舰载搜索雷达稳定平台控制系统设计
一种舰载伺服稳定平台的结构设计
2021年第1期网址： 电邮：*******************一种舰载伺服稳定平台的结构设计毛雨辉，张进（光学辐射重点实验室，北京100854）图3方位轴三维视图陀螺转盘轴承码盘惯导蜗杆副轴承对滑环图4方位轴剖视图引言本文设计一种舰载的伺服稳定平台结构，如图1所示。
该平台可将负载加装于伺服平台并完成指向精度标校的功能，在船体航行和系泊状态下可隔离船摇影响、稳定负载指向功能[1]。
该伺服平台采用地平式双轴转台的结构。
考虑到负载偏心力矩及风载荷等特点，稳定平台的方位和俯仰轴系均采用大型蜗轮蜗杆副作为末级传动，进口高精度行星齿轮减速器作为初级传动，具有较高的结构刚度和可靠性，保证了负载指向、跟踪精度和总体结构的回转稳定性。
伺服系统主要由方位回转机构、俯仰回转机构和伺服控制单元组成。
1稳定平台总体结构设计稳定平台是负载的支撑结构，又是负载驱动系统的执行机构，故要求它具有良好的力学性能、较高的轴系及传动精度和运动稳定性[2]。
稳定平台为地平式双轴伺服系统座，由方位轴系、俯仰轴系、光电编码器、导电环（包括光纤滑环）、蜗轮蜗杆副、减速器、伺服电动机、陀螺仪和俯仰轴外挂平台等部分组成。
它是负载的安装承载平台，主要完成系统的视轴指向和稳定隔离船摇等功能，方位轴限位机构包括软件限位和电限位，俯仰轴限位机构包括电限位、软件限位和缓冲阻尼机械限位机构，稳定平台双轴在工作角范围内安全转动。
其三维视图如图2所示。
2稳定平台方位轴系设计其方位转动机构采用四点角接触的转盘轴承为主要承力结构，这种结构形式承载能力大、刚度好、精度高[3]。
为保证光电编码器能够可靠良好地工作，在光电编码器安装轴与底座安装有一对P4级精度的角接触球轴承，保证光电编码器安装处的变形量满足工作要求；陀螺安装在方位旋转部分；俯仰轴电器电路电缆通过滑环传输到底座。
方位轴设计有基准平台，为系统提供方位、俯仰角度基准，平台平面度好，并通过加工和装调保证台面与安装基座的平行度要求；在轴系的相对运动部分设计了安装O 如图3、图4所示。
舰载一维相扫雷达电子稳定设计与仿真分析
129舰体由于海浪的冲击和颠簸会发生摇动,带动舰载雷达天线产生摇动,这种摇摆轻者影响雷达测量精度,重者造成雷达丢失目标。
为了克服舰的摇摆对雷达测量精度、探测空域带来的影响,雷达需要采用天线稳定系统。
天线稳定系统一般采用机电或者液压稳定平台,来消除船体摇摆对天线的影响[1];这样的平台体积大,重量重,可靠性低。
应用电子稳定技术,可以取消笨重的机械稳定平台,减轻天线重量,提高可靠性。
1 电子稳定平台工作原理舰载搜索雷达电子稳定平台并不是一个专门的设备,而是依靠相控阵雷达资源调度器、伺服系统、数据处理器、信号处理器等分系统协同工作来实现雷达的稳定搜索。
1.1 搜索空域稳定的保持伺服系统接收舰摇信息,根据舰摇信息和天线方位值计算出不同仰角空域(大地坐标)对应的波束指向值(甲板坐标)及方位补偿值;资源调度器根据甲板坐标俯仰值及波位安排形成天线波束,同时送往信号处理供其形成点迹坐标使用;信号处理按不同波位的方位补偿值建立杂波图并形成目标录取点迹(甲板坐标);数据处理将收到的点迹变为大地坐标后再进行航迹跟踪处理。
经过处理后,雷达可均匀覆盖每一个俯仰搜索波位,并对监视和搜索到的目标保持连续跟踪。
数据处理将目标的甲板球坐标变换到大地球坐标,变换后可在大地坐标系下对目标进行跟踪。
其坐标变换方法[5]为:[]Ec R P Ac R P Ac P Ec E HEcR P Ac Ec P Ac Ec R P EcR Ac Ec R A sin cos cos )sin sin cos cos (sin cos arcsin sin cos sin cos cos cos sin cos sin sin sin sin sin cos cos arctan⋅⋅+⋅⋅-⋅⋅=+⋅⋅-⋅⋅+⋅⋅⋅⋅+⋅⋅= (1)式中,(A,E)为天线的大地球坐标,A为方位角,E为俯仰角;(Ac,Ec)为天线的甲板球坐标,Ac为方位角,Ec为俯仰角;(H,P,R)为船上平台罗经提供的船的姿态角,H为航向角,P为纵倾角,R为横倾角。
