某测量雷达的传动系统设计
基于超声波测倒车雷达系统设计
基于超声波测倒车雷达系统设计一、引言随着汽车的普及和交通拥堵的加剧，倒车事故频繁发生，严重影响行车安全。
为了解决这个问题，倒车雷达系统应运而生。
本文将基于超声波测倒车雷达系统进行设计。
二、超声波测倒车雷达原理超声波测倒车雷达主要基于超声波达到障碍物后，反射回来的时间来计算与障碍物的距离。
其工作原理如下：1.发射器发射超声波信号。
2.超声波信号达到障碍物后，被障碍物反射回来。
3.接收器接收反射回来的超声波信号，并计算往返时间。
4.根据往返时间，计算出与障碍物的距离。
5.判断距离是否小于设置的安全距离，并作出相应警示。
三、系统设计1.传感器模块传感器模块主要负责发射超声波信号，并接收反射回来的超声波信号。
传感器模块需要考虑以下几个因素：（1）发射频率：选择合适的超声波发射频率，既要保证足够的测量距离，又要避免其他干扰频率。
（2）发射角度：确定超声波发射的角度，以确保能够覆盖到车辆后方的障碍物。
（3）接收灵敏度：传感器的接收灵敏度要足够高，能够有效地接收到反射回来的超声波信号。
2.控制器模块控制器模块主要负责接收传感器模块传回来的超声波信号，并计算距离。
控制器模块还需要进行以下操作：（1）时序控制：控制发射和接收的时序，确保能够准确计时，并保持连贯的测量过程。
（2）距离计算：根据往返时间，计算出与障碍物的距离。
（3）安全距离判断：判断距离是否小于设置的安全距离，如果小于，则发出警示信号。
3.显示器模块显示器模块主要负责显示车辆后方的障碍物距离。
显示器模块需要注意以下几点：（1）显示方式：可以选择数字显示或图形显示，根据实际需求确定。
（2）显示颜色：合适的颜色搭配可以提高显示的清晰度和辨识度。
（3）警示方式：当距离小于安全距离时，可以通过声音或者光线等方式进行警示。
四、系统优化为了提高系统的性能和安全性，可以进行以下优化：1.多传感器布局：在车辆后方布置多个传感器，可以提高测量准确性和可靠性。
2.数据处理算法优化：可以采用滤波算法和数据处理算法对测量数据进行优化，提高测量精度。
大型雷达天线结构中的传动链设计探讨
大型雷达天线结构中的传动链设计探讨【摘要】综合分析了大型雷达天线设备中，动态要求较高的经纬式天线座常用的圆柱齿轮减速箱的设计，以及易发生的一些问题和原因。
【关键词】雷达天线；传动链；圆柱齿轮；刚度1.引言在雷达天线结构系统中，传动链是天线座极其重要的组成部分，直接影响整个天线系统的动态性能。
减速箱作为传动链的关键组成单元，其重要性可想而知。
齿轮传动作为一种传动形式，被广泛应用，较其他传动形式其具有如下特点：1）瞬时传动比恒定，传动精度高；2）速度和传递功率的范围大，可用于高速、中速、低速传动；3）传动效率高，一对高精度的渐开线圆柱齿轮，效率可达99%以上；4）结构紧凑，适用于近距离传动；5）制造成本较高。
2.设计方案拟订阶段根据工作情况，进行载荷估算。
天线结构系统的主要载荷为：风载荷、惯性载荷、摩擦力矩。
与伺服系统的电气设计人员共同协商，选择执行元件，并在此基础上，选择总传动比。
最佳总传动比的确定一般遵循如下原则：折算负载峰值力矩最小原则；折算负载均方根力矩最小原则；转矩储备最大原则；惯量匹配原则。
确定传动链的级数和各级传动比。
传动链的级数和各级传动比的确定一般遵循如下原则：折算转动惯量小原则；折算转角误差小原则；重量轻原则。
在满足强度、刚度的前提下，根据结构空间的允许和实际加工的可能性，尽可能取大的末级传动比，以减小负载轴上的折算惯量、折算转角误差。
减速箱内传动链级数选择按折算转动惯量小原则确定。
如果级数大于四级，从高速级到中间级按折算转动惯量小原则、折算转角误差小原则，传动比逐级递增；从中间级开始按重量轻原则，传动比逐级递减。
在随后按每级传动比确定相啮合齿轮齿数时，尽量使大、小齿轮齿数互质，从而各级传动比将带无限不循环小数，这样对均衡磨损有好处。
对关键零部件进行初步的强度、刚度估算，并合理配置传动链对于传动链的高速级须进行齿面接触强度校核、齿根弯曲强度校核。
传动链的末级一般转速较低、载荷较大。
雷达俯仰摆动装置的运动原理
雷达俯仰摆动装置的运动原理一、引言雷达是一种利用电磁波进行探测和测距的设备，广泛应用于军事、民用、科研等领域。
雷达俯仰摆动装置是雷达系统中的一个重要组成部分，其作用是使雷达天线能够在垂直方向上进行俯仰和摆动，以实现对目标的全方位探测和跟踪。
本文将详细介绍雷达俯仰摆动装置的运动原理。
二、雷达俯仰摆动装置的结构雷达俯仰摆动装置通常由电机、减速器、传动机构、支撑架和天线等部分组成。
其中，电机驱动减速器转动，减速器通过传动机构将旋转运动转化为线性运动，支撑架上安装的天线则随着支撑架的运动而进行俯仰和摆动。
三、传动机构原理1. 齿轮传动齿轮传动是一种常见的传力方式，其原理是通过齿轮间啮合来实现转矩和转速的变换。
在雷达俯仰摆动装置中，电机输出旋转运动经过减速器后驱使齿轮转动，齿轮通过啮合将运动传递给支撑架，从而实现俯仰和摆动。
2. 蜗杆传动蜗杆传动是一种具有减速作用的传动方式，其原理是通过蜗杆和蜗轮的啮合来实现旋转运动的减速。
在雷达俯仰摆动装置中，电机输出旋转运动经过减速器后驱使蜗杆转动，蜗杆与蜗轮啮合后将旋转运动转化为线性运动，从而实现俯仰和摆动。
四、电机控制原理雷达俯仰摆动装置的电机控制通常采用闭环控制方式。
闭环控制是指将被控对象的状态信息反馈到控制器中进行比较和调整的一种控制方式。
在雷达俯仰摆动装置中，通过安装位置传感器等设备获取天线位置信息，并将其反馈到电机控制器中进行比较和调整，以实现对天线位置的精确控制。
五、总结雷达俯仰摆动装置作为雷达系统中的重要组成部分，在军事、民用、科研等领域都有着广泛的应用。
其运动原理主要包括传动机构和电机控制两个方面，其中传动机构采用齿轮传动和蜗杆传动两种方式，电机控制则采用闭环控制方式。
通过对雷达俯仰摆动装置的原理进行深入了解，可以更好地理解其工作原理和应用场景。
