[發明專利]機載SAR雷達大承載偏心一軸平臺的控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202110700471.3
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113359876B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 朱文超;倪田榮;夏建明;李付軍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: G05D3/20
• 分類號: G05D3/20
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本發明公開了機載SAR雷達大承載偏心一軸平臺的控制方法及裝置，所述方法包括：若總控臺發送的角度指令值處于區間[D1°，D2°]且角度傳感器反饋值處于區間[C4°，C3°]則開始本次控制，若角度誤差處于區間[(D1?C3)°，B2°)以及區間(B3°，(D2?C4)°]則采用速度單PI控制方法對平臺進行控制，設定位置閉環輸出閾值，將位置閉環輸出閾值換算成速度指令，并與速度傳感器反饋的平臺的轉速作差得到速度誤差，將速度誤差輸入第一PI控制器，第一PI控制器輸出調制脈寬信號經驅動器放大后實時調節電機的運行狀態；本發明的優點在于：保證大承載偏心一軸平臺控制的穩定性及天線轉動的平穩性。

技術領域

本發明涉及機載雷達技術領域，更具體涉及機載SAR雷達大承載偏心一軸平臺的控制方法及裝置。

背景技術

合成孔徑(SAR)雷達，是一種主動式的對地觀測系統，可安裝在飛機、衛星、宇宙飛船等飛行平臺上，全天時、全天候對地實施觀測、并具有一定的地表穿透能力。目前，在災害監測、環境監測、海洋監測、資源勘查、農作物估產、測繪和軍事等方面的應用上具有獨特的優勢，可發揮其他遙感手段難以發揮的作用，因此越來越受到世界各國的重視。

機載SAR雷達作為高分辨率的二維成像雷達，其清晰成像需要天線在載機的搖擺、氣流擾動等環境下保持慣性空間的穩定。當載機發生姿態變化時，可采用穩定平臺反向運動補償載機的變化，使天線波束的指向穩定。

按軸的數量，穩定平臺可分為四軸平臺、三軸平臺、兩軸平臺和一軸平臺。其中，一軸平臺將兩軸平臺的方位軸省略，僅用俯仰軸控制天線俯仰指向，利用相掃法進行波束的方位指向控制，具有簡單、可靠、成本低廉的特點。機載SAR雷達大承載偏心一軸平臺具有以下三個特點：

1、平臺承載的天線包絡尺寸大，質量大于150kg，偏心矩大于20Nm；

2、載機環境要求平臺的轉軸支撐結構尺寸小且質量小；

3、具備目標隨動跟蹤(跟蹤精度不大于0.5°)的功能。

上述三個特點將嚴重制約天線轉動的平穩性，降低平臺的控制穩定性及控制精度。具體表現為以下四個方面：

1、小尺寸、小質量的轉軸支撐結構將導致轉軸整體的剛度和強度偏小，結合天線大尺寸、大質量及偏心的特點，最終導致平臺控制不穩定,加劇天線轉動的抖振現象；

2、載機的過載環境將增強偏心矩的影響。

3、系統回差和隨動跟蹤的特性將放大不穩定性；

4、天線抖振的轉動特性將極大地削弱電機、減速機、驅動器、傳動機構的壽命，同時將產生大量的干擾信號，使主控芯片無法正常工作。

中國專利申請號202010283182.3，公開了一種用于水面漂浮的三軸穩定平臺的穩定控制方法，包括如下步驟：步驟一，采集漂浮平臺姿態信息數據和穩定平臺自身的姿態信息數據；步驟二，根據步驟一采集的數據得到橫搖補償電機的控制量和縱搖補償電機的控制量；通過驅動電機帶動梯形絲杠機構上下運動從而控制穩定平臺上臺面的水平；步驟三，根據步驟一采集的數據得到漂浮平臺的偏航信息，并根據偏航信息得出方位電機的修正量，控制方位電機驅動方位減速機相對大地坐標進行穩定旋轉；步驟四：通過步驟二、步驟三完成穩定平臺的穩定性控制。通過本發明，可以實現快速的解算出漂浮平臺的姿態信息。該專利申請適用于三軸穩定平臺，并不能通過該專利申請提供的方法實現大承載偏心一軸平臺的穩定控制，所以需要設計一種能夠實現大承載偏心一軸平臺穩定控制的方法，以使安裝有大承載偏心一軸平臺的機載SAR雷達平穩且高精度地運行。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于現有技術缺乏大承載偏心一軸平臺穩定控制的方法，導致安裝有大承載偏心一軸平臺的機載SAR雷達運行過程的穩定性難以保證。