基于并聯(lián)支撐機(jī)構(gòu)的車載雷達(dá)天線自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)研究.pdf

1、本文提出采用四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)(4-SPS(PS))及六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)(Stewart平臺(tái))作為動(dòng)、靜基座車載雷達(dá)天線自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)的支撐機(jī)構(gòu)，并對(duì)動(dòng)、靜基座自動(dòng)調(diào)平平臺(tái)并聯(lián)支撐機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析。在此基礎(chǔ)上，對(duì)靜基座大負(fù)荷及動(dòng)基座機(jī)動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)平兩種不同應(yīng)用場(chǎng)合，分別采用帶觀測(cè)器的滑模變結(jié)構(gòu)控制及基于隨機(jī)預(yù)測(cè)模型的變結(jié)構(gòu)廣義預(yù)測(cè)控制進(jìn)行了自動(dòng)調(diào)平平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及自動(dòng)調(diào)平特性閉環(huán)控制仿真對(duì)比研究。具體內(nèi)容如下： 1、基于分析傳

2、統(tǒng)調(diào)平平臺(tái)調(diào)平特性前提下，提出采用四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)(4-SPS(PS)型)及六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)(Stewart平臺(tái))作為動(dòng)、靜基座車載雷達(dá)天線自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)，并對(duì)機(jī)構(gòu)的位姿、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)特性等方面進(jìn)行分析與研究，基于SimMechanics建立并聯(lián)支撐機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)仿真模型。采用線性狀態(tài)反饋解耦方法實(shí)現(xiàn)靜基座車載雷達(dá)天線自動(dòng)調(diào)平平臺(tái)Stewart型并聯(lián)支撐機(jī)構(gòu)多通道液壓伺服系統(tǒng)解耦。分別對(duì)動(dòng)、靜基座并聯(lián)支撐機(jī)構(gòu)各支鏈驅(qū)動(dòng)器受力、驅(qū)動(dòng)器

3、速度進(jìn)行分析，為驅(qū)動(dòng)器選型提供依據(jù)。分析了動(dòng)、靜基座車載雷達(dá)天線自動(dòng)調(diào)平平臺(tái)在開環(huán)控制條件下的調(diào)平性能。 2、根據(jù)車載雷達(dá)天線自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)高精度、高頻帶及快速響應(yīng)等性能指標(biāo)，本文采用電液位置伺服系統(tǒng)作為動(dòng)/靜基座車載雷達(dá)天線自動(dòng)調(diào)平平臺(tái)并聯(lián)支撐結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置。在深入分析電液位置伺服系統(tǒng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，建立了閥控非對(duì)稱缸液壓位置伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。對(duì)靜基座車載雷達(dá)天線自動(dòng)調(diào)平平臺(tái)液壓伺服系統(tǒng)的開環(huán)頻率響應(yīng)特性進(jìn)行分析；對(duì)動(dòng)基座車載雷

4、達(dá)天線自動(dòng)調(diào)平平臺(tái)液壓伺服系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)能力、頻率響應(yīng)帶寬進(jìn)行分析，并采用速度/加速度反饋校正方法拓寬動(dòng)基座車載雷達(dá)天線自動(dòng)調(diào)平平臺(tái)液壓伺服系統(tǒng)的帶寬。 3、在對(duì)靜基座自動(dòng)調(diào)平平臺(tái)Stewart型并聯(lián)支撐機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)反解及自動(dòng)調(diào)平支撐機(jī)構(gòu)單通道液壓伺服系統(tǒng)特性研究與分析的基礎(chǔ)上，提出采用滑模變結(jié)構(gòu)控制方法對(duì)靜基座車載雷達(dá)天線調(diào)平平臺(tái)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析；為解決自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)參數(shù)不確定性及抑制滑模變結(jié)構(gòu)控制系

5、統(tǒng)抖振現(xiàn)象，本文提出采用帶觀測(cè)器的滑模變結(jié)構(gòu)控制方法對(duì)靜基座車載雷達(dá)天線自動(dòng)調(diào)平平臺(tái)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而有效地提高了自動(dòng)調(diào)平平臺(tái)調(diào)平性能，減小自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，有效抑制了滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的抖振現(xiàn)象。 4、控制系統(tǒng)的響應(yīng)頻率和運(yùn)行環(huán)境的隨機(jī)性是影響動(dòng)基座車載雷達(dá)天線自動(dòng)調(diào)平性能的兩個(gè)主要因素，控制系統(tǒng)的響應(yīng)頻率主要由外圍設(shè)備(液壓伺服系統(tǒng)的響應(yīng)頻率、電氣系統(tǒng)等)、車速及所采取的控制策略所決定。實(shí)際工作過程中，液壓伺服系統(tǒng)