基于并聯支撐機構的車載雷達天線自動調平系統(tǒng)研究.pdf

1、本文提出采用四自由度并聯機構(4-SPS(PS))及六自由度并聯機構(Stewart平臺)作為動、靜基座車載雷達天線自動調平系統(tǒng)的支撐機構，并對動、靜基座自動調平平臺并聯支撐機構運動學、動力學進行分析。在此基礎上，對靜基座大負荷及動基座機動實時調平兩種不同應用場合，分別采用帶觀測器的滑模變結構控制及基于隨機預測模型的變結構廣義預測控制進行了自動調平平臺控制系統(tǒng)設計及自動調平特性閉環(huán)控制仿真對比研究。具體內容如下： 1、基于分析傳

2、統(tǒng)調平平臺調平特性前提下，提出采用四自由度并聯機構(4-SPS(PS)型)及六自由度并聯機構(Stewart平臺)作為動、靜基座車載雷達天線自動調平系統(tǒng)的支撐結構，并對機構的位姿、運動學、動力學特性等方面進行分析與研究，基于SimMechanics建立并聯支撐機構實驗仿真模型。采用線性狀態(tài)反饋解耦方法實現靜基座車載雷達天線自動調平平臺Stewart型并聯支撐機構多通道液壓伺服系統(tǒng)解耦。分別對動、靜基座并聯支撐機構各支鏈驅動器受力、驅動器

3、速度進行分析，為驅動器選型提供依據。分析了動、靜基座車載雷達天線自動調平平臺在開環(huán)控制條件下的調平性能。 2、根據車載雷達天線自動調平系統(tǒng)高精度、高頻帶及快速響應等性能指標，本文采用電液位置伺服系統(tǒng)作為動/靜基座車載雷達天線自動調平平臺并聯支撐結構的驅動裝置。在深入分析電液位置伺服系統(tǒng)機理的基礎上，建立了閥控非對稱缸液壓位置伺服系統(tǒng)的數學模型。對靜基座車載雷達天線自動調平平臺液壓伺服系統(tǒng)的開環(huán)頻率響應特性進行分析；對動基座車載雷

4、達天線自動調平平臺液壓伺服系統(tǒng)的瞬態(tài)響應能力、頻率響應帶寬進行分析，并采用速度/加速度反饋校正方法拓寬動基座車載雷達天線自動調平平臺液壓伺服系統(tǒng)的帶寬。 3、在對靜基座自動調平平臺Stewart型并聯支撐機構運動學反解及自動調平支撐機構單通道液壓伺服系統(tǒng)特性研究與分析的基礎上，提出采用滑模變結構控制方法對靜基座車載雷達天線調平平臺控制系統(tǒng)進行設計，并對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行分析；為解決自動調平系統(tǒng)參數不確定性及抑制滑模變結構控制系

5、統(tǒng)抖振現象，本文提出采用帶觀測器的滑模變結構控制方法對靜基座車載雷達天線自動調平平臺控制系統(tǒng)進行設計，從而有效地提高了自動調平平臺調平性能，減小自動調平系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，有效抑制了滑模變結構控制系統(tǒng)的抖振現象。 4、控制系統(tǒng)的響應頻率和運行環(huán)境的隨機性是影響動基座車載雷達天線自動調平性能的兩個主要因素，控制系統(tǒng)的響應頻率主要由外圍設備(液壓伺服系統(tǒng)的響應頻率、電氣系統(tǒng)等)、車速及所采取的控制策略所決定。實際工作過程中，液壓伺服系統(tǒng)