基于DSP的舰载搜索雷达稳定平台交流伺服系统的设计
１ 系统 整 体 结 构
本 文提 出 的舰 载 搜 索雷 达 稳 定 平 台伺 服 控 制 系统 是 一 个 全 闭 环 的位 置 随 动 系 统 ， 它分 为
纵 、 摇 两 部 分 。结 构 形 式 采 用 交 流 永 磁 同 步 电 横
前 的设 计 ， 部分 采用 的是单 片机 或者 是 Ｐ ０ 大 Ｃ１４ 控制 。本 文 提 出基 于 ＴＩ 司 数 字 信 号 处 理 芯 公
ＺＨＡＯ ｉ— ａ Ｄ Ｌｉ—ｏ ｇ Ｊｎ ｋ ｉ． Ａ ｎ ｒ ｎ 。
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维普资讯
２０ ０ ６年 ８ 月
舰 船 电 子 对 抗
Ｓ ＩＢ Ｈ Ｐ ＯＡＲＤ ＣＴＲ（ ＮＩ ＯＵＮＴＥＲＭ ＥＡＳ ＥｌＥ ） ＣＣ ＵＲＥ
Ａ ｕ ２ ０６ ｇ． ０
Ｖｏ． Ｏ １ ２９ Ｎ ．４
第 ２ ９卷 第 ４ 期
基 于 ＤＳ 的舰 载搜 索雷达 稳
赵 金 锴 笪林 荣 ，
（． １ 西安 电子 科 技 大 学 ， 安 ７ ０ ７ ； ． 舶 重工 集 团公 司 ７ ３ ， 州 ２ ５ ０ ） 西 １ ０ １ ２船 ２ 所 扬 ２０ １
摘 要 ： 出了一种基于 Ｄ Ｐ的舰 载搜 索雷达交 流伺 服控制 系统 的设 计方 法。采用 高速数字信 号处理芯 片 给 Ｓ
ＴＭＳ ２ Ｌ ２０ Ａ 作 控 制 主体 ， 流 变 频 器 和交 流无 刷 电 机作 驱 动 ， 用 先 进 的 数 字 ＰＤ 控 制 算 法 ， 成 全 ３０ Ｆ ４７ 交 采 Ｉ 组 数 字 交 流 伺 服 系统 ， 证 系 统 具 有 很 高 的 精 度 、 靠 的 稳 定 性 和 良好 的 可 扩 展 性 。 仿 真 试 验 表 明该 设 计 满 保 可
一种基于自抗扰控制技术的舰载雷达两轴稳定转台伺服系统
一种基于自抗扰控制技术的舰载雷达两轴稳定转台伺服系统张杰;孙晋先;刘丽【摘要】针对舰载雷达两轴稳定转台的特点,设计了以浮点型DSP为核心的控制模块,采用自抗扰控制技术实现了舰载雷达转台方位-俯仰两轴稳定控制.【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2015(035)002【总页数】4页(P52-55)【关键词】舰载雷达;伺服系统;自抗扰控制;DSP【作者】张杰;孙晋先;刘丽【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153【正文语种】中文【中图分类】TN959.72伺服控制系统是现代舰载雷达的重要组成部分，其控制精度、响应速度、可靠性及稳定性已成为雷达系统的关键性能指标。
近年来，舰载雷达探测性能不断提高，对雷达天线转台的控制性能提出了更高的要求。
为了弥补传统的PID控制算法在抗干扰方面的不足，进一步提高伺服系统的跟踪性能，本文基于自抗扰控制技术设计了一种以浮点型DSP为核心的控制系统，采用坐标变换技术实时补偿舰船摇摆姿态，完成舰载雷达方位-俯仰两轴稳定控制。
在方位-俯仰型两轴稳定舰载雷达天线转台中，方位轴与俯仰轴正交，伺服系统接收惯性导航系统的航向、纵摇及横摇信号，按指定的要求实现方位和俯仰两轴运动，保证雷达天线方位轴指向稳定及俯仰轴保持水平。
伺服系统基本组成如图1所示。
整个系统主要由方位控制和俯仰控制两部分组成。
这两部分的组成基本相同，主要由控制模块、执行机构和反馈回路组成。
控制模块以TMS320C6747芯片为核心，其主要功能是接收外部操控信号、姿态角信号、对反馈信号进行模数转换及编码、坐标变换、控制运算、数据编码等。
执行机构由高性能数字伺服电机驱动器、伺服电机和减速机组成。
反馈回路由消隙小模数齿轮组、测角电机和轴角编码器组成。
由于两轴稳定系统的坐标变换涉及大量的三角函数运算，故控制模块采用浮点型DSP芯片TMS320C6747作为处理器。
雷达天线稳定平台伺服系统设计与仿真
及正 方 向。
