雷达伺服系统（通用12篇）
雷达伺服系统 篇1
摘要：本文介绍了雷达伺服系统的主要作用, 以及雷达中常用的传动机构、驱动元件、位置检测装置的工作原理、主要性能和设计及选用方法, 最后介绍了雷达伺服系统装置的性能参数检测方法。
关键词：伺服系统,执行机构,位置检测,误差分析,驱动电机
1 引言
伺服系统是控制雷达位置及各种运动参数的电子设备, 是典型的机电自动控制技术。“伺服系统”实际上是控制天线机械传动系统按设定的运动规律, 去自动地转动天线去捕获、跟踪目标或使天线转动到某位置。伺服系统也被称为“随动系统”。伺服系统与其他控制系统的区别是被控制的输出量是机械位移 (角位移) 、速度 (角速度) 或加速度 (角加速度) 。给定的输入量往往是小功率的信号。
2 伺服系统的设计
进行伺服系统的设计及分析时, 一般采用图解法可以清楚地表明伺服系统的构成, 各部分之间的相互关系, 及其信号传递情况的系统方框图称为伺服系统的方框图, 通常把某种功能的伺服系统称为“伺服回路”。常规产品一般有速度回路、位置回路、稳定回路等等。通过过方框图介绍了伺服系统中有关机电信息相互转换的主要通道, 以及执行元件和位置检测元件的功能和设计要求。
2.1 伺服系统闭环控制回路
2.1.1 伺服系统速度回路通道
速度回路的主要作用是控制天线跟踪目标速度的快慢。典型的伺服系统速度回路如图1所示:回路中电机为执行元件, 安装在电机轴末端的测速装置为传感元件。工作过程:伺服执行电机收到控制计算机的指令后, 启动电机, 电机经过减速箱驱动末级大齿轮, 并使天线跟踪目标;测速装置把速度信号反馈回伺服处理器, 与设定值比较, 获得误差信号, 再发给电机发出新的指令。
2.1.2 伺服系统位置回路通道
位置回路通道的功能是将伺服系统驱动天线转动后, 所处的位置由机械角度参数转换为电参数, 在传递到相应的模块, 变成位置控制参数或相应的显示设备。位置回路的几个通道及元件、设备如图2所示:
2.2 驱动元件及机械转动装置的选择
伺服驱动元件常用的有液压马达, 力矩电机, 直 (交) 流电机等。液压马达驱动力矩大伺服控制性能较好。技术难点是伺服控制分配阀生产调试较为困难, 需要配备专用的液压调设备。另外漏油问题解决难度较大, 限制其应用范围。力矩电机直接驱动天线转动最大优点就是没有减速传动装置, 避免了齿轮减速传动的精度误差和回差等影响, 扭转刚度较高, 相应的伺服机械机构设计的谐振频率也比较高。但受到驱动功率的现在, 适用于中小型雷达的驱动。直流电机驱动在精密跟踪雷达中运用比较多, 对各种类型、尺寸的天线均有比较成熟的伺服机械控制技术经验。对于天线转动要求比较简单的场合用交流电机比较多, 伺服控制、机械传动设计均不高。与驱动元件相匹配的机械减速传动装置有普通齿轮减速箱、涡轮轮杆机构、渐开线行星齿轮减速器, 少齿差行星减速器、摆线针轮行星减速器、谐波齿轮机构、普通丝杠和滚珠丝杠、同步齿形带等。
2.3 位置检测装置
伺服系统需要实时获取天线的位置信息, 要求在设计时考虑到精确的位置检测。常用的位置检测装置有: (1) 光电编码器的特点是精度高、分辨率高、可靠性较高, 最高分辨率可达27位, 但属于光学精密仪器, 不能耐较大机械振动和冲击, 否则会造成伤害。 (2) 旋转变压器的特点是结构简单、工作稳定可靠、抗干扰能力强、对环境要求低, 但精度不如光电编码器。 (3) 感应同步器其特点是对环境要求较低, 非接触式测量, 无磨损, 工作可靠, 使用寿命较长, 但只适用于线性测量, 不能用于角度测量。
3 伺服系统性能参数的检测
伺服系统性能参数主要包括转动惯量、摩擦力矩、传动误差及回程误差等。测量其性能参数的目的是检验传动链的性能是否满足设计要求, 并由此分析影响传动链的因素, 以便进一步提高伺服传动装置的性能。
4 结束语
伺服系统是雷达搜索、捕获目标并跟踪、测定目标所在位置及各种运动参数的电子设备。快速捕获目标, 按特定要求平稳跟踪目标, 并精确定位是雷达最基本的要求, 也是伺服自动控制设计和天线转动设计的基本要求。在雷达系统中常用伺服传动装置有:伺服驱动元件、传动机构和位置检测装置等, 其各部分的性能、匹配关系和控制策略决定了雷达伺服系统的总体性能。
参考文献
[1]张润逵, 戚仁欣, 张树雄.雷达结构与工艺[M].北京:电子工业出版社, 2007:41-93.
[2]丁鹭飞, 耿富录, 陈建春.雷达原理[M].4版.西安:西安电子科技大学出版社, 2011.
[3]陈丁, 王放, 李婷婷等.通用雷达信号场景系统的研制[J].电子科技, 2014, 27 (06) :66+71.
雷达伺服系统 篇2
路面雷达检测系统及其应用
结合黑龙江省多条高等级公路交工验收情况,详细阐述了IRIS-L2型路面厚度自动化检测系统的先进性及操作原理、方法.
作 者：邵培东 夏玉超 Shao Peidong Xia Yuchao 作者单位：黑龙江省公路工程质量监督站刊 名：林业科技情报英文刊名：FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：200941(1)分类号：U4关键词：路面厚度 面层 基层 稳定层 雷达检测
欧洲猫系统中雷达数据融合研究 篇3
关键词：数据融合;一/二次雷达;欧洲猫自动化系统;卡尔曼滤波算法
中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）26-0059-02
1 自动化系统中的数据融合技术
在自动化系统中的雷达数据处理包括很广泛的内容，这里指的是雷达在取得目标的位置、运动参数据（如径向距离、径向速度、方位和俯仰危等）后进行的互联、跟踪、滤波、平滑、预测等运算。
对雷达测量数据进行互联、跟踪、滤波、平滑、预测等处理，以有效地抑制测量过程中引入的随机误差，精确估计目标位置和相关的运动参数（如速度和加速度等），预测目标下一时刻的位置，并形成稳定的目标航迹[1]。
滤波器是雷达数据处理中的核心部分。它对目标的量测（与目标状态有关的受噪声污染的观测值），有时也称为测量或观测进行处理以达到下述目的：
①利用时间平均法减少测量误差;
②估计目标的速度和加速度;
③预测目标的未来位置。
这里我们只介绍运用在欧洲猫自动化系统中的雷达数据线性滤波方法包括卡尔曼滤波（Kalman Filter，KF）[4]。
2 卡尔曼滤波算法
最早的雷达处理方法是19世纪初Gauss（高斯）提出的最小二乘法。1795年，高斯首次运用最小二乘法预测神谷星轨道，开创了用数学方法处理观测和试验数据的科学领域。
这种方法经后人的不断修改和完善，今天已经具有适于实时运算的形式。现在滤波理论是建立在概率论和随机过程理论的基础之上的。
最早的滤波技术采用维纳滤波，但是维纳滤波只能应用于线性系统中，因为表示维纳滤波的脉冲响应只对线性系统有意义。由于这些问题的存在，使维纳滤波理论在工程上的应用受到很大限制。
由于跟踪精度和抗干扰的要求，20世纪50年代又出现了单脉冲雷达，该雷达在目标定位方面更加精确。60年代以后随数字技术和估计理论的发展，出现了数字跟踪系统。
在理论方面，Kalman（卡尔曼）等人将状态变量分析方法引入滤波理论中，得到了最小均方误差问题的时域解。
卡尔曼滤波理论突破了维纳滤波的局限性，它可用于非平稳和多变量的场合，而且卡尔曼滤波具有递推结构，因此特别适合于计算机计算。
由于这些原因，卡尔曼滤波已成为数据处理的主要技术。
用线性离散系统表示，假定在k时刻，系统目标状态变量为，则系统的状态方程为：
X（k）=A（k，k-1）X（k-1）+B（k，k-1）U（k-1）（1）
其中，A为k时刻的状态矢量;
（k，k-1）是系统参数，对于多模型系统而言;
（k-1）为状态转移矩阵;
B（k，k-1）为系统控制矩阵;
U（k-1）为系统的零均值的高斯白噪声，它的方差为Q，设k时刻系统的观测矢量为，则观测方程为：
Z（k）=HX（k）+V（k）（2）
其中，H为k时刻观测矩阵;
V（k）为零均值的高斯型的测量噪声，方差为R。
则根据卡尔曼滤波更新，在k时刻的预测状态为：
X（k|k-1）=A（k，k-1）X（k-1|k-1）（3）
其中，A（k，k-1）表示k-1时刻对k时刻的状态估计值;
X（k-1|k-1）为k-1时刻平滑过后的状态结果值。
对于k时刻的状态做了预测之后，我们需要根据k-1时刻平滑值存在的可能偏差和k时刻预测值的偏差估算k时刻平滑值的偏差，则用协方差矩阵表示可得：
P（k|k-1）=？渍P（k-1|k-1）？渍T+Q（4）
式子（3），（4）就是卡尔曼滤波算法前两个公式，也是对系统的预测，现在我们有了现在状态的预测结果，然后我们需要再收集系统对现在状态的测量值，结合预测值和测量值，我们可以得到k时刻平滑后的真实值：
X（k|k）=X（k|k-1）+K（k）·[Z（k）-·H·X（k|k-1）]（5）
上式中，为k时刻的滤波增益矢量（也被称为卡尔曼增益），它取决于预测协方差和预测值协方差之比，由滤波增益方程可得：
K（k）=P（k|k-1）·HT·[H·P（k|k-1）·HT+R]-1（6）
到现在为止，我们得到了k时刻状态下的平滑值X（k|k），但是自动化系统中对于航迹的推测是不断运行下去直到航班落地或是飞离管制区，所以我们还需要更新k时刻平滑值存在的偏差协方差：
P（k|k）=（1-k（k）·H）·P（k|k-1）（7）
公式（3）～（7）即为离散型卡尔曼滤波算法的基本方程，它能将不同时协方差不断递归，从而得出平滑值，卡尔曼滤波算法运行地很快，而且它只保留了上一时刻的协方差值，卡尔曼增益也会随着不同的时刻而改变自己的值，从而能根据上一时刻的平滑值和该时刻的测量值推算出该时刻的平滑值。
同时根据公式（5），我们可以得到平滑值的估计误差为：
ek=Z（k）-H·X（k|k-1）（8）
以上是针对单部雷达送过来的数据信号而言，华东地区的现接入到系统中的雷达数有28部，所以在各部雷达对所测目标进行数据处理之后，还需要与其他27部雷达进行时间校准，进行加权融合之后才能得到k时刻目标状态平滑值X（k），以及协方差P（k）。
3 改进的卡尔曼滤波算法
在欧洲猫自动化系统的原始设计中，基于导航精度和系统当时所能承受的计算量的考虑，采用卡尔曼滤波算法。
观察卡尔曼滤波算法的公式，发现公式（4）和（6），出现了高斯白噪声参数Q和R，在理想状态下，我们假设这两个参数不随系统状态的变化而变化（即使是多雷达探测情况下，我们也假设这两个噪声方差阵是根据标定参数确定的定常矩阵）。
而在实际情况下，由于航班在飞行过程中时时存在空中姿态、飞行速度、高度层穿越等状态变化，环境等因素必然在急剧地变化，固定的Q和R并不能准确地反映实际系统的噪声情况。
而且在随机数学当中，式子（8）得出的误差值应该符合正态分布，但当Q，R变化过大时，就会导致误差量与正态分布不符，即卡尔曼滤波不再是最优化的估计算法，继续观察公式（4）和（6），发现在这两个参数出现的时候，我们可以通过对平滑值协方差和高斯噪声参数进行加权来改进卡尔曼滤波算法，由此我们得出下式：
P（k|k-1）=α？渍P（k-1|k-1）？渍T+βQ（9）
其中，α+β=1，通过改变α和β值，我们就能够协方差值进行调整，而且为了满足（8）符合正态分布的要求，我们可以在程序中设置条件函数来选取满足该要求的α和β值，从而保证改进的卡尔曼滤波算法仍然是最优化的滤波算法。
4 结 语
本算法从理论上对欧洲猫自动化系统卡尔曼滤波算法进行改进，从理论上推测该算法能够更加实时地推测出系统航迹所在位置，为管制员提供更高质量的雷达信息。
参考文献：
[1] 李洪志.信息融合技术[M].北京：国防工业出版社，1996.
