机载雷达伺服系统的机电综合分析和改进

发布时间：2016-08-01 08:04

  本文关键词：机载雷达伺服系统的机电综合分析和改进，由笔耕文化传播整理发布。

《上海交通大学》 2007年

机载雷达伺服系统的机电综合分析和改进

李朝旭  

【摘要】：机载火控雷达的天线扫描器是典型的随动伺服系统,其大部分性能指标取决于控制电路、机构参数。天线扫描器一般具有两个到三个转动自由度,雷达系统对每个自由度的伺服动态性能要求都很高:精确的位置精度、快速响应特性、稳定的低速随动、优良的抗扰动性能。而约束条件却很苛刻:狭小的空间(决定了伺服机构减速比的上限和电机尺寸的最大值),严格的重量限制(决定了所选电机重量和减速机构重量的上限),供电限制(决定所选电机力矩的上限),电源品质差(使得系统中存在不稳定因素)。在这种高指标和强约束条件下,尤其是在结构、伺服进行并行设计又缺乏信息交流的时候,结构设计与控制系统设计的矛盾显得非常突出。矛盾主要表现在:结构师认为结构设计是完善的,系统性能不理想是控制系统设计没有采取合适的控制算法;控制系统设计的观点则与此截然相反,认为结构设计没有进行优化设计。 基于如此工程实践背景,本论文提出了机电综合分析和改进设计的方法。此方法旨在建立机电综合分析模型,然后进行系统仿真,根据仿真结果,再对机构参数进行优化,使得系统在一系列约束条件下能够满足雷达对伺服系统指标的要求。本论文紧密结合本单位某型电机驱动扫描器伺服机构,按照提出的机电综合分析和改进设计方法对机构参数进行局部优化,对样机进行局部结构更改,同时结合进行控制系统改进。改进措施完成后,进行性能测试并与改进前的测试结果进行对比,以验证此方法的有效性。 本论文的章节安排如下: 第一章,简要介绍了本论文的研究目的、研究对象、研究内容,以及国内外的研究现状。 第二章,简述了机载雷达伺服系统在工程设计中的一些关键技术。描述了雷达伺服系统一般采用的控制策略,以及典型的伺服电路原理,机构动力学特性对伺服系统的主要影响。 第三章,根据机载雷达扫描器的控制原理图,以扫描器为对象,以搜索通道为例,引入传动比、转动惯量、电机力矩作为参变量,构建机电综合模型。按照该模型选取几个不同的机构参数,使用Matlab的Simulingk软件进行仿真分析,辅助说明机构参数如传动比、固有频率对系统品质的影响。 第四章,以本单位研制的一种电机驱动的天线扫描器为对象,介绍了原样机的设计指标、结构形式及参数,控制子系统和功率放大器。在进行全面的测试后,发现主要的问题是扫描角速度、调节时间达不到指标要求,结构固有频率偏低。 第五章,针对原样机的机构设计进行了分析,提出了机构和控制子系统的改进方案。对改进后的样机重新进行了性能测试。结果证明:对控制子系统和机构的改进提高了系统的性能。 第六章,总结了机电一体化的设计流程,以及本课题研究得到的结论。展望了该课题更深入的研究方向,如以系统性能为目标函数的机构优化,以及分层建模等。

【关键词】：
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：V243.2
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 严晞隽,高金源;鲁棒最优控制在随动系统中的应用[J];北京航空航天大学学报;2002年04期

2 熊峰;机载雷达伺服系统研究与仿真[J];电讯技术;2003年02期

3 张绍德,陈主成;一种基于干扰观测器的伺服系统设计[J];电子科技大学学报;2005年01期

4 朱钟淦;机械电子学的研究与发展[J];电子科技大学学报;1997年01期

5 汪木兰;机载雷达锁伺服系统的设计与实现[J];电气传动自动化;2001年06期

6 王宏;模糊PID控制在机载雷达伺服系统中的应用研究[J];电子工程师;2003年09期

7 贾建援,杨静,张爱梅;一种压电伺服装置的机电动力学分析[J];电子机械工程;2005年01期

8 张爱梅,贾建援,康春霞,陈贵敏;方位俯仰型虚拟跟踪瞄准装置的机电动力学仿真[J];电子机械工程;2005年02期

9 吴学群;舰载天线座少齿差行星减速器的优化设计[J];电子机械工程;2005年03期

10 冯永利,杨文淑;改善数字随动系统过渡过程方法[J];光电工程;2003年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 李军;伺服系统中精密齿轮传动设计分析研究[D];重庆大学;2003年