（ ）甲板坐 标系 ０一Ｘｒ ｃ ｒ，Ｏ 一 船艏 艉 １ ＹＺ Ｘｃ 方 向，船艏 为正 ；０Ｙ 一 垂直 甲板 平面 ，向上 为正 ； ｃ Ｏ ， 按 右手法 则 定义 。当无摇 摆时 ，目标 在 甲板 Ｚ 一
差 ，常 采 用 机 械 稳 定 或 电气 稳 定 的方 法 来 隔离 船
Ｄｅ ｉｎ ａ ｄ Ｓ ｍｕ ａｉｎ ｏ ｄ ｒ ｔｎ ａＳ ａ ｉ ｚ ｄＰ ａｆ ｒ Ｓ ｒ ｏ Ｓ ｓｅ ｓｇ ｎ ｉ ｌｔ ｎＲａ ａ ｅ ｎ ｔｂ ｌ ｅ ｌｔ ｍ ｅ ｖ ｙ ｔｍ ｏ Ａｎ ｉ ｏ
Ｈ ＵＡＮＧ ａ ｇ ｎ Ｌｉ ｎ ｂｉｇ
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控制 方 式 的优 点 是使伺 服 电机 出于微 振状 态 ，可 以 减 小 电机 死 区 ，改 善 静 态 精 度 和 低 速 运 行 的平 稳
一种舰载一维相控阵雷达阵面控制系统的设计方法
一种舰载一维相控阵雷达阵面控制系统的设计方法陈彦来;刘文政;高星【摘要】提出了一种舰载一维相控阵雷达阵面控制系统的设计方法,主要包括电子稳定平台的解算方法、收发通道的自动校准方法和收发波束指向的控制方法.电子稳定平台取代了机械稳定平台,降低了雷达阵面重量,提高了雷达可靠性;收发通道自动校准提供了一种利用雷达自身设备进行近场内监测的解决方案;同时也给出了一种采用查表法和计算法相结合的波束控制方法.本文方法具有一定的理论价值和工程应用价值.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2018(041)002【总页数】5页(P37-40,48)【关键词】舰载一维相控阵雷达;电子稳定平台;自动校准;波束控制【作者】陈彦来;刘文政;高星【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101;中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101;中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101【正文语种】中文【中图分类】TN958.920 引言一维相控阵雷达是当今世界海军广泛应用的一种三坐标舰载雷达，该体制雷达方位角采用机械扫描，俯仰角采用相控电子扫描，具备海空探测能力，可为舰船防御武器提供高质量的三维目标信息。
随着电子技术和软件无线电的发展，舰载一维相控阵雷达的阵面集成度越来越高，通常包含了雷达天线阵列、收发射频和中频通道、数字波束形成、混合数据光纤传输等模块，其阵面控制系统通常需要完成波束指向控制、收发通道幅相一致性校准、阵面工作时序控制和工作参数配置等功能，同时为了减轻天线阵面重量，阵面控制系统通常还需集成电子稳定平台解算功能，用以取代传统雷达的机械稳定平台。
本文介绍了一种舰载一维相控阵雷达阵面控制系统的设计方案，针对电子稳定平台解算方法、收发波束指向控制，收发通道自动校准方法等关键技术进行了详细描述。
1 雷达阵面的组成舰载一维相控阵雷达的天线阵面主要由雷达天线阵列、接收组件阵列、发射组件阵列、收发开关阵列、频率合成分机、波形产生模块、功分网络、数字波束形成模块、阵面控制系统等组成，其它还包括电源系统，环境控制系统、混合数据光纤传输系统等。
舰载雷达稳定平台设计说明书doc资料
舰载雷达稳定平台设计说明书目录1.引言 (2)2.稳定平台的性能要求 (2)3.稳定平台的组成及工作原理 (3)4.机电式稳定平台驱动系统传动形式 (4)5.舰载雷达稳定平台控制系统框图 (5)6.单片机的选择 (6)1)8051单片机基本组成 (7)2)复位电路及时钟电路 (8)7.外扩RAM的选择 (8)1)外存储器的选择 (8)2）SRAM6264与单片机的连接方法 (9)8.角位移传感器的选择 (10)9.A/D转换器的选择 (11)10.角位移传感器与A/D之间运放电路的设计 (12)11.陀螺仪的选用 (13)12.D/A转换器的选择 (15)13.DAC0832外接运算放大器的设计 (17)14.伺服单元以及交流伺服电机的选择 (18)15.电源的设计 (19)16.结语 (21)17.参考文献 (22)舰载雷达稳定平台设计说明书题目说明:两自由度稳定平台用于保证船载雷达不受海浪颠簸的影响,始终保持雷达底座得水平.使用时在运动平台上安装两个角位移传感器,实时检测平台的位姿.而后根据测量得到的平台转角包括俯仰和滚动角度,来控制电机进行角度补偿,从而保证上平台始终水平。