超声波测距倒车雷达系统的设计【文献综述】
毕业设计开题报告电子信息工程超声波测距倒车雷达系统的设计一、前言自从人类发明第一辆汽车以来，至今世界汽车工业经过了一百多年的发展，当代汽车已经非常成熟和普遍了。
汽车已经渗透于国民经济国防建设以及人类生活的各个领域之中，成为人类生存必不可少的交通工具，为人类生存和社会的发展与进步起到了至关重要的作用。
当今，汽车已经成为人们生活中不可缺少的一部分，它给人们带来方便快捷的同时，也出现了许多问题。
在享受汽车给我们带来的便利同时，由于倒车而产生的问题也日益突出。
车的数量逐年增加，公路、街道、停车场和车库拥挤不堪，可转动的空间越来越少；另一方面，新司机及非专职司机越来越多，因倒车引起的纠纷越来越多，车辆之间、车辆与人、车辆与墙壁等障碍物之间的碰撞时有发生。
在2006年汽车事故的发生比例中，倒车引起的事故占28%，倒车已成为令人们头痛的一项任务，即使是经验丰富的司机也在抱怨倒车是件费力费神的事。
据统计，危险境况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可分别减少追尾事故的30%，路面相关事故的50%，迎面撞车事故的60%。
改善倒车遇到的窘境被越来越多的人所关注，人们对汽车操纵的便捷性提出了更高的要求，希望有种装置能够解决汽车倒车给人们带来的不便，消除驾驶中的不安全因素，可将车快速准确地停放到指定的位置。
因此，提出了基于超声波测距的汽车用倒车雷达的设计。
经过几年的发展，倒车雷达系统已经过了数代的技术改良，不管从结构外观上，还是从性能价格上，这几代产品都各有特点，目前使用较多的是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这3种。
倒车雷达真正开始于轰鸣器，也就是第一代倒车雷达。
我想很多人都不会忘记“倒车请注意！”这句话，因为现在多数普通车还在使用它从某种意义上说，它对司机并没有直接的帮助，不是真正的倒车雷达。
第二代则是采用数码波段显示，可显示后障碍物离车体距离的数码波段显示倒车雷达，没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对驾驶员帮助不大。
浅谈雷达伺服系统的设计
270理论研究浅谈雷达伺服系统的设计石小萍,刘兴兴,陈 丁（西安黄河机电有限公司设计研究所,西安 710043）摘 要：本文介绍了雷达伺服系统的主要作用，以及雷达中常用的传动机构、驱动元件、位置检测装置的工作原理、主要性能和设计及选用方法，最后介绍了雷达伺服系统装置的性能参数检测方法。
关键词：伺服系统；执行机构；位置检测；误差分析；驱动电机1 引言 伺服系统是控制雷达位置及各种运动参数的电子设备，是典型的机电自动控制技术。
“伺服系统”实际上是控制天线机械传动系统按设定的运动规律，去自动地转动天线去捕获、跟踪目标或使天线转动到某位置。
伺服系统也被称为“随动系统”。
伺服系统与其他控制系统的区别是被控制的输出量是机械位移（角位移）、速度（角速度）或加速度（角加速度）。
给定的输入量往往是小功率的信号。
2 伺服系统的设计 进行伺服系统的设计及分析时，一般采用图解法可以清楚地表明伺服系统的构成，各部分之间的相互关系，及其信号传递情况的系统方框图称为伺服系统的方框图，通常把某种功能的伺服系统称为“伺服回路”。
常规产品一般有速度回路、位置回路、稳定回路等等。
通过过方框图介绍了伺服系统中有关机电信息相互转换的主要通道，以及执行元件和位置检测元件的功能和设计要求。
2.1 伺服系统闭环控制回路2.1.1 伺服系统速度回路通道 速度回路的主要作用是控制天线跟踪目标速度的快慢。
典型的伺服系统速度回路如图1所示：回路中电机为执行元件，安装在电机轴末端的测速装置为传感元件。
工作过程：伺服执行电机收到控制计算机的指令后，启动电机，电机经过减速箱驱动末级大齿轮，并使天线跟踪目标；测速装置把速度信号反馈回伺服处理器，与设定值比较，获得误差信号，再发给电机发出新的指令。
2.2 驱动元件及机械转动装置的选择 伺服驱动元件常用的有液压马达，力矩电机，直（交）流电机等。
液压马达驱动力矩大伺服控制性能较好。
技术难点是伺服控制分配阀生产调试较为困难，需要配备专用的液压调设备。
机电式雷达自动调平系统设计
机电式自动调平系统设计摘要：本文介绍了一种针对一机动雷达天线车自动调平系统的设计，该系统采用伺服电机作驱动源，通过减速器带动丝杆伸缩推动千斤顶动作，以水平传感器测取天线车倾斜信息，自动调平处理器以一单片机为核心，接收传感器信息判断并发出信号，控制相应调平腿动作直到天线车水平。
该系统实验证明，其调平精度及时间均能满足雷达整机的要求。
关键词：机电式PWM 自动调平1 引言随着现代战争中飞机、导弹等空中进攻性武器性能的快速发展，使军用地面雷达面临严峻挑战，在不断追求功能完善、性能先进、工作可靠的同时，对雷达的机动性提出了更高的要求。
近几年来，为使雷达做到快速架设投入战斗、迅速拆收转移阵地，在设计时对以前许多由人工完成的动作都采用了自动控制完成，如雷达的架设、拆收、方位标定、调平等，本文介绍了一种雷达天线车的自动调平系统的设计。
雷达天线车自动调平系统是机、电设计紧密结合的一体化自动控制系统，一般包括执行、控制、传感等部分。
由于执行机构采用的驱动方式不同又可分成两大类，一种采用液压作为驱动源，称为机电液一体化系统，另一种采用电机产生原动力，通过减速器驱动丝杆动作，称为机电一体化系统。
本文介绍的自动调平系统是一种机电一体化系统。
2 系统简介本系统是针对一新型雷达进行设计的，该雷达进行高度的集成化设计，雷达天线、发射机、接收机、信号处理等均安装于一机动车的平台上，雷达天线采用轻型的双弯曲抛物面天线，工作时必须将天线车调平才能保证雷达的测量精度。
