[發明專利]一種船載二自由度伺服系統低仰角跟蹤限速保護方法

有效

• 申請號: 201910514922.7
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110120586B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 黃坤;顧新鋒;徐榮;劉童嶺;王喜權;季輝;季海雨;郭浩;鐘明飛;田英國
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63691部隊
• 主分類號: H01Q3/08
• 分類號: H01Q3/08;H01Q1/34
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發明公開了一種船載二自由度伺服系統低仰角跟蹤限速保護方法、系統及設備,該方法包括以下步驟，包括以下步驟，獲取天線方位角和天線俯仰角；在天線方位角在側舷跟蹤閾值范圍、且天線俯仰角在低仰角閾值范圍時，獲取與采集的船橫搖信號對應的限速閾值；船橫搖信號與限速閾值之間具有一一對應的映射關系；根據誤差電壓輸出天線俯仰支路運動速度電壓，當天線俯仰支路運動速度電壓達到限速閾值所對應的電壓值時，輸出限速閾值對應的電壓控制天線的運動速度。上述船載二自由度伺服系統低仰角跟蹤限速保護方法確保船載二自由度伺服系統的低仰角跟蹤性能的前提下，有效延長伺服操作手反應時間，因而能將天線出現結構性損傷的風險降至最低，提高安全性。

技術領域

本發明涉及船載二自由度伺服系統低仰角跟蹤限速保護方法、系統及設備，涉及船載二自由度伺服系統技術領域。

背景技術

船載二自由度伺服系統，其功能就是使天線的波束對準飛行器，以便使天線能感應到來自目標的電磁波。當目標進入雷達視線范圍內時，伺服分系統應能夠自動搜索并捕獲目標，以一定的跟蹤精度連續跟蹤目標，使目標始終處于天線主波束的中心線附近，從而以最大增益可靠地連續接收目標信號。二自由度伺服系統，其天線為俯仰—方位型(A-E)天線,方位能夠在±360°間轉動，俯仰工作范圍在0～180°。二自由度伺服系統的天線結構如圖1所示。

與陸地布站的伺服系統不同，船載二自由度伺服系統在運行過程中不可避免會受到船搖的影響，船載二自由度伺服系統在跟蹤低仰角目標時，均采用側舷跟蹤的方式來避免信號的遮擋，這樣伺服系統的運動將不可避免受到船搖的影響,為了避免船載大型伺服系統在低仰角跟蹤過程中遇到因天線運動導致天線結構出現損壞的事故，在跟蹤低仰角目標時，一般采用機械限位以及速度限制兩種手段來確保天線結構安全。

機械限位分為電氣限位和機械限位兩部分,電氣限位裝置包括行程擋塊、限位開關和控制保護電路。當天線轉動到極限位置時，行程擋塊觸動限位開關，通過控制保護電路，使驅動電機斷電，或者反向制動。設置兩套行程擋塊和限位開關：第一檔為預限位，先切斷控制信號，減速滑行；第二檔為終限位，去掉激磁同時電磁制動，使天線停止轉動。機械限位裝置是當天線由于限位開關失靈，制動器發生故障或其它意外情況發生，可能使天線越過限位區域、撞到天線座架而使天線或天線座損壞，在天線極限運動位置設置機械緩沖器，起緩沖減振作用。

速度限制是指為了避免低仰角跟蹤時，天線出現安全問題而損壞其機械結構，在速度環路上采取了限速保護措施，目前通過在速度環路板上安裝限速繼電器的方式，對環路電壓進行了限制，從而達到限速功能。通過限制天線俯仰支路的運動速度，能夠增加伺服操作手的反應時間，降低天線因仰角過低導致結構性損傷的概率。

以上兩種方法是目前船載二自由度伺服系統用到的天線保護措施，兩種方法都有其局限性，機械限位裝置僅能在結構上起保護作用，不能提前預測天線運動趨勢，而且也不能讓操作員有足夠的反應操作時間，而在速度環路電路上對伺服俯仰支路進行限速，限制的速度值是根據經驗設定的，通常比較保守，設定的值比較低，且不可調整，在船搖或者目標運動速度大的情況下會限制了伺服系統低仰角跟蹤性能，由于限速保護的存在，導致伺服系統在跟蹤過程中存在較大的動態滯后，隨著跟隨誤差的不斷累積，跟蹤目標出了天線波束范圍，最終導致目標丟失，因而，過低的限速保護將導致伺服系統低仰角跟蹤異常，造成目標跟蹤丟失風險。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種調節方便、靈活性高且能有效實現低仰角跟蹤限速保護的船載二自由度伺服系統低仰角跟蹤限速保護方法、系統及設備。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種船載二自由度伺服系統低仰角跟蹤限速保護方法,包括以下步驟，

獲取天線方位角和天線俯仰角；