被动雷达导引头天线伺服系统的设计与实现

摘要

天线伺服系统是反辐射导弹的重要组成部分。其主要任务是控制天线对敌方目标雷达的稳定搜索和精确跟踪,从而引导导弹对敌方雷达进行精确打击。因此,天线伺服系统的性能好坏直接决定着被动雷达导引头的制导精度,并随着精确制导武器技术的发展不断得到改善。为了满足被动雷达导引头天线伺服系统对控制精度和稳定性的要求,本文主要对速率陀螺稳定平台跟踪系统设计方案、伺服控制系统的数学建模、数字PID控制算法、卡尔曼滤波算法等方面进行了理论研究和软硬件实验验证。
　　 本论文的研究工作主要有以下几个方面:
　　 首先,简要介绍天线伺服系统的总体功能和设计要求,重点对伺服系统设计的基本原理进行理论分析,包括双轴速率陀螺稳定平台的基本原理、卡尔曼滤波算法、数字PID控制算法和PID参数的整定方法。
　　 其次,详细论证天线伺服系统的数学模型,包括系统主要元件的建模、系统组成回路的性能分析和仿真实验结果分析。接着,论文叙述了天线伺服系统控制器的硬件设计,详细论述了电路的设计过程,以及提高采样数据精度的硬件设计方案。
　　 最后,根据伺服系统的数学模型的设计与仿真,完成硬件电路调试和软件控制方案,并且采用卡尔曼滤波处理方法改善系统的测角精度。
　　 通过实验验证,本文设计的被动雷达导引头天线伺服系统基本满足高精度、低耦合等设计要求,能够实现搜索和跟踪的功能。实验结果表明,本系统可以为进一步研制新型被动雷达导引头天线伺服系统提供参考依据和实验数据。