[2] 周宏仁.机动目标跟踪[M].北京：国防工业出版社，1991.
[3] MARK HEW ISH. Pilotless progress report2UAVs have made
exceptional strides recently[J].INTERNA2TIONAL DEFENSE REV
机载雷达对抗系统仿真 篇4
1 仿真内容及模型
1.1 仿真内容
仿真内容包括以下两个方面:
(1)机载雷达系统仿真。仿真机载雷达主要功能,能够完成杂波背景下对低空高速目标的检测。雷达系统仿真的模式总体上分为空中探测模式和地面目标探测模式。
1)空中探测模式。
Range while Search (RWS)(边搜索边测距);
Track While Scan (TWS)(边跟踪边扫描);
Velocity Search (VS)(速度搜索);
Air Combat Manoeuvring (ACM)(空中格斗);
Situation Awareness Mode (SAM)(态势感知);
Single Target Track (STT)(单目标跟踪)。
2)地面目标探测模式包括。
Ground Mapping (GM)(地面测绘);
Ground Moving Target (GMT)(地面动目标)[1]。
(2)弹载有源干扰仿真。仿真单个弹载有源干扰机对机载雷达的干扰,包括压制性干扰和欺骗性干扰;压制干扰主要是多假目标压制干扰,欺骗干扰主要是距离欺骗干扰和速度欺骗干扰及距离速度同步欺骗干扰。主要包括随机距离假目标、随机速度假目标、随机距离速度假目标、距离假目标、速度假目标、距离速度联合假目标、距离拖引、速度拖引和距离速度联合拖引。
1.2 雷达系统模型
总体机载雷达仿真模型较为复杂,但可以建立一个基本的、可扩充的模型。现针对一个雷达的回波处理过程如图1所示。
1.2.1 回波信号建模
回波信号建模包括载机和目标信息的读取和回波信号的生成。仿真载机和目标的信息采用读取相应文档得到。首先通过读取文档得到载机和目标的基本位姿信息,根据当前仿真总体时间对载机个目标的航迹进行线性插值,得到较精确的位姿信息,然后计算得到载机和目标之间的相对距离、速度、方位和俯仰等信息。
雷达发射脉冲主要是线性调频,设雷达发射信号为
s(t)=Arect
式中,A为幅度;τ为脉冲宽度;f0为载频;K=B/τ为频率变化率;B为带宽;rect
rect
(2)
对于机载脉冲多普勒雷达,接收到的目标回波信号可以写为
s(t)=Arect
式中,td为延迟时间,
零中频正交双通道同相输出信号为
I(t)=Arect
正交输出信号为
Q(t)=Arect
其中,每个脉冲开始时t′=0。
1.2.2 信号处理及检测
得到的信号包含了噪声,对地模式还包含杂波等,这些对于信号检测不利,所以需要进行一系列的信号处理。
首先进行的是脉冲压缩。脉冲压缩就是在发射的宽脉冲内采用附加的频率或相位调制,以增加信号的时宽带宽积,这样,就将宽脉冲压缩到1/B宽度,从而可以在不损失雷达威力的前提下提高雷达的距离分辨力。脉冲压缩有两种方式,分别为时域相关法和频域法。两种方式本质上是一致的。在脉压D=Bτ比较大时,频域法的运算量远小于时域相关法[2],针对本系统,仿真采用频域FFT法[2]。
杂波对消是根据杂波的特性,去除杂波。进行杂波对消时采用将2倍的杂波数组的实部与虚部,分别和与其前后相邻的数组的实部与虚部之和进行相减。
1.2.3 数据处理
当检测到导弹目标后,经过确认转入跟踪,获取精确的弹头距离及角度信息。角度信息由和差支路获取。距离信息可采用数字内插法从波门面积中心获取。
可利用雷达目标的径向速度、位置等弹道信息、信号特征等,减少数据关联的模糊性,提高跟踪性能;加速初始化进程,提高目标参数的估计精度,减少点迹—航迹关联的模糊。
数据处理过程为:首先根据第一次的目标信息,按最大的速度进行预测此目标的下一个落足点,根据最大加速度预测误差量,形成一个误差圆环。第二次目标来临时,假定有目标落入此环内的话,那么关联成功,可以形成暂存航迹,根据两个点得到目标速度,再预测下一个点的落足点,假如下一次有点落入预测环内,就可以形成稳定航迹。若没有,发送确认报告,再次确认是否有目标,无则发送失踪报告,确认航迹终止[3]。
1.3 干扰模型
如上所述,仿真主要仿真欺骗干扰。总地来说干扰分为距离干扰和速度干扰。都是针对干扰机接收到的信号进行处理后再发射给载机雷达,从而达到干扰的目的。
1.3.1 距离干扰距离欺骗干扰
Rf≠R,αf≈α,βf≈β,fdf≈fd,Sf>S (6)
其中,Rf,αf,βf,fdf,Sf分别为假目标Tf在V中的距离、方位、仰角、多普勒频率和功率。距离欺骗干扰是指假目标的距离不同于真目标,能量往往强于真目标,而其余参数近似等于真目标。
对脉冲雷达距离信息的欺骗主要通过对收到的雷达照射信号进行时延调制和放大转发来实现,主要采用假目标干扰和距离波门拖引干扰[4]。
设Rf为假目标的所在距离,则雷达接收机内干扰脉冲包络相对于雷达定时脉冲的时延为tf=2Rf/C,当其满足
假目标的迟延时间tf=tf0+Δtf,tf0=2Rj/C。tf0是由雷达与干扰机之间距离Rj所引起的电波传播时延;Δtf则是干扰机收到雷达信号后的转发时延。一般情况下Rj是未知的,所以tf0是未知的,主要控制Δtf。
假目标的迟延时间是tf=tf0+Δtf,
(7)
式中,v为匀速拖引时的速度;a为匀加速拖引时的加速度。
1.3.2 速度干扰
满足对速度欺骗干扰参数的要求是
fdf≠fd,Rf≈R,αf≈α,βf≈β,Sf>S (8)
其中,fdf,Rf,αf,βf,Sf分别为假目标Tf在v中的多普勒频率、距离、方位、仰角和功率。速度欺骗干扰是指假目标的多普勒频率不同于真目标,能量强于真目标,而其余参数近似等于真目标。
速度波门拖引干扰的基本原理是:首先转发与目标回波具有相同多普勒频率fd的干扰信号[4]。然后使干扰信号的多普勒频率fdj逐渐与目标回波的多普勒频率fd分离,fdj的变化过程
(9)
其中,vf是拖引的分离速度;并且它不能大于雷达可跟踪目标的最大加速度vf≤2a/λ;a是雷达可跟踪目标的最大加速度;vf的正负取决于拖引的方向。
当0≤t<t1时,干扰信号多普勒频率是信号的多普勒频率。
当t1≤t<t2时,干扰信号多普勒频率是式(9)所示。
当t2≤t<Tj时,干扰机将会关闭。雷达跟踪的信号将会消失,且消失时间大于速度跟踪电路的等待时间和AGC电路的恢复时间,速度跟踪电路将重新转入搜索状态。
由于干扰能量大于目标回波能量,将使雷达的速度跟踪电路跟踪在干扰的多普勒频率上,造成速度欺骗,此时间长度按照最大频差δfmax计算。
t2-t1=δfmax/vf (10)
2 仿真流程
系统采用单机仿真。首先设置雷达参数、载机及目标航迹、干扰、导弹RCS、雷达天线图、杂波等参数,然后开始仿真。具体的仿真流程图如图4所示。
3 计算机仿真
雷达的主要指标有:工作频率:9.7～9.9 GHz;作用距离:150 km;扫描范围:方位±60°,仰角±60°;方位扫描:10°,25°,30°,60°;重复频率:HPRF,MPRF,LPRF;脉冲宽度:0.81～4 μs;波束宽度:笔形波束,方位3°,仰角4°;峰值功率:21.5 kW;处理机:信息存储100万个数据,处理速度14万次/s,可编程处理机3 400万次/s,波束锐化:DBS1 8:1,DBS2 64:1。干扰机参数:干扰机峰值功率:200 W;干扰机天线增益:10 dB;水平、垂直波束宽度:60°,瞬时带宽2～5 BW。
图5为仿真程序的主界面。
P显中会显示比较直观的目标信息,A显显示相对应的处理后的目标回波信息。A显上面的信息栏显示当前探测到的目标的所有信息。无目标则信息全部显示零。
若所选模式需要进行数据处理,则点击“视图”可以显示目标的暂存航迹和稳定航迹。
4 结束语
进行了F16机载雷达对抗系统的仿真。整个模型分为雷达系统模型和干扰模型。雷达系统模型研究了回波信号的产生、信号的检测方法以及对已经检测到的目标如何进行航迹处理。干扰模型研究了距离干扰和速度干扰。最后给出了仿真流程并进行了仿真。试验表明,系统可以很好地为机载雷达对抗系统提供方案论证和性能评估。
参考文献
[1]STEPHEN H.F4_AN-APG-68-v5Operations[M].Guide,Newyork:Chapman Hall CRC,2001.
