[发明专利]一种雷达伺服系统的预定角度自适应步进控制方法

说明书

本发明提供一种雷达伺服系统的预定角度自适应步进控制方法，实现基于预定角度与当前角度偏差值的角度自适应步进预定的技术，通过将上位机给出的角度预定值自适应地划分为若干段，步进地送给雷达伺服系统的位置回路，从而避免对系统产生较大冲击，解决位置预定过程中超调量指标与过渡过程时间指标的矛盾，有效减小了系统超调量，同时通过自适应步进角度计算，保证控制系统具有较高的快速性，克服了现有PID控制方法中系统快速性与超调量之间的矛盾。

技术领域

本发明涉及一种伺服系统的角度预定方法，具体涉及一种基于预定角度与反馈角度偏差值的角度自适应步进预定方法。

背景技术

雷达伺服系统的主要作用是隔离扰动，保证天线能够按照设计的扫描规律完成目标的搜索和跟踪。角度预定是伺服系统的基本功能之一，是为了实现天线波束的快速移动，将天线波束指向预定区域。

伺服系统的预定回路将天线当前指向位置与设定位置进行比较，通过电机驱动天线转动使两者间的差值减小直至满足精度要求。伺服系统的角度预装运动速度较快，特别是当伺服系统完成大范围搜索后进行目标回扫确认时，为保证伺服运动时，目标不会逃离天线预装位置的波束范围，通常会形成阶跃响应，会导致较大的角度超调出现。当伺服机构存在机械限位时，过大的超调量可能会导致天线碰撞机械限位，导致天线损坏。在伺服系统中由于天线转动空间有限，这点尤其明显，因此要求伺服系统的角度预装能有效减小或消除超调现象，具有较高的精度，同时保证角度预装响应的快速性。

针对伺服系统的角度预定超调，目前国内有专利申请CN105422681A(基于动态PID控制的液粘调速离合器控制方法)介绍了一种在运行状态下将从动轴转速作为直接控制对象，利用PID参数的动态变化来减小超调量的方法。该算法是通过动态调整PID参数来抑制超调，没有涉及通过自适应角度步进减小超调的技术。

专利申请CN106707740A(基于积分分离PID的数字电源环路补偿器的设计方法)介绍了一种通过积分分离的方式减小超调量和调整时间的方法。该方法使用积分分离技术，且应用于数字电路系统，应用场景不同。

专利申请CN206162032U(一种基于模糊自适应PID算法的三轴稳定器)介绍了一种基于模糊自适应PID的控制算法，计算量大，难以在低成本雷达伺服系统中实现。

2016年第21期的《中国机械中程》期刊中公开文献《基于自适应微分跟踪器的位置伺服系统》介绍了一种应用于用此同步电机的自适应微分跟踪控制器。该控制器用微分跟踪器对位置指令安排过渡过程，可以在运行过程中根据不同范围的阶跃信号自适应地选择最优过渡过程参数，实现了对阶跃指令大范围无超调的快速响应。该控制的应用对象是永磁同步电机，适用与交流伺服驱动系统，其使用环境与要求与本发明所设计的应用背景存在较大的差异性，所采用的最小二乘法拟合等方法在低成本伺服系统硬件系统上难以实现。

2012年第3期的《现代雷达》期刊中公开文献《基于模糊自整定PID控制方法的雷达伺服系统》介绍了将模糊自整定PID控制应用在雷达伺服系统中的一种应用。该方法通过二维模糊控制器实现对伺服系统中因齿隙、摩擦等非线性环节因素导致的PID控制中的非线性区的动态性能的改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种雷达伺服系统的预定角度自适应步进控制方法，基于PID控制的原理，提出了一种基于预定角度与当前角度偏差值的伺服系统自适应角度预定技术，旨在用一种计算量较小且满足性能指标要求的方法解决雷达系统的角度预定时超调的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种雷达伺服系统的预定角度自适应步进控制方法，包含以下步骤：

S1、更新上位机预定角度值和伺服机构反馈角度值，执行步骤S2；

S2、计算自适应步进值；

S3、判断预定角度值是否发生变化，若发生变化，执行步骤S4，若未发生变化，执行步骤S5；