为保证控制精度，系统采用伺服电机作为驱动部分。
1、角位移传感器检测电路2、伺服电机驱动电路3、单片机及其接口电路4、系统结构图1. 引言舰载雷达的天线座通常由方位转台和双轴稳定平台组成。
它安装在舰艇桅杆的顶部，工作在海洋环境中。
由于舰艇以及安装在舰艇桅杆顶部的天线座和安装在天线座方位转台上的雷达天线受海上风浪的扰动而产生纵、横摇及垂荡(升沉)运动，使得方位水平基准不断地发生变化，而舰艇摇荡运动和遭遇风浪均属随机过程变量，使雷达天线探测波束受舰艇摇摆的影响而不稳定，常会使被探测目标丢失，所以舰载雷达通常必须设置稳定平台，使稳定平台的纵摇和横摇驱动系统补偿舰艇的摇摆运动，使方位轴的轴线和水平面保持垂直，从而保证天线在水平面内作方位旋转运动，目标也不会因舰艇摇摆而丢失，确保了对空、对海探测的精度，保证了舰载雷达的正常工作。
舰载雷达稳定平台基座优化设计
Vol. 43, No. 4Apr., 2021第43卷第4期2021年4月舰船科学技术SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY舰载雷达稳定平台基座优化设计严荣军(中国电子科技集团公司第二十研究所，陕西西安710068)摘 要：本文对某舰载雷达稳定平台基座在船摇、风载和振动载荷作用下的受力情况进行分析和计算。
运用有限元技术对原基座的载荷分布进行分析，同时对基座进行结构优化设计。
通过对优化后基座的有限元分析计算表 明其满足减重要求和船摇、风载和振动条件下的强度设计要求。
关键词：雷达基座；载荷分析；结构优化；有限元分析中图分类号：TN959 文献标识码：A文章编号：1672 - 7649(2021)04 - 0177 - 06 doi ： 10.3404/j.issn.l672 - 7649.2021.04.036Optimized design of a shipborne radar stabilization platform baseYAN Rong-jun(The 20 Institute of CETGC, Xi'an 710068, China)Abstract: This paper mainly calculated and analyzed the loads of the stable platform base of a shipborne radar under ship shaking, wind and vibration. The load distribution and structure of the original base was analyzed and optimized by us ing finite element method. Through the finite element analysis and calculation of the base after optimization, it was shown that the base met the design requirements of strength under the conditions of ship shaking, wind and vibration load.Key words: radar base ； load analysis ； structural optimization ； finite element analysis0引言舰载外露设备通常遭受着比较恶劣的环境和复杂 的载荷作用，如风载荷、惯性载荷、冰雪载荷、温差载荷，以及冲击、振动载荷等，考虑到设备的实际使用条件和特点，风载荷、惯性载荷和振动载荷是强度计算中的主要考虑因素在复杂的外载作用下，为保证设备的正常使用和安全性，设备结构需要具有足够的刚强度，同时受舰船空间尺寸和吨位的限制，对设备的尺寸及重量都有严格控制要求，因此设计时需要充分利用材料的力学性能，在结构上进行优化设 计。
