方法[J];现代雷达;2004年08期
5 程望东;一种适用的复合控制算法[J];现代雷达;2003年04期
6 李忱,张柏林;基于FUZZY-PID控制的雷达伺服系统仿真研究[J];现代雷达;1998年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘廷霞;光电跟踪系统复合轴伺服控制技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
2 张智永;光电稳定伺服机构的关键测控问题研究[D];国防科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 胡林;高精度舵机控制器的研制[D];西北工业大学;2006年
2 赵汉表;基于DSP卫星天线伺服控制系统设计[D];西北工业大学;2005年
3 谢蓉;鲁棒控制在某型直升机飞控系统设计中的应用[D];西北工业大学;2007年
4 张海涛;高精度双余度舵机伺服系统研究[D];西北工业大学;2007年
5 蔡秋花;基于DSP的扫描控制系统研究与设计[D];上海交通大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李旭渊,陈建辉,李石磊,程兆刚;积分分离PID控制在某防空导弹中的应用[J];兵工自动化;2004年04期
2 傅剑;杨卫东;李伯群;刘彤;;基于μ综合的热轧动态设定型 AGC 鲁棒控制[J];北京科技大学学报;2006年03期
3 石艳妮,贾影;鲁棒控制理论的研究与发展[J];重庆工业高等专科学校学报;2004年06期
4 谢晔源,钱照明,彭方正;基于UC3842的输出直接反馈式反激变流器[J];电工电能新技术;2005年03期
5 程汉湘,尹项根,刘建;SVG控制系统的稳定性研究[J];电力自动化设备;2004年04期
6 秦卫华,胡飞;公用电话自动计费器集中控制系统设计[J];电脑开发与应用;2002年11期
7 董玮;电流环采样时间对伺服系统快速性影响的研究[J];电气传动;2004年01期
8 张聚,杨马英,王万良;基于Simulink的非线性系统自激振荡的仿真研究[J];电气电子教学学报;2003年02期
9 郭瑞,周警卫,白兰;智能温度测控仪高精度接口电路设计[J];辽宁工程技术大学学报;2003年02期
10 王强,陈科,傅承毓;基于闭环特性的音圈电机驱动快速反射镜控制[J];光电工程;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 郭刚;魏宗康;高桂杰;;INS/GPS/CNS组合导航系统水平通道鲁棒稳定性分析[A];中国惯性技术学会第五届学术年会论文集[C];2003年
2 康学海;王双平;;高数据速率“动中通”移动卫星通信终端天线的基本设计与指标说明[A];2007中国卫星应用大会会议文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佐成;开式循环鱼雷热动力装置结构参数摄动系统鲁棒H_∞控制[D];西北工业大学;2001年
2 周涌;非线性系统的神经网络内模控制研究[D];南京理工大学;2003年
3 张聚;混杂系统理论及在非线性系统中的应用研究[D];浙江大学;2005年
4 崔巍;各相解耦永磁同步电动机设计及控制技术的研究[D];上海大学;2004年
5 李传东;时滞神经网络的稳定性和混沌同步[D];重庆大学;2005年
6 尚涛;渠道自动运行鲁棒控制的理论研究[D];武汉大学;2004年
7 董敏;基于数据融合的HAGC系统故障多判据诊断研究[D];燕山大学;2006年
8 于明礼;基于超声电机作动器的二维翼段颤振主动抑制[D];南京航空航天大学;2006年
9 刘贺平;水下液压冲击铲虚拟样机设计及关键技术实验研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
10 吴伟;基于二维地图匹配的机器人定位关键技术研究[D];东北大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张天霞;无数学模型的控制系统设计[D];西北工业大学;2001年
2 孙凡;攻击型无人机抗目标雷达关机措施研究[D];西北工业大学;2001年
3 苏颖;动力推进系统变结构控制与双速控制阀优化设计[D];西北工业大学;2001年
4 王鹏;飞机舵面模拟加载计算机控制系统设计与实现[D];西北工业大学;2001年
5 吴永前;永磁同步电机无传感器调速系统的研究[D];西北工业大学;2001年