天线车的总重约18000公斤，有四只机电调平腿，调平腿工作时的跨距约为5×2.3米，调平过程中每只千斤顶载荷约8000公斤，静态载荷约12000公斤，千斤顶行程为500mm，具有自锁功能。
雷达系统对天线车自动调平的主要技术指标为：1、调平时间不大于3分钟2、调平精度，任意方向小于6¹本系统是机电一体化系统，调平执行机构采用交流伺服电机通过摆线减速器驱动梯形丝杆千斤顶来完成天线车四个支撑腿的升降，采用倾斜传感器来测取天线车纵轴与横轴的倾斜角，倾斜信号输入控制箱内微处理电路，对数据分析判断后分别输出脉冲串去驱动四路交流电机运转，从而控制调平执行机构对天线车调平。
雷达跟随系统设计 自控原理设计
课程设计报告课程名称自动控制原理课程设计系别：机电系专业班级：自动化1101班学号：1109101013姓名：郭鹏飞课程题目：雷达跟随控制系统的设计完成日期： 13.11.28指导老师：13年 11 月 28 日课程设计目的由旧式雷达同步随动系统执行电机的数学模型，运用现代控制理论，对该系统进行了改造。
并对系统进行了Matlab仿真，仿真结果达到了设计要求。
课程设计要求1.雷达在跟踪目标的过程中，一般由跟踪员操纵方位角(β)和高低角(ε)摸球或手轮，通过随动系统产生角速度电压，以此电压作为天线控制信号，控制天线扫描中心对准目标并与目标以相同的角速度运动。
此课程便是设计可以自动跟随的系统以取代操作员，实现雷达的自动跟随。
2.坐标系统进入自动跟踪状态后，跟踪波门会自动跟随目标信号中心运动。
3.雷达同步随动系统是典型的角度伺服系统，它的作用是使平面位置显示器的偏转线圈跟随天线同步转动，从而使时问基线跟随天线同步转动，以便精确地测定目标方位。
旧式系统由粗测、精测两条支路构成，粗、精位置误差信号经转换开关由功率放大器放大，驱动执行电机带动偏转线圈旋转，与一般雷达天线控制系统不同，执行电机为他激式交流电机。
因此，雷达同步随系统是交流伺服系统，很明显，旧式系统由于采用模拟调节器，系统参数调节不便，跟踪精度低、通用性差。
根据现代控制理论，本文设计出一种通用型雷达同步随动系统，由Matlab软件进行仿真，仿真结果达到设计要求。
课程设计注意事项11、尽量避免使用for循环，能利用矩阵代替的则使用矩阵代替，向量化能很好地加快速度；2、isempty(a)函数，即使a中项全0，函数也会返回0；只有当a真正为空时，其才返回1；课程设计内容1.交流电动机数学模型交流电机结构图如图1所示。
其中RΣ一40Q，TL一0．02S，C 一0．00645Vs／rad，r，M一0．17S，减速比N 一518，由结构图得到2.系统组成框图系统组成框图如图2所示。
某机载雷达伺服转台结构设计
第8期2018年4月No.8April，2018无论在和平时代，在本国国土领域内，获取可疑活动目标信息，保障领土领空领海安全；还是在战争时期，获知敌情，进行火力打击，搜索雷达装备是必不可少的国防利器。
相对于地面雷达系统，机载搜索雷达具有灵活机动、快速进出战场等优势，其作用越来越明显。
然而恶劣的使用环境也限制了机载搜索雷达的发展。
针对机载雷达所处的复杂热环境、力学环境以及电磁环境，本文在有限的空间和重量下，通过合理布局、润滑密封设计、力学仿真分析设计出满足要求的伺服转台。
以下就雷达伺服转台结构设计、驱动力矩计算、力学仿真分析进行详细论述。
1 伺服转台结构组成伺服转台主要包括外壳及底座、方位机构、方位驱动机构和角度反馈单元[1-2]。
如图1所示，方位机构主要包括外壳及底座、直流减速电机、回转支撑、编码器等几部分。
外壳和底座是整个伺服系统的基础，支承天线重量和环境引起的力学载荷，要有足够的刚强度，并且重量和尺寸要最小[3-4]。
图1 伺服转台结构2 方位结构设计2.1 方位驱动机构回转支撑结合齿轮和轴承功能，具有轴向尺寸小、承载力大、抗倾覆能力强、结构简单等特点，本着“轴向空间和重量最小化”原则，采用带外齿的回转支撑和小齿轮作为整个方位驱动机构，回转支承采用脂润滑，如图2所示。
为保证强度和刚度，齿轮及回转支撑采用40CrMo；为了轻量化设计，固定外壳等使用高强度铝合金7075。
图2 方位驱动结构转台整体受径向尺寸限制，在确定电机输出功率、扭矩、转速等条件下，同级别电机减速机轴向尺寸较大，易形成悬臂梁问题。
为减小机载振动对电机输出稳定性的影响，除在减速机输出端进行固定外，在电机中段位置安装两个半月型卡箍，将其固连于法兰盘上，一方面加强电机减速机安装稳定性，一方面可以将电机工作产生的热量传递至外壳上，起到冷却作用，如图3所示。
图3 电机固定方式2.2 角度反馈单元角度反馈单元采用绝对式编码器，内圈转动，外圈固作者简介：何文杰（1989—），男，安徽无为人，工程师，博士；研究方向：雷达机电传动结构设计。
雷达TR组件柔性装配系统设计与实现
雷达TR组件柔性装配系统设计与实现摘要：TR组件应用在目前来说是一个热点话题，而TR组件在雷达中的应用早就已经不是什么新鲜事，本次结合以往经验以及目前TR组件的发展进行对其在多种雷达应用中的介绍。
本文关于多输入多输出雷达之中应用的TR组件进行了多方面的介绍，并且对于每种雷达应用数值分析与性能进行了实验基础上的分析。
关键词:时间反转；多输入多输出雷达；克拉美罗界；距离估计；到达方向估计1引言时间反转技术也就是我们常说的TR技术，这项技术的实现是通过TR组件在其他系统当中应用从而实现的，一般来说，这项技术主要应用在五个方面，第一个方面是声学方面，第二个方面是地理方面，第三个方面是雷达理论方面，第四个方面是无线网络方面，第五个方面是雷达系统方面，当然关于这项技术的扩展应用也在越来越火热当中，未来将会出现更多对于此项技术的应用领域。
2 T/R组件一方面要输出雷达发射通道的大功率微波信号，又要接收来自空间探测目标反射回来的微弱回波信号，集大功率、小信号、数模混合、高集成度、精密制造等多项前沿技术于一身，其自身的电路设计和制造过程都非常复杂，且单机价格占雷达总价的比例越来越高。