[2]贺知明,黄巍,向敬成.数字脉压时域与频域处理方法的对比研究[J].电子科技大学学报,2002(4):120-124.
[3]徐玉芬.现代雷达信号处理的数字脉冲压缩方法[J].现代雷达,2007(7):61-64.
[4]赵国庆.雷达对抗原理[M].西安:西安电子科技大学出版社,1999.
[5]丁鹭飞,耿富录.雷达原理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.
雷达伺服系统 篇5
1、计算机网络技术的发展和特点
数字化、网络化和信息化成为当今社会的重要特征，形成了一个以网络为核心的信息时代。1969年，出现了互联网的雏形，伴随着技术的革新和进步，直至1994年互联网发展成熟，因特网演变成基于ISP和NAP的多层次结构网络，计算机网络技术日益广泛应用。计算机网络提供了两个重要的功能，即连通性和共享性。连通性是指网络上的用户之间都可以交换信息，而共享性指的是资源共享，资源共享可分为信息软件与硬件共享。网络根据作用范围分为广域网、城域网、局域网、个人区域网，每一种网络都有不同的特点和使用范围，而航管雷达系统使用的是局域网，因为现阶段网络技术仅仅在单一航管雷达系统内应用，如果下一步实现全国雷达信号联网，就会涉及到更大范围内的网络应用。开放系统互联OSI模型定义了连接异种计算机标准的体系结构，OSI为连接分布式应用处理的“开放”系统提供了基础。OSI的七层体系结构为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。TCP/IP协议非国际标准，但是由于其更简单、更容易理解和实现，已经成为事实上的国际标准。
2、RAYTHEON一次雷达结构
RAYTHEONASR-10SS一次雷达是20世纪90年代具有先进技术的全固态航管监视雷达，具有覆盖范围广、数据可靠性高、系统实用性强和目标容量可扩展的特点，适用于中高飞行流量的机场环境。ASR-10SS一次雷达的基本配置包括天线和天线基座、发射机、双通道接收机/录取器、双通道信号数据处理器、主/备现场控制和数据接口、遥控终端等。此航管雷达的特点是应用了以太网技术。20世纪90年代，网络技术的应用远没有现在广泛，而其采用的以太网并没有配备交换机或路由器等一类的网络核心部件，仅仅采用特性阻抗为50Ω的同轴电缆，将所有需要连网的设备利用“T”形头来实现以太网，用同轴电缆的起点端和终点端加载假负载来实现阻抗匹配。IEEE802.3以太网具有10Mb/sec的数据传输速率，双通道采用的是总线型的网络拓扑结构。
3、INDRA二次雷达结构和特点
INDRAIRS-20MP/L二次雷达基本配置包括双通道接收机/录取器、发射机、天线、马达及马达控制器、双通道GPS时钟、主备交换机、UTS测试单元、VR3K、监控设备、ATC系统中用到的数台SDD设备等。INDRAIRS-20MP/L二次雷达采用双网冗余的网络结构，并且主要部件采取双通道配置，AB网均配置交换机，并且相互独立运行，使用的是ICP/IP协议的10、100BASE-T。通过双网冗余，所有部件均接入AB网，包括主动通道切换、故障通道切换等，均能实现无缝隙衔接，确保设备工作的可靠性。马达控制器采用CAN-BUS技术进行自动切换。INDRAIRS-20MP/L二次雷达采用星型拓扑结构，由中央节点和其他各个节点连接组成，每个节点之间的通信均需通过中央节点，在星型拓扑结构中中央节点是至关重要的，而在INDRAIRS-20MP/L二次雷达系统中，中央节点是利用交换机形成的。星型网络拓扑结构的优点就是结构比较简单、局域网建网更加容易、使用网络协议简单、单设备故障对系统影响不大且容易排除和便于控制、线路的传输效率取决于中央节点设备的速率等，缺点是局域网中线束较多，对中央节点设备依赖性强;长时间工作中央节点负担重，容易形成系统瓶颈。现阶段，星型网络拓扑结构是局域网通常采用的主流形式。需要注意的是，航管楼SLG作为远端监控设备，功能与本地SLG相同，然而在逻辑上却作为本地SLG的备用机，我们将在后面介绍INDRAIRS-20MP/L二次雷达曾经出现的故障来说明逻辑上的主备关系。在INDRAIRS-20MP/L二次雷达网络拓扑结构中，使用双绞线作为传输媒介，并采用EIA/TIA-568标准。由于设备属于远山台站，设备监控信号和雷达数据需要传输至航管楼使用，因此网络拓扑结构中还使用到光缆和微波传输设备。，比较它们的系统图，主要区别在于网络拓扑结构、形成网络的器件以及接入网络的功能部件不同。IRS-20MP/L二次雷达拓扑结构中，网络中引入了交换机，最大限度地实现了互连和共享。从接入网络的部件数量来看，我们可以看到网络技术随着航管雷达的更迭也有了长足的发展和广泛的应用
4、INDRA二次雷达故障案例分析
INDRAIRS-20MP/L二次雷达的监控部分SLG，其基本作用就是监控设备各部件的工作状态，配置雷达各部分的功能进行配置，修改参数，并提供各部件的`信息和故障报告。在SLGUCS监控主界面中，我们能自动实时监控录取器控制器的CPU性能、内存容量，以确保网络系统的数据处理能力始终处于最优状态。
4.1天线监控失效
在设备运行正常并且雷达信号正常情况下，远端(航管楼)监控SLG显示，天线系统失去监控，显示橙色或者白色，橙色表示出现非关键故障，白色表示未监控到。从监控中看到天线正常旋转，SLG中PPI中显示雷达信号正常，由此得出，设备工作正常，仅是监控部分出现异常，重新启动远端(航管楼)SLG系统，故障现象依旧。重新启动本地(罕山)SLG系统，故障现象消失。进一步分析可知，该故障系厂家软件BUG，远端SLG是由本地SLG镜像而成，在厂家的原始配置中并没有远端SLG，因此远端SLG在此网络系统中逻辑上是不存在的，因此故障处置需要在本地SLG上重启处理。
4.2参数修改失效
-09秋季维护中，为验证假目标的成因，在本地SLG增加反射区域0°～360，在反射区域中仅显示目标原始视频(原始视频即没有经过处理的目标，没有二次代码、高度显示和地速显示)，验证后需要恢复初始状态，即便将此反射区域删除，系统录取器也并没有恢复初始状态，依然只显示原始视频。维护人员先后将此故障定位于VR3K、本地SLG、录取控制器、收发机，将上述部件的参数恢复初始状态并重新启动，故障现象仍然存在，经反复与厂家工程师联系，提出是否为本地SLG和远端SLG同步出现问题，也就是说增加反射区域的操作同步，而删除反射区域操作没有同步，同时重启本地SLG和远端SLG后，故障现象消除。本地SLG与远端SLG出现不同步，也是网络系统中逻辑冲突。
5、计算机网络技术应用设想
5.1改进航管雷达设备维护理念
20世纪80年代航管雷达系统中，功能的实现是靠电路板;进入20世纪90年代，模块化是组成雷达系统的基础，维护和维修多是更换功能模块，更深层次的模块维修则依靠厂家工程师;现阶段，在模块化的基础上应用和发展了网络技术，设备的模块均增加了网络功能，虽然深层次的维修依然是依靠厂家，但是由于网络的引入，每一部件在系统中的作用弱化，更多的靠网络技术的信息交换与共享。笔者认为，航管雷达维护人员应该从以雷达专业为重过渡到以网络技术为重，不局限于航管雷达系统，包括更多的专业化设备，都是建立在以交换机为核心的网络架构中，尤其是空管行业，工作必须确保万无一失。
5.2航管雷达全国联网
随着雷达站点覆盖的增加和空域管理区域化，任何一地的管制部门需要引入多部雷达信号，各地雷达信号交织成全国雷达信号网，每一部雷达都将成为全国雷达信号网中的节点。随着航管雷达设备中网络应用更加全面，就为形成雷达信号网提供了更多的技术基础，在未来，航管雷达设备将实现统一标准，更加有利于全国雷达联网。在形成全国雷达信号网后，任何一部单一的雷达设备故障都不会影响雷达信号网，也就不会影响空中交通管制服务，从而确保飞行安全。
6、结束语
目前，计算机网络技术越来越多地应用于航管设备，我们需要改变对设备的认识。笔者认为，通信导航监视专业人员无论从事哪一个专业，计算机网络技术知识将成为我们必须要掌握的技术，这就需要老一代的技术人员要及时更新自己掌握的知识，无论是单一系统设备，还是数据联网，都要以网络为核心。随着航管设备的发展，网络将变得非常重要，我们今后的维护工作重点将会与网络息息相关。
雷达伺服系统 篇6
关键词：相控阵雷达；波束控制；电源分配
中图分类号： TN958.92 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）17-143-2
0 引言
某相控阵雷达天馈线结构紧凑，阵面由两个一维正交线阵构成。波控系统通过控制两个一维线阵阵面共96路T/R组件，实现在方位和俯仰方向上的波束扫描。同时结合天线的机械扫描，可实现雷达的全空域立体扫描，具有很高的灵活性。由于雷达天馈线阵面空间较小，波控系统在保证准确快速布相的同时，需要进行集成化轻小型设计，节省系统资源并提高稳定性[1]。
本文提出一种基于FPGA+DSP架构的集成式波控系统方案，在满足相位控制、同步控制、数据传输和自检信号处理等功能的基础上，还将雷达工作必需的定时控制和电源转换分配部分集成在一起，以实现结构紧凑，轻重量，高可靠性的一体化要求。