6 乔晓强;比幅测向接收机及自动跟踪控制系统研制[D];西安电子科技大学;2002年
7 盛洪江;某雷达伺服系统的分析、辨识与仿真[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
8 王力刚;直流电机计算机控制综合平台驱动模块及控制软件设计[D];西北工业大学;2003年
9 田荣军;数字化有限转角直流无刷力矩电机伺服控制系统[D];西北工业大学;2003年
10 薛尧舜;无人机控制器软件研制与控制算法设计[D];西北工业大学;2003年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈一虹,颜东,张洪钺;自适应卡尔曼滤波实时性研究及其应用[J];北京航空航天大学学报;1996年02期
2 卞鸿巍;金志华;王俊璞;田蔚风;;组合导航系统新息自适应卡尔曼滤波算法[J];上海交通大学学报;2006年06期
3 阎洁,唐建中,史维祥,吴凤高;FUZZY控制在舰载雷达稳定平台伺服系统中的应用[J];兵工学报;1999年02期
4 朱培申,王合龙,姜世发;陀螺稳定平台框架伺服系统变结构控制器的设计和仿真[J];电光与控制;1998年02期
5 石红生,卢广山;一种新型状态观测器在陀螺稳定平台中的应用[J];电光与控制;1999年01期
6 王连明,葛文奇,谢慕君;陀螺稳定平台速度环的一种神经网络自适应控制方法[J];光电工程;2001年04期
7 毕永利,刘洵,葛文奇,李洁;机载多框架陀螺稳定平台速度稳定环设计[J];光电工程;2004年02期
8 侯宏录;周德云;王伟;国蓉;;模糊PID控制在光电跟踪控制系统中的应用[J];光电工程;2006年05期
9 黄峰,汪岳峰,顾军,周冰;模糊参数自整定PID控制器的设计与仿真研究[J];光学精密工程;2004年02期
10 王鸣;基于模糊控制理论的一种PID参数自整定控制器的设计与仿真[J];自动化与仪器仪表;2000年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 姬伟;陀螺稳定光电跟踪平台伺服控制系统研究[D];东南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张智永;移动载体稳定跟踪平台测控技术研究[D];国防科学技术大学;2002年
2 虞建静;基于DSP的光纤陀螺数据处理系统的研究与实现[D];重庆大学;2004年
3 王继东;移动载体稳定跟踪平台测控关键技术研究[D];国防科学技术大学;2003年
4 周华良;车载卫星天线稳定跟踪系统的设计与工程实现[D];南京理工大学;2005年
5 李广辉;基于小波方法的陀螺仪信号处理系统研究[D];天津工业大学;2006年
6 刘晓军;稳定跟踪平台移动载体姿态测试技术与建模[D];国防科学技术大学;2005年
7 施峥嵘;车载设备视轴稳定与跟踪技术研究[D];东南大学;2006年
8 许德新;机载光电跟踪陀螺稳定技术[D];哈尔滨工程大学;2007年
9 吴树平;车载三轴稳定平台控制系统的研制[D];南京理工大学;2007年
10 胡浩;基于DSP双轴稳定控制平台设计[D];南京理工大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张春熹,宋凝芳,杜新政,张惟叙;基于DSP的全数字闭环光纤陀螺[J];北京航空航天大学学报;1998年06期
2 张登伟,牟旭东,舒晓武,刘承;去偏光纤陀螺轴向磁场问题的理论研究[J];光子学报;2005年10期
3 万彦辉,裴听国,戴世荣;数字滤波器在微机械陀螺系统中的应用[J];传感器技术;2003年09期
4 谢洪友 ,吕恬生;采用DSP的无线运动控制系统的设计[J];电子技术;2002年02期
5 林立;DSP在运动控制系统数字化设计中的应用[J];湖南工程学院学报(自然科学版);2003年04期
6 翟坤,杨涤,朱承元,王新;基于dSPACE的挠性卫星姿轨控实时仿真系统[J];航天控制;2004年01期
7 张军,赵静;DSP芯片的特点及其应用[J];现代电子技术;2001年11期
8 邱建琪,史涔溦,陈永校;PWM调制方式对永磁无刷直流电机电磁转矩的影响[J];电器工业;2003年12期
9 胡文华,宋平岗;基于80C196KB的无刷直流电机控制系统[J];华东交通大学学报;2004年01期