有源相控阵雷达是目前雷达研究和发展的主流，在有源相控阵雷达中，高性能、高可靠、低成本的收发组件（I/R）雷达的核心部件，造价占整个雷达系统造价的70%以上，其性能和质量的优劣直接关系到整个雷达质量的好坏。
T/R组件集成了收发开关、限幅器、移相器、衰减器、低噪声放大器、功率放大器等功能模块，模块众多，结构复杂。
在传统的T/R组件模块布局过程中很难发现所有的问题，譬如，结构件配合失当，装配工艺难以实现，热设计不合理，电磁兼容不符合要求等等。
只有等样机出来才能发现这些问题，然后再修改设计，重新制造，循环往复，直到符合条件为止。
这样不仅浪费大量人力、物力、财力，还不能满足现代雷达研制周期短，成品率高的硬件要求，因此，一套切实可行的T/R组件模块布局显得尤为迫切。
超声波检测系统倒车雷达的设计(传感器的设计)
超声波检测系统倒车雷达的设计一、设计背景。
项目来源、需要解决的问题等。
随着社会的不断发展，尤其是近几年来，汽车已逐渐成为人们不可或缺的交通工具。
然而，由于汽车的普及，汽车所萌生的一系列问题正渐渐凸显出来。
倒车，是每位驾驶员都必须掌握的技能，如同前行一样需要小心谨慎，每年都有倒车引起事故的报道，轻则对自己的车和他人的财物造成损伤，重则可能危及人的性命，尤其是对儿童危害较大，他们体型较小，仅从后视镜来获取视野指导倒车仍有可能会对人们造成伤害。
现如今后视镜已越来越不能满足人们安全倒车的需求了。
因此，增加汽车的后视能力，研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。
安全避免障碍物的前提是快速、准确地测量障碍物与汽车之间的距离。
为此，设计了以单片机为核心，利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。
本系统介绍了一种基于51单片机的超声波测距倒车系统的设计，该系统可以精确测得车尾与障碍物的距离，指导司机安全倒车。
倒车雷达是汽车倒车停车时的安全辅助装置，能够以声音或者直观的显示来告知驾驶员驾驶车辆周围障碍物的情况，帮助驾驶员解决泊车倒车时前后左右探视所引起的困扰。
超声波倒车雷达系统一般由超声波传感器、控制器和报警装置等部分组成。
现如今市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶员在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由超声波探头发送超声波，在遇到障碍物后产生回波信号，传感器接收到回波信号后经处理器进行数据处理，判断出障碍物的位置，通过声音、数据、图像等形式为驾驶员提供信息和警示来告知驾驶员周围情况，从而使驾驶员倒车时做到心中有数，提高了驾驶的安全性。
二、设计指标要求。
（1）测量距离40—400cm（2）倒车距离大于150cm时，报警器不响；倒车距离在80—150cm时，报警器断续的响；倒车距离在40—80cm时，报警器较急促的响;倒车距离小于40cm时，报警器连续响，并且发光二极管发光。
三、设计过程。
超声波测距倒车雷达系统设计方案
基于超声波测距倒车雷达系统设计1 引言近年来，随着汽车产业的迅速发展和人们生活水平的不断提高，我国的汽车数量正逐年增加。
同时汽车驾驶人员中非职业汽车驾驶人员的比例也逐年增加。
在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时,驾驶员既要前瞻，又要后顾,稍微不小心就会发生追尾事故。
据相关调查统计，15％的汽车碰撞事故是因倒车时汽车的后视能力不良造成的.因此。
增加汽车的后视能力，研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。
安全避免障碍物的前提是快速、准确地测量障碍物与汽车之间的距离.为此，设计了以单片机为核心，利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。
2 整体设计及原理超声波一般指频率在20 kHz以上的机械波，具有穿透性强，衰减小,反射能力强等特点。
工作时，超声波发射器不断发射出一系列连续脉冲,给测量逻辑电路提供一个短脉冲。
最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理，自动计算出车与障碍物之间的距离.超声波测距原理简单，成本低，制作方便,但其传输速度受天气影响较大，不能精确测距；另外，超声波能量与距离的平方成正比衰减，因此，距离越远,灵敏度越低，从而使超声波测距方式只适用于较短距离。
目前，国内外一般的超声波测距仪，其理想的测量距离为4～5 m,因此大都用于汽车倒车雷达等近距离测距中。
该倒车雷达系统采用单片机控制，如图1所示。
利用超声波实现无接触测距，并考虑测量环境温度对超声波波速的影响,而且通过温度补偿法对速度进行校正。
使用由集成数字传感器DS18B20构成的温度测量电路，可直接读取温度值，再根据温度补偿得出超声波在某一温度下的波速，由单片机计数脉冲个数获得传播时间,根据超声波测距原理测得并显示距离，再根据显示的距离控制蜂鸣器的发声频率.2.1超声波测距原理目前，利用超声波测距的方法有相位检测法、声波幅值检测法、渡越时间检测法三种。
相位检测的精度高,但检测范围有限；声波幅值检测易受反射波的影响；渡越时间检测工作方式简单、直观，在硬件控制和软件设计容易实现，其原理是检测从发射传感器发射超声波到经气体介质传播后接收传感器接收超声波的时间差,即渡越时间t。
基于超声波测倒车雷达系统设计毕业设计
基于超声波测倒车雷达系统设计摘要本论文阐述的是基于超声波检测的倒车雷达的设计。
本课题利用超声波检测、单片机系统设计出一种汽车倒车雷达，并能将汽车与障碍物的距离用LED实时显示，同时对特定的距离进行声光报警。
本系统由两部分组成，硬件系统和软件系统。