船舶稳定平台解决方案
船舶稳定平台解决方案陀螺稳定平台（gyroscope-stabilized platform）利用陀螺仪特性保持平台台体方位稳定的装置。
简称陀螺平台、惯性平台。
用来测量运动载体姿态，并为测量载体线加速度建立参考坐标系，或用于稳定载体上的某些设备。
它是导弹、航天器、飞机和舰船等的惯性制导系统和惯性导航系统的主要装置。
稳定平台作为一种安放在运动物体上的设备，具有隔离运动物体扰动的功能。
稳定平台在航空航天、工业控制、军用及商用船舶中都有比较广泛的用途，例如航拍、舰载导弹发射台、船载卫星接收天线等。
船舶上工作面或者平台姿态检测，船载天线稳定平台系统，会应用倾角传感器定时（较长时间）读取数值，通过计算后，对稳定平台进行校正。
平台的实际运动由单片机控制外部机械装置以达到对稳定水平平台进行修正，以保证其始终处于水平状态。
某些倾角传感器作为船体液压调平系统中的反馈元件，提供高精度的倾角信号。
既可用于水下钻进也可用于水下开采等。
在国外，陀螺稳定跟踪装置被广泛应用于地基、车载、舰载、机载、弹载以及各种航天设备中。
20世纪40年代末，为了减少车体振动对行进间射击的影响，在坦克上开始安装火炮稳定器，从50年代起，双稳定器在坦克中得到了广泛的应用。
在英、美等国的先进武器系统中，基于微惯性传感器的稳定跟踪平台得到了广泛的应用，如美国的M1坦克、英国“挑战者”坦克、俄罗斯T-82坦克、英国“标枪”导弹海上发射平台和“海枭”船用红外跟踪稳定平台等，都采用了不同类型的稳定跟踪平台。
美国海军采用BEI电子公司生产的QRS-10型石英音叉陀螺，研制出WSC-6型卫星通讯系统的舰载天线稳定系统，工作12万小时尚未出现故障；Honeywell公司以红外传感器平台稳定为应用背景，研制的以GG1320环形激光陀螺为基础的惯性姿态控制装置，很好的满足了稳瞄跟踪系统的要求。
美军配装的Honeywell公司采用激光陀螺技术研制的自行榴弹炮组件式方位位置惯性系统(MAPS6000) ，在工作时可连续提供高精度的方位基准、高程、纵摇、横摇、角速率、经度和纬度输出，性能大大高于美军MAPS系统规范的要求。
舰载雷达天线稳定转台系统通用载荷计算软件的设计与开发_张毅
舰载雷达天线稳定转台系统通用载荷计算软件的设计与开发*张毅,陈伟**(南京船舶雷达研究所,江苏南京210003)摘要:通过对舰载雷达天线稳定转台系统典型载荷分析,并分别对各类载荷的计算方法进行了说明,最终形成舰载雷达天线稳定转台系统的通用载荷计算方法。
再将该通用载荷计算方法用软件进行实现,为准确快速构建雷达天线稳定转台系统方案提供了有力的支撑。
关键词:舰载雷达;天线稳定转台;载荷计算;软件中图分类号:TNTP311.52文献标识码:A文章编号:1009-0401(2008)04-0063-03The desi gn and devel opment of an un i versal soft w are of l oad calculati on for the antenna sta b ilizi ng p latfor m syste m of sh i p borne radarsZHANG Yi,CHEN W ei(N anjing M arine Radar Institute,N anjing210003,China)A bstract:An universa lm ethod ofm ak i n g load calculati o n of t h e antenna stabilizi n g p latfor m syste m o f sh i p bor ne radars is for m ed based on the ana l y sis o f typ ica l load of the stab ilizing p l a tfor m,and the de