[发明专利]机载SAR雷达大承载偏心一轴平台的控制方法及装置

说明书

本发明公开了机载SAR雷达大承载偏心一轴平台的控制方法及装置，所述方法包括：若总控台发送的角度指令值处于区间[D1°，D2°]且角度传感器反馈值处于区间[C4°，C3°]则开始本次控制，若角度误差处于区间[(D1‑C3)°，B2°)以及区间(B3°，(D2‑C4)°]则采用速度单PI控制方法对平台进行控制，设定位置闭环输出阈值，将位置闭环输出阈值换算成速度指令，并与速度传感器反馈的平台的转速作差得到速度误差，将速度误差输入第一PI控制器，第一PI控制器输出调制脉宽信号经驱动器放大后实时调节电机的运行状态；本发明的优点在于：保证大承载偏心一轴平台控制的稳定性及天线转动的平稳性。

技术领域

本发明涉及机载雷达技术领域，更具体涉及机载SAR雷达大承载偏心一轴平台的控制方法及装置。

背景技术

合成孔径(SAR)雷达，是一种主动式的对地观测系统，可安装在飞机、卫星、宇宙飞船等飞行平台上，全天时、全天候对地实施观测、并具有一定的地表穿透能力。目前，在灾害监测、环境监测、海洋监测、资源勘查、农作物估产、测绘和军事等方面的应用上具有独特的优势，可发挥其他遥感手段难以发挥的作用，因此越来越受到世界各国的重视。

机载SAR雷达作为高分辨率的二维成像雷达，其清晰成像需要天线在载机的摇摆、气流扰动等环境下保持惯性空间的稳定。当载机发生姿态变化时，可采用稳定平台反向运动补偿载机的变化，使天线波束的指向稳定。

按轴的数量，稳定平台可分为四轴平台、三轴平台、两轴平台和一轴平台。其中，一轴平台将两轴平台的方位轴省略，仅用俯仰轴控制天线俯仰指向，利用相扫法进行波束的方位指向控制，具有简单、可靠、成本低廉的特点。机载SAR雷达大承载偏心一轴平台具有以下三个特点：

1、平台承载的天线包络尺寸大，质量大于150kg，偏心矩大于20Nm；

2、载机环境要求平台的转轴支撑结构尺寸小且质量小；

3、具备目标随动跟踪(跟踪精度不大于0.5°)的功能。

上述三个特点将严重制约天线转动的平稳性，降低平台的控制稳定性及控制精度。具体表现为以下四个方面：

1、小尺寸、小质量的转轴支撑结构将导致转轴整体的刚度和强度偏小，结合天线大尺寸、大质量及偏心的特点，最终导致平台控制不稳定,加剧天线转动的抖振现象；

2、载机的过载环境将增强偏心矩的影响。

3、系统回差和随动跟踪的特性将放大不稳定性；

4、天线抖振的转动特性将极大地削弱电机、减速机、驱动器、传动机构的寿命，同时将产生大量的干扰信号，使主控芯片无法正常工作。

中国专利申请号202010283182.3，公开了一种用于水面漂浮的三轴稳定平台的稳定控制方法，包括如下步骤：步骤一，采集漂浮平台姿态信息数据和稳定平台自身的姿态信息数据；步骤二，根据步骤一采集的数据得到横摇补偿电机的控制量和纵摇补偿电机的控制量；通过驱动电机带动梯形丝杠机构上下运动从而控制稳定平台上台面的水平；步骤三，根据步骤一采集的数据得到漂浮平台的偏航信息，并根据偏航信息得出方位电机的修正量，控制方位电机驱动方位减速机相对大地坐标进行稳定旋转；步骤四：通过步骤二、步骤三完成稳定平台的稳定性控制。通过本发明，可以实现快速的解算出漂浮平台的姿态信息。该专利申请适用于三轴稳定平台，并不能通过该专利申请提供的方法实现大承载偏心一轴平台的稳定控制，所以需要设计一种能够实现大承载偏心一轴平台稳定控制的方法，以使安装有大承载偏心一轴平台的机载SAR雷达平稳且高精度地运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术缺乏大承载偏心一轴平台稳定控制的方法，导致安装有大承载偏心一轴平台的机载SAR雷达运行过程的稳定性难以保证。