硬件系统利用超声波发生电路驱动超声波发射探头发射超声波信号，再由超声波接收探头接收经障碍物反射回的超声波信号，并通过接收电路对信号进行调理，再将调理后的信号传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示，并且在规定的距离进行声光报警。
软件系统用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。
该系统通过联调后，实现了预期各种功能，符合设计要求。
关键词：倒车雷达超声波传感器单片机 LED显示AbstractThis paper introduces the design of car reversing radar based on the ultrasonic testing .The task uses ultrasonic testing andSingle Chip Micyoco(SCM) syetem to design a kind of car reversing radar .The distance between car and barrier can be displayed on LED real time ,and at the same time ,the sound ang light alarming can be given at appointed distance. The syetem consist of two parts: hardware system and software system. In the hardware system , ultrasonic sound generating circuit drives emitting probe to send out ultrasonic signal and the receiving probe receives ultrasonic signal that is reflected from barrier . The received electrical signl is conditioned by the receiving circuit and put into SCM system after conditioning , where the signal is processed , then displayed , and the sound and light alarming will be given at the appointed distance. Assemble language is used in the software system and modularization design idea is adopted. This system realizes all desired functions and coincides with demand after system debugging.Keywords: Reversing radar Ultrasonic sensor Single Chip Micyoco LED display目录第一章绪言 (1)第二章总体方案 (2)第一节模块构建 (2)第二节超声波测距的原理 (2)第三节超声波传感器 (3)第三章系统硬件设计 (6)第一节系统总体方案设计 (6)第二节AT89C51单片机简介 (6)第三节电源电路 (9)第四节控制电路 (10)第五节超声波发射和接收电路 (11)第六节LED显示电路 (15)第七节报警电路 (16)第四章系统软件设计 (18)第一节软件设计要求 (18)第二节超声波测距仪的算法设计 (18)第三节主程序 (18)第四节超声波发送、接收中断程序 (19)第五节显示程序、报警程序 (20)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (1)第一章绪言随着社会的进步和生活的需求，越来越多的家庭拥有了汽车。
新智慧车用雷达系统设计方案
新智慧车用雷达系统设计方案智慧车用雷达系统设计方案智能车辆通过自主感知周围环境，包括道路状况、交通情况等，是实现自动驾驶的重要组成部分。
而雷达作为一种常用的感知技术，可以提供高精度、长距离、全天候的环境感知能力，因此是智能车辆的关键传感器之一。
以下是一个智慧车用雷达系统设计方案的详细介绍。
一、系统组成：1. 雷达传感器：选择合适的雷达传感器，如毫米波雷达或激光雷达，并考虑到成本、功耗、尺寸和性能等因素。
2. 处理器：为了对雷达数据进行实时处理和分析，需要一个高性能的处理器，可以选择嵌入式处理器或图像信号处理器等。
3. 算法和软件：开发相应的雷达感知算法，用于目标检测、跟踪和环境建模等，并编写软件程序实现相关功能。
4. 数据通信：将处理后的雷达数据传输到其他部件，如控制单元或决策算法模块等，可以使用有线或无线通信方式。
5. 配套设备：根据实际需要，可能需要其他设备如雷达支架、螺丝、电缆等。
二、系统功能：1. 环境感知：雷达系统通过发射和接收电磁波，可以对周围环境进行感知，包括道路、障碍物、车辆等。
通过精确测量距离和速度，可以提供准确的环境信息。
2. 目标检测：根据雷达返回的数据，可以使用相关算法对目标进行检测。
常见的目标包括车辆、行人、自行车等。
通过实时的目标检测，可以为智能车辆提供周围环境的全景视图。
3. 路径规划：通过对雷达数据的分析和处理，可以建立周围环境的地图。
基于这个地图，智能车辆可以确定最佳路径规划，以避开障碍物和优化行驶路线。
4. 碰撞预警：当雷达系统检测到潜在的碰撞风险时，可以通过通信系统发送警报信号，以提醒驾驶员或自动控制系统避免发生碰撞。
5. 自动泊车：通过雷达系统提供的环境感知能力，智能车辆可以实现自动泊车功能，准确地将车辆停放在指定位置。
三、系统性能指标：1. 精度：雷达系统需要具备高精度的距离测量能力，以便准确地感知周围环境。
