本文選題：跟蹤雷達(dá)天線伺服系統(tǒng)　切入點(diǎn)：FPGA　出處：《天津大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：跟蹤雷達(dá)天線伺服系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于目標(biāo)搜索、空中防御、通信、定位等領(lǐng)域。其中控制電路是決定系統(tǒng)性能的重要部分,而控制器作為系統(tǒng)的核心元件決定了控制算法的執(zhí)行精度與效率,并且還直接影響系統(tǒng)的整體性能。本文在設(shè)計(jì)控制電路時(shí)充分考慮了系統(tǒng)中方位環(huán)路和俯仰環(huán)路的同步性以及系統(tǒng)的精確性和快速性,同時(shí)還兼顧了控制電路的功耗、體積、便于實(shí)施等因素。最終實(shí)現(xiàn)了以FPGA為核心控制器、以LMD18200為伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的全數(shù)字控制電路設(shè)計(jì)。本文所研究的跟蹤雷達(dá)天線伺服系統(tǒng)選用了成本低、抗干擾能力強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)變壓器來(lái)進(jìn)行絕對(duì)位置檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)變壓器非線性輸出信號(hào)到絕對(duì)線性位置信號(hào)的變換,是設(shè)計(jì)高性能跟蹤雷達(dá)天線伺服系統(tǒng)的前提。本文首先介紹了旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號(hào)線性變換器的已有設(shè)計(jì)方法,進(jìn)而提出了一種新穎的旋轉(zhuǎn)變壓器的實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)方法。該方法充分利用了正余弦信號(hào)的性質(zhì),通過加減操作實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)變壓器位置信息的高精度變換,并且通過一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比進(jìn)一步說明了該方法的優(yōu)越性。對(duì)于跟蹤雷達(dá)天線伺服系統(tǒng)而言它是一種復(fù)雜的非線性、強(qiáng)耦合控制系統(tǒng)。本文提出了一種改進(jìn)的自抗擾控制器設(shè)計(jì)方法,該控制器通過ADRC控制算法動(dòng)態(tài)地解除了兩個(gè)環(huán)路的耦合,此外對(duì)于從伺服系統(tǒng)惡劣工作環(huán)境中引入的強(qiáng)烈干擾以及系統(tǒng)的未建模擾動(dòng)也進(jìn)行了抑制。文章對(duì)跟蹤雷達(dá)天線伺服系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,最后給出了系統(tǒng)的非線性數(shù)學(xué)模型。然后重點(diǎn)分析了如何通過ADRC實(shí)現(xiàn)兩個(gè)回路的解耦、動(dòng)態(tài)地抑制系統(tǒng)的擾動(dòng)、解決系統(tǒng)的飽和等問題。論文中所提出的新穎算法以及設(shè)計(jì)方法均在跟蹤雷達(dá)天線伺服系統(tǒng)上進(jìn)行了實(shí)際驗(yàn)證,不同條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及不同方法所得結(jié)果的對(duì)比充分說明了本文所提出的各種算法的有效性與可實(shí)施性,而且也進(jìn)一步說明FPGA在并行處理方面的優(yōu)越性,ADRC在處理不確定擾動(dòng)方面的有效性。
[Abstract]:Tracking radar antenna servo system is widely used in target search, air defense, communication, positioning and other fields. The control circuit is an important part of the performance of the systems, and the controller as the core component of the system determines the execution efficiency and the accuracy of control algorithm, and also directly affect the overall performance of the system. Based on the design of control the circuit to take full account of the accuracy and speed of system in azimuth and pitching loop loop synchronization and system volume, while also taking into account the power control circuit, easy implementation and other factors. Finally realized with FPGA as the core controller, digital control circuit of servo motor driver design based on LMD18200 for tracking. Radar antenna servo system is studied in this paper with low cost, strong anti-interference ability of rotary transformer to achieve the absolute position detection. Non linear rotating transformer The output signal to the absolute linear position of signal transformation, is the design of high performance tracking radar antenna servo system. This paper first introduces the existing design method of linear rotating transformer output signal converter, and then puts forward the design and realization method of a novel rotary transformer. The method makes full use of the properties of positive cosine signal and through the addition and subtraction operations to achieve high precision transform rotary transformer position information, and through a series of comparative experimental results further illustrate the superiority of the proposed method for tracking radar antenna servo system. It is a complex nonlinear, strong coupling control system. This paper presents a design method of improved ADRC the controller, through the ADRC control algorithm to eliminate the dynamic coupling of the two loops, in addition to the servo system in harsh working environment The introduction of strong interference and system unmodeled disturbances were also inhibited. This paper established the mathematical model of tracking mechanism of radar antenna servo system, the nonlinear mathematical model of the system is given. Then analyses how to achieve ADRC to decouple the two loop, the dynamic disturbance suppression system, problem solving system saturated. All new algorithms proposed in this dissertation and the design method are verified in the tracking radar antenna servo system, comparing the experimental results under different conditions and the results of different methods shows that all the algorithms presented in the paper and the implementation effectiveness, but also further illustrate the superiority of FPGA in parallel processing, ADRC is effective in dealing with uncertain disturbances.

