[發明專利]一種雷達伺服系統的預定角度自適應步進控制方法

有效

• 申請號: 201711044717.6
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107991651B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 趙建華;湯振華;袁靜;周起華;李爽爽
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;G05D3/10
• 代理公司: 31249 上海信好專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 潘朱慧

本發明提供一種雷達伺服系統的預定角度自適應步進控制方法，實現基于預定角度與當前角度偏差值的角度自適應步進預定的技術，通過將上位機給出的角度預定值自適應地劃分為若干段，步進地送給雷達伺服系統的位置回路，從而避免對系統產生較大沖擊，解決位置預定過程中超調量指標與過渡過程時間指標的矛盾，有效減小了系統超調量，同時通過自適應步進角度計算，保證控制系統具有較高的快速性，克服了現有PID控制方法中系統快速性與超調量之間的矛盾。

技術領域

本發明涉及一種伺服系統的角度預定方法，具體涉及一種基于預定角度與反饋角度偏差值的角度自適應步進預定方法。

背景技術

雷達伺服系統的主要作用是隔離擾動，保證天線能夠按照設計的掃描規律完成目標的搜索和跟蹤。角度預定是伺服系統的基本功能之一，是為了實現天線波束的快速移動，將天線波束指向預定區域。

伺服系統的預定回路將天線當前指向位置與設定位置進行比較，通過電機驅動天線轉動使兩者間的差值減小直至滿足精度要求。伺服系統的角度預裝運動速度較快，特別是當伺服系統完成大范圍搜索后進行目標回掃確認時，為保證伺服運動時，目標不會逃離天線預裝位置的波束范圍，通常會形成階躍響應，會導致較大的角度超調出現。當伺服機構存在機械限位時，過大的超調量可能會導致天線碰撞機械限位，導致天線損壞。在伺服系統中由于天線轉動空間有限，這點尤其明顯，因此要求伺服系統的角度預裝能有效減小或消除超調現象，具有較高的精度，同時保證角度預裝響應的快速性。

針對伺服系統的角度預定超調，目前國內有專利申請CN105422681A(基于動態PID控制的液粘調速離合器控制方法)介紹了一種在運行狀態下將從動軸轉速作為直接控制對象，利用PID參數的動態變化來減小超調量的方法。該算法是通過動態調整PID參數來抑制超調，沒有涉及通過自適應角度步進減小超調的技術。

專利申請CN106707740A(基于積分分離PID的數字電源環路補償器的設計方法)介紹了一種通過積分分離的方式減小超調量和調整時間的方法。該方法使用積分分離技術，且應用于數字電路系統，應用場景不同。

專利申請CN206162032U(一種基于模糊自適應PID算法的三軸穩定器)介紹了一種基于模糊自適應PID的控制算法，計算量大，難以在低成本雷達伺服系統中實現。

2016年第21期的《中國機械中程》期刊中公開文獻《基于自適應微分跟蹤器的位置伺服系統》介紹了一種應用于用此同步電機的自適應微分跟蹤控制器。該控制器用微分跟蹤器對位置指令安排過渡過程，可以在運行過程中根據不同范圍的階躍信號自適應地選擇最優過渡過程參數，實現了對階躍指令大范圍無超調的快速響應。該控制的應用對象是永磁同步電機，適用與交流伺服驅動系統，其使用環境與要求與本發明所設計的應用背景存在較大的差異性，所采用的最小二乘法擬合等方法在低成本伺服系統硬件系統上難以實現。

2012年第3期的《現代雷達》期刊中公開文獻《基于模糊自整定PID控制方法的雷達伺服系統》介紹了將模糊自整定PID控制應用在雷達伺服系統中的一種應用。該方法通過二維模糊控制器實現對伺服系統中因齒隙、摩擦等非線性環節因素導致的PID控制中的非線性區的動態性能的改善。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雷達伺服系統的預定角度自適應步進控制方法，基于PID控制的原理，提出了一種基于預定角度與當前角度偏差值的伺服系統自適應角度預定技術，旨在用一種計算量較小且滿足性能指標要求的方法解決雷達系統的角度預定時超調的問題。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種雷達伺服系統的預定角度自適應步進控制方法，包含以下步驟：

S1、更新上位機預定角度值和伺服機構反饋角度值，執行步驟S2；

S2、計算自適應步進值；

S3、判斷預定角度值是否發生變化，若發生變化，執行步驟S4，若未發生變化，執行步驟S5；