[发明专利]一种雷达伺服系统俯仰负载质心位置辨识方法

说明书

本发明公开一种雷达伺服系统俯仰负载质心位置辨识方法，该雷达伺服系统包括俯仰轴、电机和俯仰负载，所述电机驱动所述俯仰负载围绕俯仰轴做旋转运动，该方法包括电机驱动所述俯仰负载分别连续正向转动和连续反向转动；俯仰负载连续正向转动和连续反向转动时，分别记录俯仰负载位置角度和与角度对应的正向电机电流数据和反向电机电流数据；根据正向电机电流数据和反向电机电流数据随角度的变化趋势确定俯仰负载质心的位置角度。本发明从俯仰正向和反向运动时的力矩平衡方程为切入点，通过俯仰负载正向和反向运动时容易获得的电机电流数据，结合雷达伺服系统固有物理参数完成辨识，且算法简单，计算量小，便于实际应用。

技术领域

本发明涉及负载质心位置辨识方法。更具体地，涉及一种雷达伺服系统俯仰负载质心位置辨识方法。

背景技术

雷达伺服系统的负载构成，包括惯性负载、风负载、摩擦负载等，另外由于俯仰负载(雷达天线及俯仰机构旋转部分)的重心通常不在其旋转轴上，该结构特征决定了俯仰支路还包括重力不平衡负载。重力不平衡负载的存在，导致在某段运行区间及某个运动方向上，俯仰电机需要更大功率的输出以获得负载平衡，这对伺服系统工程设计阶段电机的选型以及工程实施阶段系统性能的调试带来不利影响，对于大型雷达伺服系统，这种影响更为明显。

理论上，在伺服系统工程设计阶段，可以通过技术手段仿真计算获得俯仰负载质心位置，并据此调整(增加)俯仰负载质量，使得负载质心位置落到或最大程度的靠近旋转轴，以使得重力不平衡负载为零或接近为零。该方法缺点是可能造成驱动电机的指标提高，优点是可以保证工程实施效果。

事实上，负载质量及其分布特性的实际状态与设计指标会有一定偏差，且仿真计算也存在误差，这使得即使按上述方法进行工程设计，在工程实施阶段仍需要对重力不平衡负载的影响进行评估和确认，即需要对俯仰负载质心位置进行辨识。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种雷达伺服系统俯仰负载质心位置辨识方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种雷达伺服系统俯仰负载质心位置辨识方法，该雷达伺服系统包括俯仰轴、电机和俯仰负载，所述电机驱动所述俯仰负载围绕俯仰轴做旋转运动，该方法包括

电机驱动所述俯仰负载分别连续正向转动和连续反向转动；

俯仰负载连续正向转动和连续反向转动时，分别记录俯仰负载位置角度和与角度对应的正向电机电流数据和反向电机电流数据；

根据正向电机电流数据和反向电机电流数据随角度的变化趋势确定俯仰负载质心的位置角度。

优选地，该方法包括利用俯仰负载的力矩平衡方程得到俯仰负载质心位置距离。

优选地，该方法包括定义俯仰负载法线方向为X轴，俯仰轴旋转中心为坐标原点O，建立XOY直角坐标系，所述俯仰负载质心的位置包括俯仰负载质心G到原点O距离，和质心G与原点O线段OG与X轴正向夹角θ₀，0°→90°为正向旋转运动，90°→0°为反向旋转运动。

优选地，该方法进一步包括按照如下步骤确定俯仰负载质心的正向夹角θ₀

记f(θ)＝I₊(θ)+I-(θ)，记函数f(θ)的导函数为f′(θ)，

当f(θ)单调减且过零点，若f(θ_A)＝0，则θ₀＝90°-θ_A；

当f(θ)先减后增有极小值，若f′(θ_B)＝0，则θ₀＝180°-θ_B；

当f(θ)单调增且过零点，若f(θ_C)＝0，则θ₀＝270°-θ_C；