论文部分内容阅读
雷达在军用和民用领域都有着广泛的应用,雷达的技术水平对于我国的国防能力、自然灾害预判能力和通信能力都有着极为重大的影响。雷达伺服系统是整个雷达系统中的关键环节,其性能关系着被测目标能否被准确地追踪,因此提高雷达伺服系统的性能以及对它的运行状况进行监控十分必要。然而,考虑到雷达所应用的环境多为地理位置偏远或自然环境恶劣的地区,在现场对其运行状况进行实时监控十分不便,因此实现雷达伺服系统的远程监控就有着重要的研究意义。为实现对现有雷达伺服系统性能的优化及对其远程监控方法的改进,本文充分利用虚拟仪器的优势,设计并实现了一种以位置控制为最终控制目标、以因特网为远程通信介质、以步进电动机和无刷直流电动机为驱动元件的高性能远程雷达伺服控制系统。伺服系统的核心控制器是以LabVIEW作为开发平台的CompactRIO。为了达到任务分配的最优化,本文使用CompactRIO不同的开发架构和开发模式来完成系统不同部分的功能。由于雷达伺服系统的核心控制内容是位置控制,为保证位置反馈信号准确性,本文选用绝对值式光电编码器作为位置和速度信号的检测元件。本文着重设计了改进专家PID位置控制算法和S形曲线加减速控制算法以改善伺服控制系统的性能,可以有效抑制动态过程中的系统超调现象和振荡现象。本文完成的工作包括:系统驱动控制部分、系统保护部分、反馈信号检测部分的硬件电路的设计和制作以及LabVIEW程序编写;使用LabVIEW程序的编写了系统的位置控制器和速度控制器;还完成了基于TCP/IP的系统远程监控部分的设计,该部分利用LabVIEW的TCP和UDP网络通信功能,实现了控制指令数据报和实时状态数据报在远程控制端和现场控制端之间的远程传输,此外,还设计了数据报的“打包”和“解包”方法。最后,完成了系统的软硬件集成。本文设计的雷达伺服系统能够实现本地控制和远程控制,具有很高的稳态精度和较短的动态响应时间,并且位置控制的超调量趋近于零,本文的设计有效优化了雷达伺服系统的性能。