monstrati o ns of the ca lculation m ethods of a ll kinds of loads.Then the un i v ersal calcu lation m ethod is i m ple m ented v ia so ft w are,prov i d i n g a po w erf u l support for rapidly for m i n g the sche m e of the antenna stab ilizing p latfor m syste m of the radar.K eyw ords:sh i p borne radar;antenna stab ilizi n g platfor m;l o ad ca lculati o n;soft w are1引言在早期舰载雷达天线稳定转台系统的载荷计算中,首先由设计师对系统所受载荷进行分类,然后列出公式查找所需参数代入公式进行计算,这样的设计过程不仅效率不高,而且由于设计师计算时采用计算器等辅助工具容易出错,审核人员不易校核且参数修改不方便。
舰载雷达稳定平台设计说明书.docx
目录1.引言 (2)2.稳定平台的性能要求 (2)3.稳定平台的组成及工作原理 (3)4.机电式稳定平台驱动系统传动形式 (4)5.舰载雷达稳定平台控制系统框图 (5)6.单片机的选择 (6)1)8051单片机基本组成 (7)2)复位电路及时钟电路 (8)7.外扩RAM的选择 (8)1)外存储器的选择 (8)2）SRAM6264与单片机的连接方法 (9)8.角位移传感器的选择 (10)9.A/D转换器的选择 (11)10.角位移传感器与A/D之间运放电路的设计 (12)11.陀螺仪的选用 (13)12.D/A转换器的选择 (15)13.DAC0832外接运算放大器的设计 (17)14.伺服单元以及交流伺服电机的选择 (18)15.电源的设计 (19)16.结语 (21)17.参考文献 (22)舰载雷达稳定平台设计说明书题目说明:两自由度稳定平台用于保证船载雷达不受海浪颠簸的影响,始终保持雷达底座得水平.使用时在运动平台上安装两个角位移传感器,实时检测平台的位姿.而后根据测量得到的平台转角包括俯仰和滚动角度,来控制电机进行角度补偿,从而保证上平台始终水平。
为保证控制精度，系统采用伺服电机作为驱动部分。
1、角位移传感器检测电路2、伺服电机驱动电路3、单片机及其接口电路4、系统结构图1. 引言舰载雷达的天线座通常由方位转台和双轴稳定平台组成。
它安装在舰艇桅杆的顶部，工作在海洋环境中。
由于舰艇以及安装在舰艇桅杆顶部的天线座和安装在天线座方位转台上的雷达天线受海上风浪的扰动而产生纵、横摇及垂荡(升沉)运动，使得方位水平基准不断地发生变化，而舰艇摇荡运动和遭遇风浪均属随机过程变量，使雷达天线探测波束受舰艇摇摆的影响而不稳定，常会使被探测目标丢失，所以舰载雷达通常必须设置稳定平台，使稳定平台的纵摇和横摇驱动系统补偿舰艇的摇摆运动，使方位轴的轴线和水平面保持垂直，从而保证天线在水平面内作方位旋转运动，目标也不会因舰艇摇摆而丢失，确保了对空、对海探测的精度，保证了舰载雷达的正常工作。
基于内模原理的舰载雷达稳定平台控制研究
基于内模原理的舰载雷达稳定平台控制研究庄文许;张毅;翁健光【摘要】舰载雷达稳定平台具有两个自由度,分别用于补偿舰体的纵横摇角度,同时还要克服摇摆运动导致的惯性力矩.此外,负载惯量随天线转动而变化.舰船的摇摆运动可以看作由若干正弦信号叠加而成.针对一类已知频率信息的摇摆运动,设计了基于内模原理的控制律.仿真结果表明,该控制律补偿舰体耦合扰动效果明显,系统稳态跟踪误差指数收敛至原点,且对摇摆运动的振幅、相位和负载转动惯量具有较强的鲁棒性.【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2014(034)003【总页数】5页(P43-47)【关键词】舰载雷达;稳定平台;内模原理;鲁棒性【作者】庄文许;张毅;翁健光【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153【正文语种】中文【中图分类】TN959.72现代军事需求对舰载雷达系统的扫描精度和稳定性提出了较高要求。