1 波控系统方案设计
从系统功能模块划分来看，主要由波控、定时控制和电源转换分配三个模块组成，如图1所示。波控系统接收雷达微波源提供的时钟基准信号，完成雷达整机定时控制；接收上位机的信息中心控制指令及数据，实现T/R组件波束布相控制，同时向上位机反馈T/R组件状态及温度数据和故障信息；DC-DC电源转换分配，为雷达其他各分系统或模块提供低压DC电源。
由天线阵面结构可知，波控系统安装在十字型天线体内，空间较为紧凑。综合考虑系统的物理结构和布相时间，该系统设计为由波控1、波控2（对应方位线阵）、波控3和波控4（对应俯仰线阵）四部分电路共同完成系统功能。为降低电路成本和增加系统可靠性，该系统采用设备量少、维修方便、可靠性高的集中与分布式相结合运算、分布式驱动体系。其中波控1模块基于DSP+FPGA方案设计，波控2～波控4电路由FPGA独立控制。
在波控1的电路中，DSP根据方位波束指向角，俯仰波束指向角，工作频率等信息，分别计算出线阵所有单元方位、俯仰方向的馈相梯度，公式如下：
式中θ、γ分别表示方位、俯仰线阵的波束指向角，dx、dy分别表示方位和俯仰线阵相邻移相器之间的距离。
在波控1～波控4电路中的FPGA根据从DSP传来的馈相梯度及事先存放在各自RAM中的对应单元的相位补偿码，依据各个单元的排列顺序按照公式（3）、（4）计算出每个单元的布相码，完成波束的控制。
式中m、n为阵面单元相对坐标原点的位置坐标，Δ?、Δ?为各种因素下引入的总相位误差的相位补偿码[2]。
定时控制模块接收上位机输入的控制命令，采用频率合成单元输出的基准源时钟信号作为基准，分别产生系统所需的方位触发脉冲与俯仰触发脉冲等定时信号。设计中，定时控制模块与波控1模块一起位于方位1波控分路电路板上，共享一片FPGA资源。
1.1 硬件设计
波控和配电系统的电路设计在4块印制板上。波控1电路主要由FPGA控制模块、DSP计算模块、高速串口通信电路、时钟管理模块、电平转换电路以及外围驱动电路组成，波控2～波控4电路相同，与波控1电路区别在于没有DSP模块，波控原理框图如图2所示：
所有外部接口的输入/输出均通过FPGA进行通信。FPGA接收上位机送来的控制命令和方位波束指向角，俯仰波束指向角，工作频率的数据信息，将其送至DSP，DSP通过32位数据总线和地址总线与FPGA相连，DSP根据方位波束指向角，俯仰波束指向角，工作频率计算出馈相梯度，并将结果送回FPGA，FPGA接收DSP的馈相梯度数据，根据各移相单元在阵面中的坐标位置计算移相码，最后与该状态下的相位补偿码相加并将结果存入内部存储器中，按照T/R组件的时序要求通过接口驱动电路送至各移相单元。
1.2 软件设计
本波控系统采用集中-分布式计算的波束控制方法。在程序开始时，首先对波控系统端口进行自检，根据自检结果判断系统是否能正常工作。如果检测结果不正常，则在检测命令收到后将检测信息上报上位机，同时端口对组件的控制端口以保护组件。如果检测结果一切正常，则将波控对组件端口配置为初态下，然后系统进入等待，等待雷达控制指令。
波控算法是本波控系统的一个重点控制过程。雷达系统的控制指令和数据传递通过高速串口完成。响应中断后，接收来自雷达控制的全部波控指令，根据指令字中的模式判断进入不同的工作状态。
在波控运算模式下，首先从RAM中根据频点读取相应的移向补偿，衰减补偿，然后根据波控控算法计算相应组件的移向值、衰减值，最后将计算结果送组件根据定时进行控制。
波控置数模式是组件检测的特殊方式，在这种模式下，首先从上位机命令字中直接获得指定组件移向、衰减、开关状态等数据送给组件进行控制，然后能够将波控送出的数据读回上位计算机。
在波控自检模式下，首先将组件端口状态读回，端口状态与波控内部设定的存储器结果比较，判断波控对组件的控制状态，检测完成将检测结果上报给上位机。
2 配电系统设计
整个系统集成了雷达整机的电源分配系统。该配电系统采取两级变换，中心分配设计理念。50Hz380V的工业级电源输入，经过配电箱完成滤波、分路、DC-DC转换，产生DC300V供给波控板上的电源转换分配单元；电源转换分配模块部署于四块分路板上，将DC300V电源转换成多路低压DC电源，送给雷达其他各用电单元。
DC300V输入电源按9千瓦考虑，波控1板除了为T/R组件和自身供电外，还需对微波源、接收系统、上位机供电；波控2除了为T/R组件和自身供电外，还需为伺服、风机等系统供电；波控3与波控4则只需为T/R组件和自身供电。
3 结束语
本文结合相控阵雷达的特点及实际工程需求，给出了基于FPGA+DSP架构的某型雷达波控系统设计方案。本设计在满足高速、实时性相位控制功能基础上，将雷达工作必需的定时控制和电源转换分配部分以电路形式集成在一起，具有结构简单紧凑、多功能一体化，灵活性与可靠性高的特点，为雷达的高机动、小型化和通用化发展趋势提供了技术保障。
参 考 文 献
[1] 陈琛，张宇驰.基于FPGA的机载波控系统设计[J].现代雷达，2010（05）.
雷达伺服系统 篇7
随着计算机技术的发展,虚拟样机技术在仿真与建模领域迅速发展起来,并在国际上得到了广泛的应用[1]。在ADAMS软件中建立虚拟样机模型后,一般需要反复仿真并修改模型样机模型,这种建模工作花费大量的机时和人工[2]。利用ADAMS / view提供的参数化建模和分析功能可以大大提高分析效率。本文研究雷达天线模型的参数化建模,在参数化思想的指导下,实现了计算机联合仿真,提出了雷达天线模型参数化建模的设计方案。
2雷达天线建模
2. 1 ADAMS虚拟物理模型
雷达天线系统是一直复杂的多刚体系统,采用计算机自动生成其数学模型,不必考虑推导公式的难易程度,这种方法不仅适用于较简单的平面模型, 而且更适用于复杂的三维空间模型[3]。根据雷达天线模型的结构尺寸,在ADAMS软件平台上建立它的虚拟模型,如图1所示。对于雷达天线模型来说,需要在基座与大地之间添加一个固定约束副,在俯仰和方位轴添加一个转动副,同时给模型的俯仰轴和方位轴添加驱动。对该模型进行初步仿真: 驱动俯仰轴以及方位轴,天线可正常转动,此模型运行正常。
2. 2模型的参数化
进行参数化建模时,首先确定影响样机性能的关键输入值,选择合适的方法对虚拟物理模型进行参数化。本文主要运用了参数化点坐标及设计变量两种方法来进行雷达天线模型的参数化,其中主要对天线高频箱以及叉臂的厚度进行参数化,部分参数化信息见图2。
2. 3控制ADAMS模型
在模型中除了添加约束之外,还需要创建单分量力矩、状态变量,定义模型的输入输出变量。在本天线模型中将力矩作为俯仰轴和方位轴的输入状态变量,定义天线转动的俯仰轴的角度、角速度以及角加速度,将方位轴的角度、角速度以及角加速度作为输出状态变量。
3 ADAMS和MATLAB的联合仿真
3. 1联合控制方案
ADAMS和MATLAB的联合控制是在ADAMS中建立虚拟模型,由ADAMS输出描述系统方程的有关参数,MATLAB根据ADAMS输出的信息建立控制系统并进行仿真。在计算过程中ADAMS与MATLAB进行数据交换,由ADAMS的求解器求解系统方程,由MATLAB求解控制方程,共同完成整个控制过程的计算[4]。联合仿真中数据交换过程如图3所示。
3. 2控制系统模型
雷达天线系统伺服电机一般采用的永磁直流电动机,永磁直流电动机的电枢可以等效为电阻Ra和电感La,Eb表示转子转动时在电枢中产生的反电动势。对永磁直流电机的电枢电压方程、电动机力矩平衡方程、电动机力矩方程和反电动势方程[5]施加零初始条件,并进行拉氏变换,可以得到如下方程组:
根据以上电机系统模型,在MATLAB /Simulink中建立雷达天线伺服电机控制系统模型。图4所示的结构动态图描述了系统各个模块传递函数之间的关系。
4仿真结果
联合仿真得到的曲线如图5、图6所示,图5为俯仰轴阶跃响应仿真曲线,图6为方位轴阶跃响应仿真曲线。该雷达天线俯仰轴伺服系统上升时间tr为0.144s,峰值时间tp为0.371s,超调量σ为0,调节时间ts为0.371s,稳态误差ess为0.0018rad。方位轴伺服系统的上升时间tr为0.2s,峰值时间tp为0.41s,超调量σ为3.03%,调节时间ts为0.54s,稳态误差ess为0.0008rad。俯仰轴及方位轴伺服系统的上升时间、峰值时间、调整时间都比较短,系统的响应是较快,对阶跃信号的响应超调量也很小,因而系统相对稳定。同时,稳态误差也很小说明其复现精度也很好。整个系统的快速性,稳定性以及准确性均达到要求。
5综述
本文运用ADAMS和MATLAB两款仿真软件对雷达天线伺服系统进行了联合仿真。运用多刚体动力学原理与分析软件建立了虚拟样机机构; 根据雷达天线的结构参数,完成了雷达天线在ADAMS环境下的建模; 设计了ADAMS和MATLAB两款软件的联合控制方案; 通过联合仿真结果,分析了非线性环节对雷达天线系统的影响。
参考文献
[1]王国强,张进平,马若丁.虚拟样机技术及其在ADAMS上的实践[M].西安:西北工业大学出版社,2002.
