本文以某两轴地面雷达伺服控制系统为研究背景,论述了雷达伺服控制系统的设计与开发过程。根据系统的性能指标和功能需求,确定系统的总体方案并完成伺服控制器硬件电路设计,然后通过轨迹规划来实现系统的平稳运行,最后完成伺服软件的设计和系统的联试联调。本文主要完成内容如下:(1)根据系统任务要求,设计以DSP+FPGA为控制器核心的系统总体方案,并对负载载荷进行估算,根据估算结果和技术指标确定无刷直流电机、旋变等核心部件的选型,最终完成系统硬件电路设计。(2)简述PID控制和前馈控制算法,根据所选电机参数和数学特性建立了无刷直流电机模型,并根据系统方案搭建雷达方位俯仰三闭环控制系统的仿真模型,然后借助MATLAB仿真工具对系统速度环和位置环性能进行仿真,验证所选方案是否能满足指标需求,最后实现方位环视搜索、环视体搜索、扇区体搜索和轨迹跟踪等雷达功能仿真。(3)为了确保系统能够平稳实现指向、搜索等功能,对几种常见轨迹规划方法进行了研究,包括梯形规划、指数型规划、正弦规划以及S型规划,通过各阶段的数学特性绘制加速度、速度和位置曲线图,然后叙述S型曲线算法流程并对系统进行速度规划,同时根据实际情况优化算法。(4)根据任务功能需求完成系统软件设计,采用模块化的编程思想,实现系统初始化、自检、通信、参数装订和伺服功能等模块的设计与开发。最后对系统进行联试联调,根据系统性能指标确定三环的控制参数,并通过上位软件下发控制参数实现凝视、方位环视搜索、扇区体搜索、轨迹跟踪等伺服功能,确保各项运动功能均满足要求。