某雷达结构采用两自由度稳定平台分别补偿舰体的纵向和横向摇摆运动。
在舰载雷达伺服系统中，一个突出问题是舰体的纵横摇摆从动力学和运动学两个方面影响伺服控制器的性能。
由于自适应内模的发展[1-3]和观测器理论的应用[4,6]，内模控制在舰船设备的伺服系统中得到了广泛应用。
Marconi和Isidori等将文献[1]和[2]的成果应用到舰载飞行器自动降落控制中，控制飞行器在安全高度与甲板同步振荡后，实现了飞行器的安全降落[5]；Messineo等在海洋起重机的研究中，通过对标称内模引入自适应观测器和外部干扰预测模型，获得了稳定的提升过程[6]。
舰船的倾斜摇摆可以看作是中性稳定的，内模原理在控制系统中用于构造系统的前馈控制量，使(最小相位)系统的状态轨迹沿着零误差流形滑动，进而获得良好的跟踪性能。
本文针对一类已知频率信息但相位和幅值均未知的输入信号，即舰艇的摇摆运动，设计了基于内模原理的控制律。
舰载雷达信号处理器系统硬件设计
散热模块设计： 包括散热器、风 扇、散热片等
硬件电路设计： 包括电源管理、 散热控制等
实现方式：采用 模块化设计，便 于维护和升级
电源及散热模块的性能指标和测试结果
散热模块性能指标：散热效 率、温度分布、噪音等
电源测试结果：稳定性、可 靠性、安全性等
电源性能指标：电压、电流、 功率、效率等
散热模块测试结果：散热效 果、噪音水平等
03
系统硬件架构
舰载雷达信号处理器系统的硬件组成
信号接收器：接收雷达信 号
信号处理单元：对信号进 行放大、滤波、解调等处 理
信号分析单元：对处理后 的信号进行分析，提取有 用信息
信号输出单元：将分析结 果输出到显示器或控制设 备
电源单元：为系统提供稳 定的电源
散热单元：保证系统在长 时间工作下的散热需求
08
系统集成与测试
系统集成的方法和步骤
硬件设计： 选择合适 的硬件组 件，如处 理器、存 储器、接 口等
软件设计： 编写相应 的软件程 序，如操 作系统、 应用软件 等
集成测试： 将硬件和 软件集成 在一起， 进行功能 测试和性 能测试
系统调试： 对系统进 行调试， 解决可能 出现的问 题和故障
05
数据处理模块设计
数据处理模块的功能和作用
数据处理：对采集到的数据 进行滤波、放大、压缩等处 理
数据存储：将处理后的数据 存储到存储器中
数据采集：从雷达接收信号， 进行预处理
数据传输：将处理后的数据 传输到其他模块或设备
数据处理算法的选择和实现方式
选择合适的数据处理算法，如FFT、FIR、IIR等 考虑算法的计算复杂度和实时性要求 设计高效的数据处理模块，如采用并行处理、流水线处理等方法 实现数据处理算法的硬件结构，如采用FPGA、DSP等硬件平台 验证数据处理算法的性能和稳定性，如进行仿真测试、实际测试等
舰载搜索雷达稳定平台控制系统设计
舰载搜索雷达稳定平台控制系统设计程小平【摘要】在舰载搜索雷达中,采用现场可编程门阵列（FPGA）和数字信号处理（DSP）芯片为硬件基础。
运用改进型比例积分微分（PID）控制算法,实现稳定平台控制系统数字化设计,提高了系统性能和可靠性。
%In shipborne search radar,field programmable gate array（FPGA） and digital signal processing （DSP） chip are used as a hardware foundation.This paper uses the reformative proportion integral differential（PID） conrol algorithm to realize the digital control system design for stabilized platform,which improves the capability and reliability of the system.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2012(035)004【总页数】3页(P108-110)【关键词】稳定平台;现场可编程门阵列;数字信号处理;比例积分微分【作者】程小平【作者单位】船舶重工集团公司723所,扬州225001【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言舰载搜索雷达稳定平台为雷达天线提供了一个不受船体摇摆干扰的安装平面，使雷达方位角与大地坐标保持一致，是影响雷达战技性能的重要组成部分之一。