2. 可靠性：智能车辆的安全性依赖于雷达系统的可靠性。
车载雷达传动装置设计
车载雷达传动装置设计基本参数与要求:雷达直径© 3 m,重约60KG雷达具有展开和收藏功能，展开或收藏时间小于 1.5min雷达展开状态能实现正反方位搜索旋转，转速为6r/min，定位精度为0.5抗风能力：10级风能正常工作，12级风可生存。
车内允许空间为：（长X宽X高）800X700X500车外工作温度：土40C，贮藏温度：土60T一绪论1.1 引言雷达作为一种可以主动地、全天候探测远距离目标的探测器, 是获取目标信息的重要装备, 在国防建设和国民经济发展中起着重要作用, 在近年来发生的几次大型局部战争中, 雷达在以信息化为特点的高科技战争中的重要作用得到了充分显示。
固定式雷达线系统的覆盖空间是固定和有限的, 只能对事先确定好的空域有效, 不能灵活机动,而且需要进行基站建设,投资大。
而车载雷达系统可以移动,车载雷达天线系统可以随时幵到需要的前沿上, 而且由于机动性好可以迅速转移, 战场生存率比固定站高得多, 且不需要进行基站建设, 具有机动灵活、投资小等优点, 因而目前在军用、民用等领域应用得到了广泛应用。
1.2 车载雷达简介1.2.1 车载雷达的发展现状雷达技术首先应用于军用，随着全世界对道路交通安全、汽车安全技术的不断重视，雷达技术开始转为民用，主要用于交通的管制、雷达测速以及汽车主动安全技术方面。
国外对车载雷达的研究开始比较早，在以德国、美国、日本、法国等为代表的主要西方发达国家内展开。
随着汽车电子技术、嵌入式技术以及信号处理技术的发展，推动了车载雷达的研制与应用，世界各国掀起了研发车载雷达的热潮。
车载毫米波雷达的研究始于20世纪60年代。
典型代表是德国ADC公司生产的ASR10C毫米波雷达采用脉冲测距方式。
戴姆勒奔驰、日产、福特等汽车公司广泛开发的汽车主动避撞系统以及自适应巡航系统多采用该款雷达。
日本丰田公司与Denso公司、三菱公司合作开发的电子扫描式毫米波雷达，采用调频连续波测距方式，结构紧凑、抗干扰性能好。
大型雷达天线结构中的传动链设计探讨
大 型雷达天 线 结构 中的传 动链 设计探 讨
中国电子科技集 团公 司第３ ８ 研 究所
【 摘要 】 综 合分 析 了大 型 雷达 天 线设 备 中 ，动 态 要 求 较 高 的 经 纬 式 天 线座 常用 的 圆柱 齿 轮 减 速 箱 的 设计 ， 以 及 易发 生 的 一 些 问题 和 原 因。 【 关键 词 】 雷达 天 线 ；传 动链 ； 圆柱 齿 轮 ；刚 度
封 的 对 象 主 要 为 防 止 箱 体 内部 油 液 的 外
泄 。 对 于 减 速 箱 内 齿轮 润 滑 为 脂 润 滑 的 ２ ． 设计 方案 拟 订 阶段 滑： 密封 较 为 简 单 ，对 于箱 体 内齿 轮 润 滑 为 根 据 工 作 情 况 ，进 行载 荷估 算 。 天 １ ）箱 体 内齿 轮 的润 滑 要 根 据 高 速 喷 油 润 滑 的密 封 较 为 复 杂 。采 用 喷 油 润
想 而 知 。齿 轮 传 动 作 为 一 种 传 动 形 式 ，
估算传动装置 的刚度和谐振频率 。
分 ，其 密 封 性 的 好 坏 直 接 影 响 天 线 结 构
被 广 泛 应 用 ，较 其 他 传 动 形 式 其 具 有 如 传 动链 刚 度 直 接 影 响天 线 结 构 系 统 的谐 系 统 的 可 靠 性 。因 此 ，减 速 箱 的 密 封 设 下特 点： １ ） 瞬 时 传 动 比恒 定 ，传 动 精 振 频 率 ， 因 此 ，足 够 的 刚 度 是 非 常 必 要 计 大 家 应 给 予 足 够 的重 视 。 根据 方 位 减 度 高；２ ）速 度 和 传 递 功 率 以 速 箱 、 俯 仰 减 速 箱 安装 位 置 的不 同 ， 两 可 用 于 高 速 、 中 速 、低 速 传 动 ；３ ） 传 往 同 类 产 品进 行 类 比。 谐 振 频 率 决定 伺 者 的 密 封 侧 重 点不 尽相 同 。 方 位 减 速 箱 动 效 率 高 ， 一对 高 精 度 的渐 开 线 圆柱 齿 服 带 宽 ，方 案 阶段 须进 行 谐 振 频 率 估 算 的密 封 ， 方 位 减 速 箱 一 般 安 装 在 天 线 座 轮 ，效 率 可 达 ９ ９ ％ 以上；４ ）结 构 紧 凑 ， 或 与 以往 同类 产 品 进 行 类 比 ，确 保 方 案 内 部 ，且 传 动 轴 是 铅 垂 的 。因 此 ，其 密 适 用 于 近 距 离 传 动 ； ５） 制 造 成 本 较 满 足 技 术 要 求 。确 定 润 滑 方 式 。轴 承 的 高。 润 滑 一 般 采 用 润 滑 脂 润 滑 。 齿 轮 的 润
某型三坐标雷达交流伺服系统设计
某型三坐标雷达交流伺服系统设计一、绪论1.1 研究背景和意义1.2 其他人工智能领域交流伺服系统的发展现状和趋势 1.3 本文研究目的和内容1.4 研究方法和思路二、系统组成和工作原理2.1 三坐标雷达基本原理2.2 交流伺服系统组成2.3 交流伺服系统工作原理三、系统硬件设计3.1 控制器选型3.2 传感器选型3.3 执行机构选型3.4 硬件接口设计四、系统软件设计4.1 控制算法设计4.2 控制程序设计4.3 控制界面设计4.4 控制模块调试和调整五、系统性能评价5.1 系统测试设计5.2 实验结果分析5.3 系统性能评价5.4 系统存在的问题和优化方案六、结论与展望6.1 研究成果总结6.2 存在问题和改进方向6.3 对未来发展的展望6.4 感谢和致谢第一章节：绪论1.1 研究背景和意义近些年来，随着自动化技术、计算机技术和人工智能技术的发展，交流伺服系统在很多领域得到了广泛应用。
交流伺服系统是一种能够根据要求精确控制系统位置、速度和加速度的控制系统，其主要应用于机器人、数控机床、电动车辆、航空航天等领域。
