机电式雷达自动调平系统设计

《机电式雷达自动调平系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、机电式自动调平系统设计机电式自动调平系统设计摘要：本文介绍了一种针对一机动雷达天线车自动调平系统的设计，该系统采用伺服电机作驱动源，通过减速器带动丝杆伸缩推动千斤顶动作，以水平传感器测取天线车倾斜信息，自动调平处理器以一单片机为核心，接收传感器信息判断并发出信号，控制相应调平腿动作直到天线车水平。该系统实验证明，其调平精度及时间均能满足雷达整机的要求。关键词：机电式PWM自动调平1引言随着现代战争中飞机、导弹等空中进攻性武器性能的快速发展，使军用地面雷达面临严峻挑战，在不断追求功能完善、性能先进、工

2、作可靠的同时，对雷达的机动性提出了更高的要求。近几年来，为使雷达做到快速架设投入战斗、迅速拆收转移阵地，在设计时对以前许多由人工完成的动作都采用了自动控制完成，如雷达的架设、拆收、方位标定、调平等，本文介绍了一种雷达天线车的自动调平系统的设计。雷达天线车自动调平系统是机、电设计紧密结合的一体化自动控制系统，一般包括执行、控制、传感等部分。由于执行机构采用的驱动方式不同又可分成两大类，一种采用液压作为驱动源，称为机电液一体化系统，另一种采用电机产生原动力，通过减速器驱动丝杆动作，称为机电一体化系统。本

3、文介绍的自动调平系统是一种机电一体化系统。2系统简介8机电式自动调平系统设计本系统是针对一新型雷达进行设计的，该雷达进行高度的集成化设计，雷达天线、发射机、接收机、信号处理等均安装于一机动车的平台上，雷达天线采用轻型的双弯曲抛物面天线，工作时必须将天线车调平才能保证雷达的测量精度。天线车的总重约18000公斤，有四只机电调平腿，调平腿工作时的跨距约为5×2.3米，调平过程中每只千斤顶载荷约8000公斤，静态载荷约12000公斤，千斤顶行程为500mm，具有自锁功能。雷达系统对天线车自动调平的主要技术

4、指标为：1、调平时间不大于3分钟2、调平精度，任意方向小于6¹本系统是机电一体化系统，调平执行机构采用交流伺服电机通过摆线减速器驱动梯形丝杆千斤顶来完成天线车四个支撑腿的升降，采用倾斜传感器来测取天线车纵轴与横轴的倾斜角，倾斜信号输入控制箱内微处理电路，对数据分析判断后分别输出脉冲串去驱动四路交流电机运转，从而控制调平执行机构对天线车调平。系统总体设计布局如图一。1、调平腿2、座车图一、天线车自动调平总体设计布局8机电式自动调平系统设计本套调平系统由调平执行机构、控制机构、传感器几部分组成，以下分别

5、介绍各部分设计方法。3调平执行机构设计3.1组成及功能调平执行机构包括伺服电机和传动系统，伺服电机受计算机控制产生驱动原动力，传动系统是由一组齿轮构成的减速器，将电机原动力转换成驱动调平千斤顶丝杆升降的动力。调平执行机构由交流伺服电机、渐开线锥齿轮、摆线减速器、丝杆、滑行螺母（输出）等组成。执行机构组成框图如图2。1、交流伺服电机2、渐开线锥齿轮3、摆线减速器4、丝杆5、滑行螺母（输出）6、手动轴图二、调平执行机构组成框图如图2所示，当伺服电机受指令控制正向或反向转动时，执行机构滑行螺母（输出）通过

6、丝杆上下移动，从而实现对天线车的水平调整。3.2伺服电机设计考虑8机电式自动调平系统设计伺服电机可以分为交流型与直流型两大类。交流伺服电机又可分为异步三相交流电机与同步三相交流电机。异步三相交流电机多用于数千瓦以上的大功率或超大功率调速系统，即所谓的矢量控制或变频调速系统，同步三相交流电机一般用于位置控制伺服系统中。无论是同步或异步三相交流电机，随着电力半导体技术的进步，微型计算机和数据处理芯片的飞速发展，对交流电机控制理论日益成熟，使得三相交流电机的调速性能达到甚至超过了直流电机的性能水平，目前采

7、用交流伺服电机驱动已经是现代伺服系统的发展方向。由于交流伺服电机没有碳刷，免去了对电机的大量维护工作，使用起来很方便，而直流电机的最大弱点就是其碳刷易磨损，需要定期的、经常的维护。因此本调平系统采用三相永磁式同步交流伺服电机作为驱动。采用交流伺服电机的另一优点是同等功率的电机，其转矩惯量比大（比通常的直流电机的M/J大50-100倍），因此交流伺服电机的体积相对较小，这对系统的结构布局和安装设计都有好处。本套调平系统采用的交流伺服电机是松下系列产品，电机功率1.5KW,转速为2000转/分。该电机采

8、用的控制技术是正弦波驱动的脉宽调制驱动技术，即PWM（PULSEWIDTHMODULATION）控制技术，其驱动元件为IGBT，这种技术是电机无刷化的一种趋势，也是减少能源消耗的一种发展方向。该电机编码器采用的是增量式旋转编码器，无论是采用位置控制方式，还是采用速度控制方式，其控制精度都相当高。PWM用于雷达伺服系统中，作功率放大器用，以驱动电机运转。3.3传动设计传动部分需要设计圆锥齿轮、摆线减速器、千斤顶，其设计指标分别为：减速比为118，丝杆螺距为12mm。3.