pid雷达天线控制系统

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1、UniversityofScienceandTiachnologyB右ijing自动控制理论课程设计报告研究课题PID雷达天线控制系统学院专业班级姓名学号PID雷达天线控制系统摘要：这篇文章是把P1D调节器运用于雷达位置伺服系统，使其跟踪能力和迅速反应能力得到改善。采用校正数字PID控制器作为控制器，通过Matlab仿真对校正PID控制雷达天线系统响应曲线进行分析，结果表明，基于校正PID控制的雷达天线系统响应时间短，满足了雷达天线对控制性能的要求。关键词：PID控制；雷达天线系统。PIDradaranten

2、nacontrolsystemAbstract:ThisarticleistoputPIDadjustorintotheradarservosystem,andimprovethetrackingabilityandrapidresponseability.wechoosethedigitalPIDcontrollerascontroller.ThroughthesimulationofMatlabtodesignofthecalibrationPIDcontrolradaranterrnasystemand

3、analysetheradarantennasystemcalibrationPIDresponsecurve・ResultsshowthatbasedonthecalibrationofthePIDcontrolsystemoftheradarantennashortresponsetimemeettheradarantennatocontrolperformsneerequirements.Keywords:PIDadjustor;Radarantennasystem.1.引言：在自动控制系统中，要提高系

4、统的静态精度，增大放大倍数，但系统增大放大倍数后，由于系统中惯性的影响，容易使系统发生振荡，因此，提高放人倍数,减小静态误差和提高系统稳定性便成了一对主要矛盾。为了解决这个矛盾，使用比例（P）,积分（I）,微分（D）（即所谓的（PID）调节器），以此作为自动控制系统的校正工具。比例调节的显著特点就是有差调节。如果釆用比例调节，则在负荷扰动下的调节过程结束后，被测量不可能与设定值准确相等，它们之间一定有残差。积分调节的特点是无差调节，但采用积分调节吋其调节过程比较缓慢，表现在振荡频率较低。PID调节器有P,I,

5、D三种调节的优点，在系统屮，比例（P）调节器的作用是按控制偏差的大小，迅速输出一个信号（电压），这个过程便是偏差大，调节作用大，偏差小，调节作用也小，积分（I）调节器的作用，不是迅速改变调节作用，而是根据偏差的大小逐渐地改变，偏差大的，调节作用变化速度快，偏差小的调节作用速度满，只有当偏差消除吋，才停止改变调节作用，偏差不消除，调节作用总是在不断改变，微分（D）调节器的作用则是一有偏差出现，马上快速地，大幅度地改变调节作用，然后使调节作用逐渐见效，这就是所谓的超调，目的是使偏差快些消除。总而言之，P的作用是将

6、偏差迅速传递到输出端；I的作用是缓慢消除偏差；D的作用是快速消除偏差。2•数学模型的建立系统的原理框图可简化成如图1所示图1雷达天线伺服控制系统原理框图给定角经电位器变成给定信号tr,被控量经电位器变成反馈信号u,给定信号与反馈信号产生偏差信号"偏差信号经放大器(电压比较放大器和可逆功率放大器)得到Ud，Ud通过执行机构(肓流伺服电动机)作用到雷达天线上,减小偏差，最终实现久=4。这就是控制的整个过程。用信号线将个方框图按信号流向依次连接，在不考虑干扰力矩的条件下，并适当的变换，就会得到雷达天线伺服控制控制系

7、统的结构图，如图2所示图2雷达天线伺服控制系统结构图其屮/?($)就是0；(s),C(s)就是,K(,=l/io将方框图进行化简处理，可得系统的开环传递函数G(5)=cw=4(£)=_^R(s)4(s)s(7>+l)其屮K=K(KKK兀。简化后的系统方框图如图3所示KC(5)s(tm+i)>%)图3系统简化方框图从实际考虑，我们知道雷达天线伺服控制系统的性能应该是响应速度尽可能快，即调节时间尽可能小，超调量尽可能小。本系统的设计要求是系统通过校正设计后的单位阶跃响应无超调，且调节时间rs<0.55o因系统的开

8、环传递函数为G(s)=K皿+1)其屮K为开环增益，7；为直流伺服电动机的时间常数。选取R=0.1s的直流伺服屯动机作为执行机构。由开环传递函数求得系统的闭环传递函数由上式可以得到闭环特征方程为这是一个二阶系统，在没有校正设计前，取系统的阻尼比为$=0.5,代入7；=0.1,由二阶系统的标准形式有=10K计算得到^,=10rad/so系统的开环增益为K=10(rad/s)2系统的开环传递函数为G($)