而在雷达测量中，三坐标雷达是将三个方向的角度信息进行采集和组合的一种测量设备。
三坐标雷达的测量精度高、速度快、自动操作能力强，能够实现机器人和机械臂的精准定位、抓取等动作。
交流伺服系统与三坐标雷达结合，可以实现三坐标雷达在自动控制下的运动控制，从而完成更加精准的测量。
因此，研究交流伺服系统在三坐标雷达中的应用具有重要意义。
1.2 其他人工智能领域交流伺服系统的发展现状和趋势交流伺服系统作为自动化控制领域的重要技术，其在人工智能领域的应用也越来越广泛。
在自动驾驶、机器视觉、机器人等领域，交流伺服系统可以实现对汽车车速、图像良好性和机器人动作的更加精准的控制。
同时，在机器人领域，交流伺服系统还可以实现机器人精准的运动控制，从而提升机器人的抓取、装配、焊接等任务的完成度。
1.3 本文研究目的和内容本文旨在研究交流伺服系统在三坐标雷达中的应用，具体研究内容如下：1. 介绍交流伺服系统的基本原理、组成和工作原理；2. 设计交流伺服系统在三坐标雷达控制中的硬件和软件；3. 在实验中测试交流伺服系统在三坐标雷达控制中的性能表现；4. 对交流伺服系统在三坐标雷达控制中存在的问题和优化方案进行探讨。
一种雷达高精度轴系设计
KXJ1-700/3300C采煤机用隔爆兼本质安全型电控箱申办说明沈阳北方重矿机械有限公司2011年10月发布一、设计思路随着我国国民经济的迅速发展，能源问题显得越来越突出，而煤炭仍然是我国目前的主要能源原料。
因此，采煤工业急需可靠性好、性能稳定、结构简单、功能齐全安全性高的高效率采掘机械。
为了满足广大用户的要求，公司决定研发KXJ1-700/3300C采煤机用隔爆兼本质安全型电控箱，以适应市场对综采工作面的采煤机需求。
二、产品特点KXJ1-700/3300C采煤机用隔爆兼本质安全型电控箱具有如下特点：1.该机电控系统为机载方式，所有电气系统的设备和元器件除操作站外，其余均安装在机身中部的隔爆电控箱内，结构紧凑，布置合理。
2.该机截割电机、泵电机的起动和停止采用按钮控制，牵引控制、摇臂调高、急停等采煤机的操作均由设在机身两端的操作显示站控制，并具有无线离机遥控功能。
3.该机主控器、变频器均采用计算机控制技术，具有系统性能先进、工作可靠、抗干扰能力强等特点，同时还具有完备的故障诊断、显示和自动保护等功能。
4.该机采用液晶显示方式：在采煤机正常工作时，操作显示站的显示屏用汉字和数字显示采煤机的工况参数（如截割电机电流、牵引电机电流、泵电机电流、牵引速度等），在采煤机因过载或故障而保护或停机的同时，显示屏显示故障原因。
5.该机交流变频器采用ABB系列工业变频器，抗干扰能力强，设计裕度大，性能先进，各项保护和显示功能齐全。
三、关联部件FSF8采煤机用收发控制器（安全标志编号：MAB100065）。
四、使用环境适用于煤矿综采工作面使用。
该机使用条件为：KXJ1-700/3300C采煤机用隔爆兼本质安全型电控箱符合矿用防爆规程要求，可在有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井中使用，并可在海拔＜2000m，周围介质温度＜40℃，空气湿度不大于96％（在25℃）的情况下可靠地工作。
引用标准：GB3836.1 爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求GB3836.2 爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”GB3836.3 爆炸性气体环境用电气设备第3部分：增安型“e”GB3836.4 爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i”GB/T13306 标牌GB/T13384 机电产品包装通用技术条件GB/T13813 煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规则GB/T191 包装储运图示标志GB9969.1 工业产品使用说明书总则AQ1043 矿用产品安全标志标识。
直接探测大气激光雷达的系统设计_李洪敬
激光器和单光子 计数模块的触 发都采用 TTL 上升沿 , 只要两个触发信号的上升沿一致 , 则实现了 两者的同 步工 作. 图 3为 用双 踪示 波器 观察到 的 START OUT 和 M IDPASSOUT 的输出 TTL 信号 (其 中 , (a)未使用反相器 , (b)使用反相器 ).
施密特 ——— 卡塞格伦望远镜 254mm 3. 3 838mm 0. 205 100μm
0. 12m rad 220mm
0 ～ 90° 0 ～ 360°
SPCM -AQ R-15-FC(Perk inE lem er) 18%
<50 c /s 500
M CS-pci-card(AM ETEK ) 150MH z 100n s
微机通过控制软件发出指令给数据采集卡 , 使 其同时触发激光电源和光电探测器. 激光透过扩束 器后出射 , 在传输过程中受到大气物质的散射和吸 收 , 产生回波信号. 回波信号为光学天线所接收 , 经 过光纤耦合至光电探测器的光敏面 , 被光电探测器 探测到 , 至此光信号转换为电信号. 电信号被数据采 集卡所采集 , 并存储至微机上.
范围的移动. 当调 BS1时 , 把 射向 望远镜 的另 一束 入射 光
挡住 , 直至光斑落在铝质圆筒后端小孔 中心处 ;当 调 BS2时 , 做法 亦然. 然后 让 两束 光 都射 入 望 远 镜 ,看两个光斑是否在小孔中心重合. 接着 , 看射 向望远镜的两束光在任意 位置的水平间距是否 不 变 、垂直高度是 否相同 , 若不同 , 则继续微调 BS1、 BS2以及手动调焦旋钮 , 直至射向望远镜的两束光 在任意位置的水平间 距不变 、垂直高度 相同 , 而 两 个光斑又落 在小孔 中心 处 , 这 时可以 认为 两束 光 已平行入射.