【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN957.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 潘為剛;李貽斌;肖海榮;;基于ADRC的船舶主機(jī)控制器設(shè)計(jì)與仿真研究[J];中國(guó)造船;2012年02期

2 周風(fēng)余;單金明;王偉;陳景帥;阮久宏;;基于ADRC的船舶航向控制器設(shè)計(jì)與仿真研究[J];山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2009年01期

3 劉重陽(yáng);黨超亮;季金;郭釗;;基于改進(jìn)型ADRC的電磁執(zhí)行器控制研究[J];自動(dòng)化與儀器儀表;2014年04期

4 劉曉麗;李蘭英;何勇;;基于優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ADRC的機(jī)器人無(wú)標(biāo)定視覺跟蹤[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件;2009年09期

5 ;A New Hybrid Control Scheme for an Integrated Helicopter and Engine System[J];Chinese Journal of Aeronautics;2012年04期

6 劉春芳;臧斌;王麗梅;;機(jī)床用直線伺服系統(tǒng)改進(jìn)型ADRC設(shè)計(jì)[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2013年04期

7 王文蘭;張麗萍;;基于ADRC-PID的超臨界機(jī)組主汽溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];化工自動(dòng)化及儀表;2011年08期

8 劉丁;劉曉麗;楊延西;;基于AGA的ADRC及其應(yīng)用研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2006年07期

9 鄧文浪;楊鈺;文天祥;周立明;;TSMC控制系統(tǒng)中ADRC參數(shù)的自適應(yīng)優(yōu)化[J];控制工程;2010年03期

10 周游;王慶林;邱德慧;;性能評(píng)價(jià)方法在ADRC參數(shù)整定中的應(yīng)用[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2011年10期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 ;Application and The Parameter Tuning of ADRC Based On CPSO[A];第24屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2012年

2 ;ADRC Based Integrated Guidance and Control Scheme for the Interception of Maneuvering Targets with Desired LOS Angle[A];第二十九屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2010年

3 ;Capability of ADRC for Minimum-Phase Plants with Unknown Orders and Uncertain Relative Degrees[A];第二十九屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2010年

4 ;Design ADRC for Tow Special Kinds of Systems[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)A卷[C];2011年

5 Chunfang Liu;Yang Chu;Limei Wang;Yuxian Zhang;;Application and the Parameter Tuning of ADRC Based on BFO-PSO Algorithm[A];第25屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2013年

6 ;An Economic Interpretation of ADRC[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C];2011年

7 ;Design of an ADRC-based Electronic Throttle Controller[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)D卷[C];2011年

8 ;Flight Simulator Table Servo Control Based on ADRC Strategy[A];第二十九屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2010年

9 ;Disturbance Rejection in MEMS Gyroscope:Problems and Solutions[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)D卷[C];2011年

10 ;Robust Sensorless of ADRC Controlled PMSM Based on MRAS with Stator Resistance Identification[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)D卷[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉軍軍;帶有不確定干擾的偏微分方程鎮(zhèn)定：SMC方法和ADRC方法[D];北京理工大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 張婷;基于ADRC的四旋翼飛行控制器設(shè)計(jì)[D];東北大學(xué);2013年

2 左丹;基于頻域模型的ADRC參數(shù)整定及其在精密控制中應(yīng)用研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所);2016年

3 朱志岐;基于ADRC的跟蹤雷達(dá)天線伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];天津大學(xué);2014年

4 劉曉麗;基于優(yōu)化ADRC的無(wú)標(biāo)定機(jī)器人手眼協(xié)調(diào)[D];西安理工大學(xué);2006年

5 熊成林;基于優(yōu)化的ADRC在異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2006年

6 孫洪山;基于ADRC的異步電機(jī)矢量控制研究[D];東北大學(xué);2008年

7 董紅紅;基于ADRC的某型跟蹤裝置伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

8 呂彬;基于電壓源的高壓直流輸電系統(tǒng)的建模與仿真[D];西安建筑科技大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：1622213