[2]郑建荣等.ADAMS虚拟样机技术入门与提高[M].北京:机械工业出版社,2003.
[3]李素兰,黄进,段宝岩.一种雷达天线伺服系统结构与控制的集成设计研究[J].机械工程学报,2010,46(19):140-146.
[4]衣袖帅,黄志刚,孙明涛.ADAMS和MATLAB联合仿真技术应用[J].北京工商大学学报(自然科学版),2009,5(27):14-21.
一种雷达伺服系统的复合控制策略 篇8
随着雷达技术的迅速发展, 特别是软件化和通用化等新概念雷达的提出, 对雷达伺服系统控制精度的要求越来越高。同时, 作为雷达重要组成部分的伺服系统, 其控制技术是制约雷达系统探测和跟踪性能的关键之一[1,2], 对于雷达探测范围、跟踪精度、系统实时性和快速性等雷达性能的影响是不可忽略的[3,4]。
然而目前雷达伺服系统的控制策略设计中, 仍然以PID控制为主[5]。PID控制虽然算法简单;但是PID参数调试过程繁琐, 效率低;而且PID控制局限于线性系统, 鲁棒性差;同时PID参数值虽然有一定局域性的优化值, 但非全局的最优值。
因此, 单一的PID控制已无法满足雷达新技术研究和发展的需求[6,7];必须设计新型的雷达伺服系统控制策略, 以提高雷达伺服系统的控制稳定性和控制精度, 改善雷达系统的综合性能[8,9]。
现有的各类控制算法当中, 迭代学习控制算法简单, 不依赖于系统的精确数学模型, 同时学习能力强, 只需较少的先验知识, 即可以非常简单的方式处理不确定度相当高的非线性强耦合动态模型;模糊PID控制既具有模糊控制灵活而适应性强的优点, 又具有常规PID控制精度高的特点, 对被控对象的时滞、非线性和时变性具有一定的适应能力等优点, 同时对噪声也具有较强的抑制能力, 鲁棒性强。
因此, 本文提出一种将迭代学习控制和模糊PID相结合的新型复合控制策略;然后, 将此策略应用于雷达伺服系统的控制当中, 通过仿真实验, 以验证所设计的复合控制策略的有效性和实用性。
1 雷达伺服系统数学模型
雷达系统结构如图1所示, 方位轴和俯仰轴通过力矩电机驱动, 从而带动雷达天线转动。通过系统中方位轴和俯仰轴的动能、势能和磁能分别进行分析, 可以建立雷达伺服系统的机电动力学模型:
(1) 动能:方位动能Tφ只有绕方位轴的转动动能;俯仰动能Tθ包括两部分, 即绕方位轴的转动动能和绕俯仰轴的转动动能;电机转子动能Tm包括方位电机和俯仰电机的动能。
(2) 势能:设大地坐标轴的原点为零势能点。系统势能V包括重力势能和方位、俯仰传动链的等效弹性势能。
(3) 磁能:磁能W主要由方位、俯仰伺服驱动电机的磁能产生。
(4) 耗散能:耗散能F包括按线性阻尼模型考虑系统的耗散能, 以及各转动轴电机和传动链的耗散能。
通过以上分析, 可以得到雷达伺服系统的Lagrange函数为:
则雷达伺服系统的Lagrange函数L和F具体表达式分别为:
最终可以得到雷达伺服系统的Lagrange-Maxwell机电动力学方程组如式 (4) 所示:
2雷达伺服系统的复合控制策略
基于迭代学习控制和模糊PID控制的复合控制策略原理如图2所示, 其中, 迭代学习控制器用于消除死区、非线性等外界扰动, 模糊PID控制器用于改善系统响应速度, 提高系统控制精度。
图2中, rd (t) 为期望输出值, ek (t) 为跟踪误差, yk (t) 为实际输出值, uk (t) 为控制信号, ukf (t) 为前馈环控制信号, ukb (t) 为反馈环控制信号。
2.1模糊PID控制器设计
模糊PID控制器原理如图3所示, 定义系统误差e, 误差变化ec和PID控制kp、ki、kd的模糊子集均为:{NB, NM, NS, ZO, PS, PM, PB}, 控制系统隶属度函数图如图4所示。kp/ki/kd自适应模糊整定规则表如表1所示。
设PID参数初始值为kp0、ki0、kd0, 则模糊PID控制器的参数值为:
2.2迭代学习控制器设计
迭代学习控制分为开环学习算法和闭环学习算法。开环学习算法利用控制系统的上一次运行的信息, 迭代周期较长, 而且容易出现发散现象;闭环学习算法利用控制系统的当前运行信息, 同时舍弃上一次的运行信息, 具有更好的跟踪性能和抗干扰性。因此, 本次设计采用闭环PID学习算法, 如下式所示:
2.3稳定性分析
复合控制策略的稳定性分析如下, 由图2可知:
上式中, F (s) 为模糊PID控制器传递函数, I (s) 为迭代学习控制器传递函数, H (s) 为被控对象传递函数。
由式 (7) 可得复合控制器为:
3仿真实验和分析
为验证所设计的复合控制策略的有效性, 将其应用于雷达伺服系统的控制当中, 通过仿真实验进行验证。
首先, 根据对雷达伺服系统的动力学数学模型分析可知, 若不考虑系统方位轴和俯仰轴之间存在的耦合关系、参数不确定性和外界扰动, 则对于方位、俯仰两个传动子系统, 均可以简化为二阶传动模型:
因而在控制器设计中, 把雷达伺服系统各转动轴之间存在的耦合关系、参数不确定性和外界扰动等不确定因素均作为干扰w, 以简化控制系统数学模型, 降低控制系统分析和控制器设计难度。
因此, 雷达伺服系统的复合控制中, 可以将方位轴和俯仰轴均简化为二阶传动系统, 分别设计复合控制器, 其控制系统结构如下图所示:
为验证所设计控制器的有效性, 选取典型的阶跃响应曲线和正弦响应曲线, 应用复合控制策略进行仿真测试, 并与模糊PID控制和PID控制相比较, 以验证本文所设计控制策略的控制性能。
图6和图7分别给出了三种控制器对雷达伺服系统的阶跃响应控制仿真曲线 (各转动轴转角阶跃为α=0.5rad) 和正弦响应控制仿真曲线 (各转动轴正弦幅值为α=0.2rad, 周期为T=2.5s) 。从图6和图7的控制曲线中可以看出, 与模糊PID控制和PID控制相比, 本文所设计的复合控制方法, 不但能够保证雷达伺服系统的稳定, 而且响应速度快, 调节时间短, 控制误差小, 控制精度高。因此, 雷达伺服系统的动态响应特性和稳态特性均最为优越, 使得系统具有良好的控制性能。
4结论
本文首先在分析雷达伺服系统动力学特性的基础上, 基于LagrangeMaxwell机电动力学方程, 建立了雷达伺服系统的动力学模型, 然后根据雷达伺服系统设计的需求, 设计了雷达伺服系统的基于迭代学习控制和模糊PID控制的复合控制策略, 应用迭代学习控制器消除死区、非线性等外界扰动, 应用模糊PID控制器改善系统响应速度, 提高善系统控制精度。最后通过仿真实验, 以验证所设计的复合控制控制策略的有效性和实用性。
仿真实验结果证明, 与其它控制策略相比, 应用本文设计的复合控制策略能够保证雷达伺服系统的稳定, 而且系统在控制运动过程中的控制误差最小, 控制精度最高;同时系统各转动轴的控制调节时间最短, 稳态误差最小;因而雷达伺服系统的动态性能指标和稳态特性均最为优越, 具有良好的控制性能。综上所述, 本文的复合控制策略, 设计方法简单, 控制精度高, 系统的自适应能力和鲁棒性好, 具有重要的理论意义和实际应用价值。
摘要：雷达伺服系统的控制策略, 能够直接影响雷达探测范围、跟踪精度、实时性、稳定性等性能指标, 是制约雷达系统性能的关键之一。为改善雷达伺服系统的控制性能, 提高系统的稳定性和鲁棒性, 提出一种复合控制策略。在详细分析雷达伺服系统动力学特性的基础上, 建立了雷达伺服系统的动力学数学模型;然后基于该数学模型, 设计出一种基于迭代学习控制和模糊PID控制的复合控制策略, 应用模糊PID控制以提高伺服系统的动态性能和鲁棒性, 应用迭代学习控制以提高伺服系统的稳态精度。仿真结果证明, 所设计的复合控制能够保证雷达伺服系统的稳定性, 而且控制精度高, 鲁棒性好, 控制性能良好;因而能够有效地提高雷达系统的性能, 具有良好的实际应用价值。
关键词：雷达伺服系统,复合控制,迭代学习控制,模糊PID控制
参考文献
[1]周剑.α-β滤波器和复合控制[J].系统工程与电子技术, 2007, 29 (3) :368-371.