2 郑光泽;齿轮传动系统动态性能优化分析研究[D];重庆大学;2004年

3 刘晓洁;齿轮传动系统的快速设计[D];太原理工大学;2006年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 高洪,吕新生;用偏心齿轮连杆组合机构实现两行程等速运动[J];安徽工程科技学院学报;2002年03期

2 高洪,李绍成;单圆弧盘型凸轮机构特性的比较研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年01期

3 高洪;赵韩;;并联机器人机构学理论研究综述[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年01期

4 余雷;曲柄滑块机构惯性力优化平衡[J];安徽机电学院学报(自然科学版);1999年01期

5 付素芳;张秋菊;;农业机械设计中的结构动力学模型修正与优化[J];安徽农业科学;2007年04期

6 冯晓君,刘凤然,郭磊,吴龑,卢灵;智能控制理论在倒立摆控制系统中的应用[J];北方工业大学学报;2003年03期

7 柴军营;何广平;;倒立摆的一种新的控制方法[J];北方工业大学学报;2007年03期

8 阎敏,王文博;一种空间RSSR传动机构的运动综合法[J];北京服装学院学报;1997年01期

9 潘慧明,王文博;空间RSSP传动机构的运动综合法[J];北京服装学院学报;1997年02期

10 龚剑刚，王文博;平面机构惯性力平衡CAD[J];北京服装学院学报;1994年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李凯;王少萍;;一种基于DSP的直流调速系统仿真及验证[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年

2 王岩;陶薇;;污水处理曝气系统中节能检控技术的应用[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集（一）[C];2007年

3 王云伟;窦满峰;韩英桃;;步进电机自适应细分驱动的实现方法[A];第十一届中国小电机技术研讨会论文集[C];2006年

4 段丽;;PWM系统电磁兼容性分析及设计[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年

5 喻冬梅;汪建兵;王后平;;船用天线跟踪稳定平台的设计[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年

6 方绍恩;;磨盖板机机构参数的优化[A];第十一届全国机构学年会暨首届青年机构学研讨会论文集[C];1998年

7 刘峰璧;李续娥;;平面四连杆机构尺度综合CAD[A];第十一届全国机构学年会暨首届青年机构学研讨会论文集[C];1998年

8 张敏;于云满;赵冰;胡萍;胡红英;;重型E系列驱动装置CAD\CAM[A];第十一届全国机构学年会暨首届青年机构学研讨会论文集[C];1998年

9 邹慧君;郭为忠;田永利;;机械产品概念设计及相关问题的探索[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年

10 邹慧君;郭为忠;田永利;;广义机构与及其应用前景[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王成龙;复杂机电系统统一建模与仿真技术研究[D];山东科技大学;2010年

2 王今朝;大跨斜拉桥断索危险性理论分析及健康监测方法研究[D];东北林业大学;2010年

3 陈爱武;小型车载稳定平台控制方法研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

4 李大社;海上激光大气通信中传输关键技术研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

5 李伟明;有限元模型修正方法及自由度匹配迭代技术研究[D];上海交通大学;2011年

6 秦玉灵;基于响应面建模和改进粒子群算法的有限元模型修正方法[D];哈尔滨工业大学;2011年

7 张凯之;盾构机冗余驱动回转系统动态特性研究[D];上海交通大学;2011年

8 蔡立华;基于陀螺的舰载光电经纬仪视轴稳定技术研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2011年

9 田石祥;冲裁上料机器人设计与视觉伺服系统的研究[D];东华大学;2011年

10 杨选辉;非稳态非线性信号处理理论和方法在地震资料分析中的应用研究[D];中国地震局地球物理研究所;2000年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 于张喜;立式刨切机机构设计优化[D];山东科技大学;2010年

2 孟宪宇;汽车传动带疲劳寿命试验台研究[D];长春理工大学;2010年

3 王柏林;水舱台架耦合控制研究及数字控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年

4 孔庆珊;光电跟踪系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年

5 李志武;异步电机矢量控制系统研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年

6 李涛;分层注水流量智能测调系统的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

7 任金萍;巷道用自移式辅助支护设备的结构研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

8 姚琳琳;永磁同步电机交流伺服系统的反推控制研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

9 杨洋;兆瓦级风电机组变桨减速器动态特性及可靠性分析[D];湘潭大学;2010年

10 吴国立;微小型机器人嵌入式控制软件的设计与实现[D];电子科技大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 史可信 ,万邦志;雷达天线结构的刚性优化设计[J];兵工学报;1982年03期