10 宋胜利,左敦稳,王珉,张琦,严骏;PID参数模糊自调整技术的应用研究[J];机床与液压;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 汤铭;;卫星跟踪稳定平台实现[A];中国电子学会电子机械工程分会2007年机械电子学学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王磊;干涉合成孔径雷达信号处理的研究[D];中国科学院电子学研究所;2001年
2 王连明;机载光电平台的稳定与跟踪伺服控制技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
3 王建立;光电经纬仪电视跟踪、捕获快速运动目标技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
4 薛洁;模糊自调整二自由度PID控制器及在磨矿分级中的应用[D];昆明理工大学;2002年
5 张锐;武装直升机大机动、高敏捷性神经网络鲁棒自适应飞行控制研究[D];南京航空航天大学;2002年
6 谭振江;多传感器光测系统数据融合技术的应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
7 毕永利;多框架光电平台控制系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
8 骆再飞;滑模变结构理论及其在交流伺服系统中的应用研究[D];浙江大学;2003年
9 李旭宇;复杂机电耦合系统的并行设计方法研究[D];中南大学;2004年
10 周长义;三轴飞行仿真转台控制系统设计与控制算法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 穆向阳;H_∞控制系统理论与应用研究[D];西北工业大学;2001年
2 姜文刚;高速高精度数字伺服系统研制[D];南京理工大学;2002年
3 陈星;基于神经网络自适应控制的热轧卷取机步进控制系统的研究[D];燕山大学;2002年
4 张智永;移动载体稳定跟踪平台测控技术研究[D];国防科学技术大学;2002年
5 陆振宇;鲁棒控制理论及其在系统分析中的应用(TRCUAS)[D];南京气象学院;2002年
6 李杰;基于T-S模糊模型的非线性系统的保性能控制[D];燕山大学;2003年
7 江小平;液压伺服系统智能PID控制[D];南京理工大学;2003年
8 汤志杰;非线性反馈线性化方法在飞控系统中的应用[D];西北工业大学;2002年
9 张永华;基于DSP的调速电机控制器研究[D];西北工业大学;2002年
10 刘日宝;全数字永磁交流伺服驱动系统的研究[D];南京航空航天大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵恩民,朴太松,刘海宽,阎德春;二自由度控制理论在双质量机电系统设计中的应用[J];基础自动化;1996年05期
2 令朝霞;曹立学;;二自由度PID的一种工程实现[J];西安科技大学学报;2006年03期
3 温桂森;;五米船站伺服系统中的几个问题[J];无线电通信技术;1981年02期
4 李国厚,杨青杰;智能伺服技术及其应用[J];微计算机信息;2005年09期
5 孔凡国;邹慧君;黄伟;;一种基于粒子群算法的二自由度PID控制器优化设计[J];机械设计与制造;2007年02期
6 路建萍;李小宁;孙静;;全自动气动打标机的控制系统开发[J];中国制造业信息化;2007年19期
7 苗涛;曹云东;;利用PLC模拟量控制伺服电机转速[J];科技信息(科学教研);2008年07期
8 马艳玲;黄进;张丹;;基于反步自适应控制的伺服系统齿隙补偿[J];控制理论与应用;2008年06期
9 张志军;;数控机床伺服系统参数的设定[J];装备制造技术;2009年06期
10 应少波;贺昱曜;高云迪;张森;;一种提高伺服系统位置跟踪精度的方法[J];火力与指挥控制;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王万玉;;天线伺服系统精度分析[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十二次学术会议论文集[C];1999年
2 陆刘兵;吴晓蓓;陈庆伟;胡维礼;周元兵;;一种神经元控制器在特定交流伺服系统中的应用[A];1995年中国控制会议论文集(下)[C];1995年
3 王益群;王燕山;;电液力控制研究的进展[A];第二届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2002年
4 于云满;高健;于焕文;王作宝;;机械机构伺服系统控制[A];第五届全国凸轮机构学术会议暨中日凸轮学术交流会议论文集[C];2003年