[2]孙丽娜, 宋悦铭, 戴明.采用复合控制提高机载光电平台的数引跟踪精度[J].光学精密工程, 2008, 16 (2) :265-269.
[3]张远高, 杨文光, 孙汉青等.两种自动跟踪控制策略的比较[J].火力与指挥控制, 2014, 39 (增刊) :71-73.
[4]贾建芳, 李瑞, 李江.前馈-模型参考自适应复合控制策略[J].火力与指挥控制, 2014, 39 (12) :135-138.
[5]刘小强, 芦峰, 梁晓东, 等.一种光电复合跟踪控制切入反馈控制的误差抑制方法[J].应用光学, 2013, 34 (1) :51-55.
[6]王小齐, 赵振海, 李晶娣, 等.再生反馈技术在跟踪控制系统中的应用[J].应用光学, 2004, 25 (6) :1-4.
[7]陆培国, 寿少峻.健在光电系统高精度跟踪控制技术[J].应用光学, 2006, 27 (6) :480-483.
[8]张柏林, 黄建国.目标前馈在精密跟踪雷达中的应用[J].现代雷达, 2001 (3) :65-68.
雷达伺服系统 篇9
1 转动惯量
伺服系统的负载转动惯量指传动系统及负载转动部分的合成转动惯量,用符号JL表示。负载转动惯量与系统开环截止频率ωc、机电时间常数Tm、低速平稳跟踪性能都有关系。
1.1 转动惯量对伺服系统的影响
截止频率ωc与JL的关系式为:
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从式(1)中可看出,当静摩擦力矩MFS、机械传动链空回(2Δ)及传动空回的等效相位滞后φωc一定时,JL增大,ωc减小,系统的跟踪精度下降,过渡过程时间加长。
机电时间常数Tm与JL的关系式为:
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从式(2)中可看出,当执行电机的转动惯量Jm、电枢回路电阻Ra、执行电机的力矩系数Cm和反电势系数Ce等参数一定时,JL变大,Tm增大,系统的相角裕量减小,过渡过程超调量加大。
伺服系统在跟踪低速目标时将产生不均匀的“跳动”或“爬行”现象,爬行跟踪的角加速度εL为:
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从式(3)中可看出,当静摩擦力矩MFS和库仑摩擦力矩MF1一定时,JL加大,εL则减小。因而改善了系统低速平稳跟踪性能,扩大了系统的调速范围[1]。
从以上分析可以看出,转动惯量JL增大时,将会使系统跟踪误差、稳定裕量减小,过渡过程超调量加大、过渡过程时间增长及大角度调转时间td增加,从而使系统的振荡倾向于加强,降低了系统相对稳定性。但是转动惯量JL增大后,却改善了低速跟踪性能,扩大了系统的调速范围,对系统性能提高有利。因此,在伺服系统设计时,希望转动惯量JL小些好,但不是越小越好。
1.2 转动惯量的测量
目前测量转动惯量的方法主要有两类:一类是利用振动方程,如扭振法,摆振法,即利用刚体摆动或振动的周期与转动惯量有关的原理;另一类是利用刚体转动微分方程的方法,如落体法,即加载一定的转矩后,刚体的转动的角加速度和速度与其转动惯量有关。转动惯量J和转轴的力矩M与产生的角加速度undefined关系表达式为:
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用电机向加载对象直接加载单一恒定力矩,通过角加速度来计算电机转子及传动部分的转动惯量[2]。在测量过程中,通过伺服驱动器及加载控制器使电机输出给定转矩,使用光电编码器来测量角加速度,这样,通过式(4)就可以求得转动惯量了。其中角加速度undefined可通过测量系统中的光电编码器所测量得到的转角θ,经过两次微分得到:
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测量角度引入的误差经两次微分则可能被放大多倍。为解决此问题在控制器的测量程序中做了相应的处理,充分利用控制器的可用资源,采取更为合理的计算方法加以解决。对于角加速度的测量,仅有来自光电编码器的一序列方波信号,如图1所示。对于光电编码器的每一个脉冲折算到传动轴上所对应转过的弧度为:
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其中R为光电编码器的分辨率,单位为个脉冲/圈,N为变速箱的传动比。通过DSP的捕获单元可以测量出每一脉冲的宽度(转过A弧度所用的时间),即周期T0,T1,…,Tn 。在测量程序设计时,可以记录各个脉冲的宽度及单位时间内到达的脉冲个数。通过计算方法的改进,可以精确测量角加速度。
单位时间内可以得到通过的脉冲数及每个脉冲的宽度,这样就可以计算出这段时间内传动轴转过的绝对角度和转过此角度所用的绝对时间,如图1所示,单位时间T′0=T′1=T′2,采用单位时间内转过的所有脉冲的宽度和,即绝对时间。例如:在计算ω0时只有一个脉冲,其脉冲宽度为T0,则绝对角度为A,绝对时间为T0。值得注意的是,如果一个脉冲在单位时间内未完成,则算入下一单位时间。这样,可计算得到各单位时间的角速度:
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式中,n为单位时间内记录的脉冲个数,undefined为这些脉冲所对应的绝对时间。
通过式(7)计算得到各个ω值,则角加速度:
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2 摩 擦
对于高精度伺服跟踪系统,摩擦环节的存在是提高系统性能的障碍。摩擦力对于系统静态性能的影响表现为输出响应有较大静差或稳态极限环震荡,对系统动态性能的影响表现为低速时出现爬行(抖动) 现象和速度过零时的波形畸变现象[3]。
2.1 摩擦的建模
目前,已提出的摩擦模型很多,主要有LuGre模型[4]、Kamopp模型[5]及综合模型等。其中,LuGre模型用两个接触面间弹性刚毛的平均偏移来表征摩擦力的动态行为。该模型不仅考虑了粘性摩擦、库仑摩擦,而且考虑了静态摩擦及Stribeck 负斜率效应,充分反映了摩擦运动的机理,刻画了所有的静态和动态摩擦特性。LuGre模型摩擦力数学表达式如下:
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式中z为刚毛的平均变形;undefined为系统运动速度;F为总摩擦力;Fc为库仑摩擦力;Fs为最大静摩擦力;undefineds为边界润滑摩擦临界速度(即Stribeck速度);σ0为变形刚度系数;σ1为粘性阻尼系数;σ2为粘性摩擦系数。
2.2 摩擦的测量
由于前馈补偿要求扰动信号必须是可以量测的,所以输入补偿器的信号必须是已知的。假设摩擦模型中的参数都已测知,但状态z是不可测的,只有通过观测器估计出来[6]。这里应用状态观测器理论,在线估计摩擦状态,从而观测出摩擦力,并以此作为馈入信号予以补偿。其算法流程如图2所示。
摩擦状态估计的输入信号为系统运动速度speed input及系统跟踪误差error input,其中adjustment模块为大于零的调整系数,主要是对摩擦状态估计误差进行补偿;stiffness,damping,viscous模块分别相对应于刚度系数σ0、粘性阻尼系数σ1和粘性摩擦系数σ2,Friction out为摩擦力输出。这也是克服或消除外负载干扰对系统影响的主要控制手段之一。根据式(9)、式(10)和式(11) 可得非线性观测器方程为:
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把估计模型加入位置控制器得:
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式中e=x-xd为位置误差;xd为参考位置输入并假定其二次可微;ke项为位置误差的校正项;mt为系统等效质量;Fd为驱动力;H(s)为位置控制器;undefined和undefined分别为状态z和摩擦力F的估计值。
3 齿 隙
3.1 齿隙对伺服系统的影响
由于齿轮在加工、装配和使用中各种误差因素的存在,以及相互啮合的两齿轮的非工作齿面之间留有一定的侧向间隙以储存润滑油,在一对相互啮合的齿轮之间总存在一定的齿侧间隙——齿隙。齿隙的存在对于工作中可逆转的传动装置就造成了空程误差(回差)。齿隙显然会影响系统的伺服精度和稳定性。
图3是典型的伺服系统框图。齿轮装置G2驱动负载,称为动力传递齿轮装置G1,G3与检测元件一起完成指令数据的输入数据的反馈和两者的比较,G4的作用是使数据得以显示,他们都称为数据传递齿轮装置[7]。
图3所示的系统可表示为如图4的结构(为分析简单这里假设G3速比为1,因此该系统为单位反馈)。
3.1.1 闭环内动力传动齿轮装置空回的影响
根据自动控制理论中分析非线性系统的谐波平衡法,非线性元件可以用一个描述函数N(A)来表示,假设系统线性部分的频率特性为W(jω),则整个系统便可用这两部分组成,其方框图如图5所示。
传动间隙特性的描述函数为:
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式中A为该非线性环节输入角的振幅;2α为传动回差。
系统的闭环频率响应为:
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闭环的特征方程为:
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采用图解法解此方程,将系统线性部分的频率特性W( jω) 和间隙非线性部分的特性-1/N(A)同时画在奈魁斯特平面上,如图6所示。
整个-1/N(A) 分布在第Ⅲ象限。当线性部分只含一个积分环节(即系统为Ⅰ型)时,如系统稳定储量较大,线性部分频率特性如图中的W1(jω),他不与-1/N(A)相交,间隙特性不会使系统产生自振荡,系统能稳定工作。如果系统稳定储量小,线性部分的频率特性如图中的W2(jω),他与-1/N(A)有两个交点b1,b2,表示间隙将使系统产生自振荡。b1点处振荡幅度A增加一个微小值后,向量-1/N(A) 被线性部分的开环频率特性W2(jω)所包住,所以系统不稳定。在b2点振荡幅度A增加一个微量后,向量-1/N(A)不被开环频率特性W2(jω)包住,系统稳定。若系统含有两个积分环节,即Ⅱ型系统,线性部分频率特性为图中的W3(jω),他必然与-1/N(A)相交,即传动误差对Ⅱ型系统必然产生稳定的自振荡。
3.1.2 闭环外数据传动齿轮装置空回的影响
闭环外的数据减速器其回差造成的误差系统不能校正,因此会影响系统精度,但不会对平稳性产生影响。
3.1.3 闭环内数据传动齿轮装置空回的影响
闭环内反馈通道中的传动装置回差的存在使输出轴产生误差,因而反馈到误差检测元件的信号并没反映输出轴真实值,因此会影响系统精度。对系统稳定性的分析则同闭环内的动力齿轮装置一样,其框图见图7。
系统的特征方程:
undefined
同式(17)一样,因此空回分析也与闭环内动力齿轮传动一样。
3.2 齿隙的测量
齿隙引起的传动误差测量方法可分为两类:一类是静态测量法;另一类是动态测量法。
传动误差的静态测量法,指传动装置的输入轴和输出轴的转角在静止状态下测量的方法,他的测量过程是间断的。采用的方法有光学度盘法、经纬仪法、多面体法、数字测角仪法、分度头法以及自整角机和旋转变压器法。动态测量法则是在接近于工作状态的运转情况下测量传动装置的输入轴和输出轴的转角,然后加以比较而得传动误差动态测量的过程是连续的或者说是接近于连续的。传动误差的测量算法代表着测量技术的水平,目前采用的动态测量算法有比相法、时间脉冲法和直接位移测量法。下面介绍时间脉冲法。
设传动链输入端和输出端的光栅脉冲信号分别为P′和P″,当采样脉冲Pm′到来时,若Pn-1″到Pn″的运动是匀速的,则可以用一频率稳定度很高的时间脉冲P在tn-1～tn时间内进行均匀填充。时间脉冲测量算法Pn″对应输出端的第n条栅线,Pm′对应输入端第m条栅线,从ti～tn填充的时间脉冲P的个数为n1,从tn-1～tn填充的时间脉冲P的个数为n2,则传动误差Ei为:
undefined
其中d1,d2分别为输入端和输出端光栅常数;I为传动比;X0为初始位移常数。时间脉冲法可以通过提高时间脉冲P的频率和计算精度实现极高的测量分辨力。该测量算法具有一定的先进性和实用价值。
4 结 语
本文主要讨论了转动惯量、摩擦、齿轮间隙等结构因素对伺服系统的性能的影响,并提出了其测量方法和手段。结构因素对伺服系统的性能有着至关重要的影响,要得到优越的伺服性能,就必须想方设法减小上述因素对伺服性能产生的不利影响。
摘要：伺服机械结构是伺服系统的控制对象,也是伺服系统的重要组成部分,其结构因素如转动惯量、摩擦、齿隙无疑将会对系统的性能产生各种影响。主要就转动惯量、摩擦、齿隙等机械参数对伺服系统性能影响进行了讨论及并对其测试方法进行了研究。
关键词：伺服系统,转动惯量,摩擦,齿隙
参考文献
[1]王德纯,丁家会,程望东.精密跟踪测量雷达技术[M].北京:电子工业出版社,2006.
[2]朱丽娜,齐蓉,杜晓岗,等.电动加载系统中转动惯量的动态测量[J].测控技术,2005,24(4):17-19.
[3]刘强,扈宏杰,尔联杰.高精度位置伺服系统的鲁棒非线性摩擦补偿控制[J].电气传动,2002,32(6):10-13.
[4]Caudas de Wit C,Olsson H,Astrom KJ.A New Model forControl of Systems with Friction[J].IEEE Trans.Auto.Cont.,1995,40(3):419-425.
[5]Karnopp D.Computer Si mulation of Stick-slip Friction inMechanical Dynamic Systems[J].ASME Dyna.Syst.Meas.Cont.,1985,107(1):100-103.
[6]谷云彪,凌林本.三轴转台执行机构起动摩擦特性的测试与研究[J].中国惯性技术学报,1999,7(2):4-7.
合成孔径雷达的系统性能研究 篇10
关键词：合成孔径雷达,雷达方程,信噪比
1 引言
雷达方程是雷达系统性能的重要体现, 它集中地反映了与雷达探测距离有关的因素以及它们之间的相互关系。研究雷达方程可以用它来估算雷达的作用距离, 同时可以深入理解雷达工作时各分机参数的影响, 对于雷达系统设计中正确地选择分机参数有重要的指导作用。
虽然合成孔径雷达 (SAR) 方程与普通雷达方程一样, 是从已知的SAR发射机、天线、传播路径和目标参数计算回波信号强度的基本方程, 但是SAR有其独特的特点, 其性能方程也与普通雷达方程有所不同。本文在普通雷达方程的基础上, 结合SAR系统的特点, 考虑影响SAR系统的各种因子, 推导出适合SAR系统的方程, 然后给出了一个性能算例, 来说明SAR方程在SAR系统参数设计中的指导作用。
2 合称孔径雷达的系统性能
对于合成孔径雷达, 系统性能与很多参数有关, 其中大部分参数都呈非线性关系, 信噪比是SAR成像的度量标准, 通过雷达方程, 可以写出SAR成像信噪比的表达式:
其中, Gr表示在距离向脉冲压缩过程中引入的信噪比增益, Ga表示方位向处理过程中引入的增益, GrGa就表示信号处理增益。Pt为雷达发射功率, Gt为雷达天线增益, σ为目标的散射截面积 (其量纲是面积) , R为雷达天线作用距离, Ar为雷达接收天线的有效接收面积, Fn为接收机的噪声系数, T0为标准室温, 一般取290K, Bn为噪声带宽, L表示各种损耗引入的损失系数。
2.1 天线性能影响
式 (1) 中有效面积Ar与天线孔径的物理面积存在如下关系式:
其中, ηap表示天线的孔径效率, 通常ηap≈0.5
将天线增益和有效面积之间的关系式: (λ为所用波长) 和 (2) 式代入到 (1) 式中, 可得:
距离向处理增益Gr是与脉压过程中噪声带宽的减小有关的, 关系式为:
式中:Teff为雷达有效脉冲宽度, Lr表示非理想距离向滤波后信噪比增益的减少量。如果没有注明, 一般取Lr≈awr≈1.2, 这里awr是距离向脉冲响应展宽因子。
而方位向处理的信噪比增益是和多脉冲的相干积累有关的, 脉冲总数是由PRF及孔径时间决定的, 也就是和雷达平台速度和合成空间物理量纲有关, 相应的就是由方位向分辨率决定的, 表达式如下:
式中N为脉冲总数, fp即PRF, ρa表示方位向分辨率, va为雷达平台的飞行速度, αdc表示斜视角, awa为方位向脉冲响应展宽因子, La表示非理想方位向滤波后的信噪比增益的减少, 一般La≈awa≈1.2。
将 (4) 、 (5) 式代入 (3) 式中:
2.2 发射机性能影响
发射机的性能主要有 (1) 工作的频率范围, (2) 输出的峰值功率, (3) 允许的最大占空比, 这三个性能的影响。首先定义占空比为:
这里Pavg表示发射的平均功率, 定义式为:
发射功率容量和带宽与发射的技术有很大关系。若给定单脉冲距离分辨率, 则信号带宽可以表示为:
这里ρr为距离向分辨率。通常雷达的最大占空比小于35%。
将 (8) 式代入 (6) 式, 可得:
2.3 RCS的影响
RCS反映的主要是目标的散射特性。通常目标是分布在一定范围内的, 在推导过程中, 定义了一个照射单元的规范散射系数, 而实际照射区域就是一个分辨单元的区域, 具体关系式如下:
这里σ0为目标的散射系数 (m2/m2) , 是与频率有关的量, 通常与fn成正比, 一般0<n<1。ψg表示入射角, 根据几何关系可以写出:
这里h表示雷达高度。
将 (11) 、 (12) 式代入到 (10) 式可得:
对于选取的自变量不同, 还可以写出多种表达式, 但是特别要注意:SNR与方位向分辨率无关。
3 合成孔径雷达性能算例
选取的雷达基本参数如表1所示。同时选取:La=awa=1.2, Lr=1.2, L=5dB, Fn=5dB, k=1.38×10-23J/K, T0=290K, ηap=0.5, AA=7.7×10-3m2, σ0=-20dB。
将这些参数代入到公式 (13) , 就可以得到成像信噪比与发射机的平均功率之间的关系:
通常SAR成像的信噪比至少要达到5-10dB, 所以可以得到发射功率至少要达到6.025kw～19.054kw。
由此可以看出, 研究SAR方程对于SAR系统设计中正确地选择分机参数有重要的指导作用。
4 小结
本文详细地导出了合成孔径雷达方程, 并给出了性能算例, , 对于合成孔径雷达系统工作者具有重要的参考价值。
参考文献
[1]袁孝康.合成孔径雷达方程.上海航天, 2002 (3) :1-5
[2]谢亚楠.雷达方程在星载合成孔径雷达中的应用研究.上海航天, 2002 (6) :1-4
[3]Merrill I Skolnik.雷达系统导论.北京:电子工业出版社, 2010年:1~23.