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测量雷达广泛应用于武器控制、空间探测、 靶场测量及其他军事和国民经济领域。测量雷 达测量精度高，并能对目标未来位置做出精确 预测，可以在较大空域和足够远距离监视、截 获、跟踪测量来袭导弹目标群，可以进行各种 航天器、武器系统的飞行、试验和评估的跟踪 测量，可以对空间飞船、卫星、空间目标等进
行测量和控制。随着应用领域的不断推广和深 化，测量雷达的需求不断增多，要求不断提高。
不可能从结构上完全一致，传统的控制方式不
可避免地造成系统的振荡，所以必须采用新的 伺服控制技术。采用差速负反馈的智能 PI 控制 结合速度负反馈的控制算法，可有效地解决双 电机驱动控制中的差速振荡问题，提高双传动
J1, θ1 O1
Jm, θm O0
2α
2α
J2, θ2 O2
链运动的平稳性，是实现高精度跟踪奠定基础。
5.5
26.3
2000
132.41×10-4
70
1000
16×10-4
3’
0.9
8.59
1000
17.339×10-4 100
800
5.3×10-4
3’
（2）传动链校核
当传动比确定后，计算负载惯性力矩时应
考虑伺服电机的转动惯量 Jm 的影响。 惯性力矩的计算公式应修正为：
M J′ = (J + Jmi2 )ε 则负载力矩 ML 的计算公式应为：
刚转入运动时的摩擦力矩，速度摩擦力矩是指
转动部分以一定速度运转时的摩擦力矩。一般
情况下，要求摩擦力矩小于惯性力矩的 1/10。
（4）负载力矩 ML
ML =
M
2 r
+
M
2 J
+
M
2 f
根据以上计算，可以计算得出方位转动载
荷为 4625.7 N·m，俯仰载荷为 4898.5 N·m。
·60·
零部件设计与分析
M L′ =
M
2 r
+
M J′2
+
M
2 f
电机的额定转矩应按下式校核：
M
=
9550P nmax
≥
M L′ i
若初选的伺服电动机的额定转矩不能满足
上式，应重新选择伺服电动机。
负载惯量 J 与伺服系统的系统截止频率
ωc、电动机的机电时间常数 Tm、低速爬行的角
加速度 εL 等直接相关。
同时负载惯量 J 和电机惯量 Jm 需要进行惯
Fc = qCx A 静态风力矩为：
M1 = qCmy AL sinα
动态风力矩为：
M2
=
qCx A
2R 3
ωR V
sin α
则风力矩为：
Mr = M1 + M2
式中：
q
=
1 2
ρ (kV
)2
为动压头；Cx
为风力系数；
A 为天线面积；Cm 为风力矩系数；L 为与转轴
垂直方向的天线尺寸；α 为天线预仰角；R 为天
参考文献：
[1]王德纯，丁家会，程望东. 精密跟踪测量雷达技术[M]. 北京： 电子工业出版社，2006. [2]吴迤. 测量雷达天线座轴系精度分析[J]. 电子机械工程，2001 （2）：41-43. [3]冯锦平，马文礼，黄金龙. 望远镜双电机驱动消齿隙的动力学 设计[J]. 现代雷达，2009（11）：64-69. [4]尹翔陵. 双电机消隙直流驱动器在舰载测量雷达中应用[J]. 现 代雷达，2008（11）：67-69. [5]张腊梅. 大惯量雷达天线驱动系统及传动链设计[J]. 现代雷 达，2012（2）：58-61.
·58·
零部件设计与分析
机械 2015 年第 12 期 总第 42 卷
某测量雷达的传动系统设计
仲崇峰，王磊
（中国电子科技集团公司 第三十八研究所，安徽 合肥 230088）
摘要：根据测量雷达传动系统原理以及其工作特性和传动特性要求，设计了一种双电机消隙的测量雷达
传动系统。在对测量雷达方位俯仰运动特性理论分析的基础上，分析了测量雷达传动系统的传动系统的
Abstract：Accoding to the theory of the requirements of working properties and transmission characteristics of the measurement radar, a drive train for anti-backlash with dual motors was analyzed in this paper. Loads and calculation model for the demand of the measure radar servo system were analyzed and the main parameter of the drive train was designed based on the theory analysis of traction characteristics. For the demand of high precision of the drive train from the measurement radar, anti-backlash with dual motors as a key technique was employed to reduce the transmission error. The outfield test and measured data validate the drive system could meet the capability of radar servo system and the precision requirement. Key words：measurement radar；drive system design
设计中采用双电机驱动消除机械间隙，如 图 2 所示，对称布置的两个电机为一组，通过 施加偏置力矩，两个电机异向驱动，使一个电 机成为另一个电机的负载，保证小齿轮和大齿 轮齿面始终啮合，提高系统刚度和精度。
机械 2015 年第 12 期 总第 42 卷
零部件设计与分析
·61·
但是该传动系统是非线性系统，双传动链 控制原理图如图 3 所示。
机械 2015 年第 12 期 总第 42 卷
零部件设计与分析
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力矩进行必要的分析计算，选取与之相适应的 交流伺服电机，选取合适的减速比，并采用双 机消隙的办法，降低传动链的间隙误差，最后 进行了传动精度分析。以下就传动系统负载计 算、传动链设计校核和传动误差分析及降低措 施进行详细论述。
1 雷达传动系统负载计算
doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2015.12.015
文章编号：1006－0316 (2015) 12－0058－04
The drive system design of a meas The 38th Research Institute, CETC, Hefei 230088, China )
线转动半径；ω 为方位转速；V 为风速。
（2）惯性载荷 MJ 惯性力矩又称为加速力矩，是由于天线阵
面在快速启动停止或变速时产生的。惯性力矩
体现了负载运动特性对驱动力矩的要求。惯性
力矩的计算公式如下：
MJ = Jε 式中：J 为转台、天线等负载的转动惯量；ε 为
最大允许角加速度。
对于最大角加速度的选择，既要满足工作
负载组成和计算公式，并对其动力传动系统主要参数进行了设计计算。针对测量雷达对传动系统的高精
度要求，采用双电机驱动的传动方式，降低了传动链的间隙误差。外场试验实测数据结果表明，采用双
电机消隙的传动系统满足雷达伺服系统性能及精度要求。
关键词：测量雷达；传动系统设计
中图分类号：TN957.8
文献标志码：A
量匹配校核：
λ
=
J Jmi2
当 1≤λ≤3～4 时，满足精密跟踪控制惯量 匹配的要求。
经校核，初选电机的额定转矩满足要求； 方位传动的惯量匹配 λ1＝2.67，俯仰传动的惯 量匹配 λ2＝2.54，满足惯量匹配要求。
3 传动误差分析及降低措施
由于雷达传动系统中存在由齿轮的侧向间 隙、轴承间隙及连接部分的轴销间隙引起的空 回量，必然增加传动误差，导致伺服系统稳定 和跟踪控制精度下降。通常采用机械消隙和伺 服控制结合的方法，减小或者消除齿隙的影响。
[6]罗道江. 一种相控阵雷达天线结构仿真设计与优化[J]. 机械， 2011，38（12）：14-17. [7]韩飞，胡明勇，毕勇，陈远. 扫描激光雷达的传动设计及稳定 性分析[J]. 机械研究与应用，2014（6）：159-161，164.
（上接第 57 页）
参考文献：
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