增广状态反馈在雷达伺服控制系统中的设计实现

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1、第31卷第4期2012年8月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnoIogyV01．3lNo．4Aug．2012增广状态反馈在雷达伺服控制系统中的设计实现‘赵梅1，王永2，韩大伟1，蔡红维1(1．63796部队·四川西昌·615000；2．中国科学技术大学·合肥·230027)摘要：在航路捷径附近，靶场单脉冲测量雷达的伺服控制器使用传统PID(比例积分微分)角误差控制方法跟踪飞行目标时，会产生较大的动态滞后误差。针对这种情况，提出采用带状态观测的增广状态反馈控制方法，通过实时观测系统内部状态信息(状态变量)并及时根据状态进行系统调节的控制方式，可

2、以实现对高速目标的快速稳定跟踪。经过仿真和系统试验，证明这种控制方法可以较大地提高系统的动态响应速度并减小航路捷径附近的动态滞后误差。，关键词：角误差控制；状态观测；增广状态反馈；动态滞后；雷达；伺服控制中图分类号：V556．6文献标志码：A文章编号：1674—5620(2012)04一0032一05DesignandImpIementationofAugmentedStateObserVationinRadarServoControlSvstemsZHAOMeil，WANGYon92，HANDaweil，CAIHongweil(1IPLAUnit63796，Xichang，S

3、ichuanProvince615000；2．UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230027)Abstract：Anaugmentedstate—feedbackcontrolmethodusingstateobservationisproposedtoreducedynamiclager—rorsoftheservocontr01systemofamonopulseradarwhenthetraditionalPID(ProportionalIntegralDifferential)angularcontrolmetho

4、disusedtotrackaflyingobjectclosetotheapproachingpointinrangeexperiment．Fastandstabletrackingofhigh—speedobjectsismadepossiblethroughacontrolapproachthatobservessysteminternalstateinformationinreahimeandmakesadjustmentsinatimelymanner．Simulationandsystemverificationshowsthatthecontrolmethodsi

5、gnificantlyincreasesdynamicresponsespeedandreducesthedynamiclagerrorclosetotheap—proachingpoint．Keywords：angularerrorcontrol；stateobserver；augmentedstate—feedback；dynamiclag；radar；servocontrolU引吾当前，靶场单脉冲测量雷达的伺服跟踪控制系统均采用有差跟踪控制方式。在目标跟踪环境简单，伺服干扰噪声较小和跟踪目标机动性不强的情况下，其控制误差变化相对较小。但对于首区反射式初始段跟踪测量雷达，由

6、于面临噪声环境复杂，航路捷径附近目标角速度和角加速度变化剧烈，目标机动特性强的情况，以误差进行动态调节的跟踪控制方式将产生较大的滞后[1]。再者，由于受系统结构谐振频率的限制，跟踪回路带宽、加速度常数都不可能做得很高，进一步影响了系统的动态响应速度及设备的综合跟踪性能。传统雷达伺服PID(比例积分微分)控制的本质是造成上述情况的原因。这种控制方法没有考虑对系统内部信息(状态变量)进行分析和控制，而是采用误差滞后控制。此外，由于最优的PID参数一般难以确定，且PID控制仅仅利用了偏差信号及其积分，其他过程信息未能充分利用，使得PID控制器系统的动态响应不够稳定快速，从而在控制精度

7、、所需时间上有所欠缺，控制效果往往不能达到要求[2]。对此，再生反馈复合控制方法采用控制系统额外的数据信息，即通过处理跟踪目标的航路数据来预先调节给定输人，以达到使系统响应相对快速的目的。但是，此方法控制效果的好坏主要依赖跟踪目标坐标转换及滤波算法的精确性。这种通过改变系统闭环传*收稿日期：2012一04—11；修回日期：2012—06—12第一作者简介：赵梅(1969一)，女，硕士研究生，高级工程师，主要研究方向为航天测控；E—mail：zhaomei93@163．com第4期赵梅，等：增