雷达伺服系统 篇11
AN／TPY-2是一种多功能雷达，可以搜索、探测、跟踪和识别弹道导弹威胁，并无缝集成到各种弹道导弹防御系统。除了用于支持美国陆军THAAD系统，AN／TPY-2雷达还部署在世界各地，持续提供前沿弹道导弹防御能力，成为全球弹道导弹防御体系的重要组成部分。
AN／TPY-2雷达最近部署在欧洲阶段性自适应方式(EPAA)导弹防御计划，其目的是威吓、阻止甚至摧毁威胁美国及盟国的敌方弹道导弹。AN／TPY-2是EPAA的关键传感器组件。(于蓝)
沙特阿拉伯大规模军购提升自身防卫能力
沙特阿拉伯国防部最近宣布，沙特已签署了一项从美国购买战斗机的协议，此举是为了尽最大可能加强沙特的防御能力。
沙特国家通讯社援引国防部发言人的话说，这项总价294亿美元的军购协议包括：购买84架F-15SA战机；更新已有的70架F-1 5S战机；其他武器和零部件以及人员培训和设备维护等。这位发言人说，沙特购买武器是为了加强自身防卫能力，以保护国家和人民。
美政府官员曾表示，向沙特出售这些军事设备有助于美国实现其外交目标，加强美国在中东地区利益的安全。
美国媒体认为，美国政府担心美军全部撤离伊拉克后，伊朗在海湾地区的影响力可能上升。在这种情况下，美政府谋求通过加强海湾盟国的军事实力遏制伊朗。(雨丝)
美国国防部与雷锡恩公司
签订1亿美元的空射武器生产订单
美国国防部与雷锡恩公司签订了两份独立的空射武器生产合同，总价值将近1亿美元。其中8430万美元为早期与美国海军签订的AGM-154C-1联合防区外武器固定价格合同的修正合同；1500万美元为为美国空军生产激光制导型幼畜导弹的固定价格合同。两份合同是美国国防部于2011年12月19日公布的。
AGM`154C-1加装了双向的打击常规武器数据链路(SCWDL)，增添了对海上移动目标的打击能力，并将成为美军库存中的第一款网络化空射反舰武器，该武器还将用于出口。新的激光制导型幼畜导弹编号为AGM-65 E2／L，拥有一个增强型激光导引头及新的软件，能够降低附带毁伤的风险。除了具有精确打击城区环境下的快速机动目标能力外，还可以通过发射飞机本身为导弹进行激光指示(也可以由另一架飞机或地面激光指示器进行指示)。更早期的导弹型号只能由另一架飞机或地面激光指示器进行指示。(董英)
洛马公司获三叉戟D5弹道导弹合同
美国国防部授予洛克希德·马丁航天系统公司三叉戟-2(D5)弹道导弹合同，内容包括确定的已部署系统支持(DSS)和未确定的三叉戟-2(D5)生产。
确定的合同项，即DSS的合同金额约4.3亿美元；未确定的合同项，即三叉戟-2(D5)生产的合同金额不超过7.7亿美元。
DSS需求包括：工程和运行保障服务；现场事务；操练器材开发、教练机设计和运行支持；备件和综合后勤支持；飞行试验分析和靶场支持；包含核武器安全在内的安保；导弹和支持性设备维修；特别工程改造开发、生产和安装／“北极星”(POLARIS)导弹设施改造文档伎持性设备需求。
D5生产需求包括以下可交付的“战略系统项目”：导弹弹体、再人体、D5仪器系统和支持性设备生产(只是D5)；D5生产连续性硬件(只是D5)；部件采购并重新鉴定，以支持D5延寿需求；支持D5延寿需求的关键部件；备用排放装置生产。工作预计在2017年4月30日完成。(雨丝)
伊朗军演频繁测试国产导弹
为期10天的伊朗军演于2012年1月2日进入最后一天。伊朗军演发言人当天表示，他们成功试射了Ghader型陆基反舰巡航导弹。媒体称，伊朗在这次代号为“守卫90”的军演中充分展示了其国防实力。新年伊始，伊朗不仅试射了各种导弹，还在1月1日高调宣布首次成功研制出核燃料棒。
伊朗1月2日试射的这枚Ghade型导弹射程约为200千米，为中程或近程导弹，而伊朗官方媒体将其称为远程导弹。伊朗海军副司令、军演发言人表示，伊朗海军还成功试射了Nour型和Nasr型远程导弹。军事问题专家指出，伊朗目前拥有的远程导弹系统，射程足以到达以色列和美国在中东的军事基地。
此次伊朗军演为历次军演中演习区域最广、演练科目最丰富的一次。演习区域从霍尔木兹海峡以东开始，跨越阿曼海，东至北印度洋公海，西到亚丁湾，整个演习区域约有2000平方千米。
雷达伺服系统 篇12
1干扰效果评估形式和体系分析
基于现有雷达应用系统的差异性, 在系统评估过程中要明确应用机制的效果, 并从多个角度对其进行优化分析。以下将对干扰效果评估形式和体系进行分析。
1.1干扰效果概念
干扰效果评估指的是现有应用系统中存对其他电子信息系统造成的干扰, 在优化设计阶段能对电子信息系统、电子设备或人员所产生的干扰、损伤或破坏效应进行的定性或定量评价。基于效果评估的差异性, 在设计阶段必须明确干扰程序, 并遵循现有的应用依据, 使其适应系统评估的应用体系和干预形式。在整体性干预阶段可以明确监测形式和干扰效应, 对应用指标进行系统的分析, 并在实践中明确应用机制。
1.2干扰效果应用机构
针对固定设计形式的差异性, 在优化评价的过程中要明确运用形式的组成方式。但是现有的评估方法和固定变形形式存在一定的差异性, 在优化设计阶段必须考虑到应用模式的特点, 使其适应雷达应用系统的本质性要求。在设计阶段需要对雷达对抗侦察系统的干扰效果进行系统的评估, 使其适应应用机制的本质性要求。更重要的是确定合适的评估准则以及构建合理、可信的干扰效果评估指标体系。
1.3干扰效果评估原则分析
当前对于现有的评估管理形式, 其应用原则存在一定的差异性, 在优化设计过程中必须兼顾到设计形式的应用形式, 使其满足系统设置的本质性要求。其中涉及到信息准则、功率准则、效率准则等, 在设计过程中要严格按照固定的设计形式对其进行优化分析。首先是信息干扰准则, 涉及到被干扰者和干扰者两个方面, 在系统设计阶段必须从多个角度对其进行分析, 不断减少影响因素。但是在对抗干扰阶段, 雷达的干扰形式对整体应用效果存在一定的阻力。其次是功率准则原则, 在应用阶段需要明确干扰程序和方式, 不断减少应用压力, 使其在符合建筑形式的本质要求。对雷达进行实施和干预的过程中要不断优化干预信息, 对接受程序进行调整。效率准则需要在第一时间获得雷达辐射的信心, 包括定位目标、战略形式和功率准则等, 选择适当的干预体系不断对应用程序进行干预。
2雷达对侦察系统干预效果的评估
基于干扰指标和应用机制之间的差异性, 在整体评估过程中必须不断减少干预因素的影响, 使其满足应用形式的本质性要求。在优化建设阶段要了解干预评估形式, 并按照固定的设计形式和应用理念对其进行优化分析。以下将对雷达对侦察系统干预效果的评估进行分析。
2.1明确指标应用系统
指标管理体系在整个应用阶段起到至关重要的作用, 在优化建设过程中必须减少干扰因素的影响, 使其满足现有管理机制的本质性要求, 满足建设管理形式的要求。在系统建设过程中评估效果起到至关重要的作用, 要以现有的变革形式为目标, 实现效果评估体系的顺利进行。但是现有的管理程序和干扰指标之间存在一定的差异性, 需要以固定的应用机制为研究点, 满足应用系统的建设需求。整个优化过程中必须构建合理有效的指标管理体系, 使其满足系统建设的要求。
2.2对应用形式进行扩展
在现有系统建设阶段需要明确抗侦察系统的应用形式, 不断降低管理能耗。在基本工作形式应用阶段要以雷达侦察系统为主, 不断优化建设形式, 减少干扰形式的干预, 使其发挥理想的作用。由于现有的雷达系统在应用阶段受到的干扰性比较大, 因此在优化设计阶段需要从现有设计形式入手。其变频管理形式和背景发展形态有一定的联系, 保证系统在有无干扰条件下, 能够正常获取正确信息的空域范围减小程度。
2.3应用形式的监测
基于现有发展模式的差异性, 在控制阶段需要对应用形式进行合理的分析, 使其适应应用机制的相关要求。在具体设计阶段需要明确错误诊断率, 如果存在严重的系统控制不当或者监测形式不合理的情况, 则需要及时对其进行优化分析。在系统设计阶段涉及到干扰系统的影响, 必须在固定的指标评价形式的要求下, 对应用功率进行分析。干扰信号越前强则说明符号的应用功率越小。干扰效果指标合常规性应用指标存在差异性, 必须对参数形式进行优化分析, 使其适应系统应用效果的相关要求。如果信号本身比较复杂, 雷达在对其进行处理的过程中会耗费大量的实践, 这样会直接对信号的干预效果产生影响, 就降低了其时效性。
3结束语
针对当前雷达对抗侦察系统的干预效果, 在整体应用和控制过程中必须树立正确的评价管理机制, 使其满足系统设置的本质性要求, 并在执行阶段合理执行。电子应用系统对抗干扰形式存在一定的差异性, 在优化设计过程中必须体现出设计的合理性。在技术应用阶段采用Vague集理论和隶属度函数为基本依托, 在后续程序发展中能对干扰效果做出直接合理有效的评估, 进而不断提升应用标准的干预效果。
参考文献
[1]杨军佳, 毕大平, 莫翠琼.雷达对抗侦察系统干扰效果评估的模糊推理方法[J].火力与指挥控制, 2011, 12 (12) :99-101.
[2]杨军佳, 林钰, 毕大平, 王天云.基于PDW加权相对距离的侦察系统干扰效果评估[J].航天电子对抗, 2013, 08 (12) :189-191.
[3]陈明辉.弹道导弹防御相控阵雷达欺骗干扰效果仿真与评估研究[D].国防科学技术大学, 2013, 09 (12) :280-281.
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