5 陈兴国;李圣清;陈玮;;递归神网自适应混合控制裹包机伺服系统[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
6 程玉胜;朱静霞;;声纳伺服系统对目标信号幅度脉冲起伏的响应[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(下册)[C];1995年
7 叶云岳;;直线电机伺服系统的应用与发展[A];2006年全国直线电机学术年会论文集[C];2006年
8 冯国楠;范梅生;;基于神经网络的位置伺服系统自适应控制[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(下册)[C];1995年
9 陈小惠;陈小珍;;基于神经网络的直流伺服系统控制[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
10 万根;;高性能矢量变频器在AC伺服系统中的运用[A];第一届变频器与伺服企业论坛论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 张晔;我国研制出新一代“追日”光伏伺服系统[N];科技日报;2008年
2 胡怡琳;埃斯顿转型 吴波欲打造数控领域微软[N];经理日报;2008年
3 石永红;江苏研制成功抗风型光伏伺服系统[N];大众科技报;2008年
4 石永红;抗风型光伏伺服系统研制成功[N];中国企业报;2008年
5 意大利SMI集团中国代表处 陈晓非;数字时代如何控制我们的机械系统[N];消费日报;2002年
6 中缝;如何调试和检测伺服系统[N];中国服饰报;2008年
7 本报记者 付丽娟;期待,中国伺服系统企业之“蝶变”[N];机电商报;2006年
8 徐华西;让学生增强锻炼体魄的兴趣[N];光明日报;2007年
9 ;桂林高新区星辰公司扩能增产项目有望年底竣工[N];中国高新技术产业导报;2008年
10 陈希荣;计算机技术在包装印刷行业中的应用与发展趋势[N];中国包装报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谭文斌;伺服系统摩擦与温度变化干扰的建模及补偿研究[D];天津大学;2012年
2 陈茂胜;高精度单框架控制力矩陀螺框架伺服系统的设计与研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
3 向红标;开放式伺服系统的摩擦建模与补偿研究[D];天津大学;2010年
4 宋彦;伺服系统提高速度平稳度的关键技术研究与实现[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
5 纪科辉;低速交流电机伺服系统的研究与实现[D];浙江大学;2013年
6 王闻宇;伺服系统柔性连接负载控制方法研究[D];华中科技大学;2012年
7 黄进;含摩擦环节伺服系统的分析及控制补偿研究[D];西安电子科技大学;1998年
8 薛洁;模糊自调整二自由度PID控制器及在磨矿分级中的应用[D];昆明理工大学;2002年
9 蓝益鹏;永磁直线电机伺服系统鲁棒控制的研究[D];沈阳工业大学;2007年
10 盛守照;前向神经网络学习问题研究及其在转台控制中的应用[D];南京航空航天大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 段继岗;舰载跟踪雷达二自由度数字伺服系统的设计[D];西安电子科技大学;2010年
2 董翠英;基于逆系统方法的内模控制及其在伺服系统低速问题中的研究[D];北京化工大学;2004年
3 姜波;气动技术应用于稳定平台系统相关问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
4 薛鹏;永磁同步伺服电动机二自由度控制[D];沈阳工业大学;2006年
5 张媚;电液伺服系统实时控制与先进控制方法的研究[D];南京航空航天大学;2003年
6 李喆;三轴数控铣床开放式控制系统的开发研究[D];沈阳工业大学;2004年
7 穴洪刚;转塔伺服系统设计及PID参数整定方法研究[D];南京理工大学;2004年
8 马艳玲;含齿隙环节伺服系统的补偿控制[D];西安电子科技大学;2008年
9 王涛;功能块编程在剪板机定长送料伺服控制中的应用[D];青岛大学;2009年
10 闫景富;大气激光通信系统中APT技术研究[D];长春理工大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026