2 滕启,王科社,孙江宏,车丽晶;试论快速设计技术与方法[J];北京机械工业学院学报;2000年02期

3 黄海,陶骞,柯文;基于MSC/Patran的结构优化系统前后置开发与应用[J];北京航空航天大学学报;1999年06期

4 董黎敏,徐燕申,朱世和,郭津津,史津平;全球经济一体化环境下产品的设计与制造技术[J];成组技术与生产现代化;2004年01期

5 李连进,张维屏;降低齿轮箱噪声的一种途径[J];东北工学院学报;1989年04期

6 刘立伟,刘福才,张学莲;内模控制在多电机同步驱动系统中的应用[J];燕山大学学报;2002年03期

7 刘福才,张学莲;基于模糊PID补偿控制的多电动机同步驱动系统[J];电工技术杂志;2002年08期

8 卢延诗;卡塞格伦天线结构全系统变形对电性能的影响[J];成都电讯工程学院学报;1981年01期

9 张新培;基于双重破坏准则的抗震结构可靠指标算法[J];电子科技大学学报;1996年02期

10 林家浩;有频率禁区的结构优化设计[J];大连工学院学报;1981年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 吴小丽;离心泵叶轮CAD系统开发[D];甘肃工业大学;2001年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈进;王冠凌;娄珂;;基于SVPWM的永磁同步电机控制[J];自动化与仪器仪表;2009年03期

2 董亚娟;羊彦;高田;白世东;;机载雷达伺服系统模糊自整定PID控制研究[J];火力与指挥控制;2008年08期

3 鹿小莺,黄惠明;机载雷达地杂波仿真分析[J];雷达与对抗;2002年02期

4 石慧;;模型参考自适应控制的直线永磁电机应用[J];控制工程;2008年S1期

5 郭楠;李智;;专家PID算法在伺服系统中的应用与仿真[J];机械工程与自动化;2009年06期

6 何济民;雷敏;;快速随动系统的Bang—Bang控制[J];电气传动;1992年02期

7 陈晨风;蒋静坪;;交流伺服系统的神经网络控制及其性能改进方法[J];电气自动化;1996年02期

8 张海伟;李陇梅;;X-Y数控平台伺服系统的建模与仿真[J];机械设计与制造;2008年07期

9 毛峡;张俊伟;;半捷联导引头光轴稳定的研究[J];红外与激光工程;2007年01期

10 阎勤劳;张海伟;;X-Y数控平台伺服系统的建模与仿真[J];制造业自动化;2007年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 肖仁鑫;张聘义;胡海双;柳继勇;周立钢;;滚俯仰式红外导引头稳定平台控制与仿真[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年

2 王宝仁;王婕;史大光;;CNC系统加减速新型实用算法研究[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年

3 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

4 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

5 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

6 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

7 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

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 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

10 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

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 张晔;[N];科技日报;2008年

2 朱明辉 孟月民;[N];安徽日报;2004年

3 王春荣;[N];人民公安报·消防周刊;2008年

4 石永红;[N];大众科技报;2008年

5 胡怡琳;[N];经理日报;2008年

6 ;[N];计算机世界;2005年

7 本报记者 胡永平;[N];中国矿业报;2000年

8 陈五洲、特约记者 何天进;[N];解放军报;2005年

9 魏刚　刘江平　　;[N];解放军报;2003年

10 石永红;[N];中国企业报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 韩晓龙;集装箱港口装卸作业资源配置研究[D];上海海事大学;2005年

2 李震;内燃机曲轴-轴承系统摩擦学动力学耦合研究[D];合肥工业大学;2005年

3 胡仕成;连续铸轧流变界面热行为研究[D];中南大学;2005年

4 田慕琴;基于模型的异步电动机早期故障智能诊断[D];太原理工大学;2006年

5 牟淑志;无陀螺惯性测量组合仿真及实验研究[D];南京理工大学;2007年

6 傅少君;岩土结构仿真反馈分析的理论与实践[D];武汉大学;2005年

7 梁剑;铁路集装箱物流中心站资源配置决策研究[D];西南交通大学;2010年

8 郁专;石油勘探中的惯性传感器研究[D];中国科学技术大学;2009年

9 郭建亮;细长轴类工件车削加工的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

10 吴丽芳;城市建设系统的理论与实证研究[D];天津大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李朝旭;机载雷达伺服系统的机电综合分析和改进[D];上海交通大学;2007年

2 陈静;纤维缠绕机计算机控制系统的设计及实现[D];天津工业大学;2005年

3 刘国平;机械系统中的摩擦模型及仿真[D];西安理工大学;2007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

  本文关键词：机载雷达伺服系统的机电综合分析和改进，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：80222