随着现代电子技术的发展，雷达稳定平台控制系统不断向小型化、数字化方向发展。
本文从工程应用角度出发，利用大规模可编程器件——现场可编程门阵列（FPGA）和面向运动控制数字信号处理（DSP）芯片为硬件基础，采用改进型比例积分微分（PID）控制算法，实现了高可靠、高精度的全数字、小型化稳定平台控制系统设计方案。
舰载稳定跟踪平台的设计与控制
舰载稳定跟踪平台的设计与控制陈立坡【摘要】本文创新性地设计了一种新型的舰载稳定跟踪平台.稳定跟踪平台采用串联双轴机构实现方位与俯仰的跟踪,采用三自由度并联机构实现纵横摇的稳定功能.本文对舰载稳定跟踪平台进行了详细的结构设计,并基于RTX实时操作系统设计了平台的稳定与跟踪控制系统.基于真实样机测量了平台的动态跟踪精度、稳定频率与动态稳定精度.实验结果证实了本文设计的稳定跟踪平台系统良好的稳定跟踪性能.【期刊名称】《火控雷达技术》【年(卷),期】2018(047)004【总页数】5页(P85-89)【关键词】舰载;稳定跟踪平台;结构设计;控制系统【作者】陈立坡【作者单位】92785部队河北秦皇岛066200【正文语种】中文【中图分类】TN95;TP271+.20 引言舰船在航行过程中，由于海浪不规则运动的影响，会有某一频率和幅值的运动[1]，这种不规则运动会造成舰船上武器装备性能指标的下降，有时甚至丧失作战效能。
稳定跟踪平台[2-3]由于能够克服舰船的波动，通过高精度的传感器实时测量舰船的摇摆信息，能够精准的保证动态基准的精度，因此，在现代舰船武器系统中得到广泛的应用。
本文通过创新性的选用串并联机构的方式实现了稳定与跟踪功能。
稳定跟踪平台[4-5]主要由并联自稳转台、串联双轴跟踪转台以及控制系统组成。
串联双轴跟踪转台主要功能是方位轴、俯仰轴自动跟踪，以达到跟踪舰船目标的目的；自稳转台主要实现纵摇横摇两轴稳定的功能，为双轴跟踪转台提供稳定的基座；控制系统主要实现跟踪转台与自稳转台的运动控制，并通过借助传感检测系统与外部通讯系统，实现平台的稳定功能以及目标自动跟踪功能。
1 稳定跟踪平台结构设计舰载稳定跟踪平台由自稳转台、双轴跟踪转台、负载、电视跟踪设备、测控柜和测控系统等六大部分组成，如图1所示。
自稳转台是一个多自由度并联结构平台，用于实现纵、横摇两轴稳定的功能，主要由上平台、电动缸、球铰、下万向铰、约束分支、下平台组成，以双轴跟踪转台、用户负载和电视跟踪设备安装于上平台安装面，安装面的尺寸和安装空间可根据负载的安装要求进行确定。
舰载雷达天线转台系统的装配设计及运动仿真_刘长海
舰载雷达天线转台系统的装配设计及运动仿真X刘长海(南京船舶雷达研究所,江苏南京210003)摘要:通过一个雷达天线稳定转台系统的装配设计及运动仿真的实例,介绍了I-DEAS软件的部分功能和利用I-DEAS环境实现机械系统装配过程及动态仿真的简易方法。
关键词:天线;转台系统;实体造型;装配设计;运动仿真;干涉检查中图分类号:TN957.8文献标识码:A文章编号:1008-5300(2002)01-0017-05Assembly Design and Dynamic Simulation ofAntenna Rotating Platform System of Shipborne RadarLiu C hanghai(N anj ing Mar ine Radar I nstitute,Nanj ing210003,China)Abstract:The partial functions of the I-DEAS softw are and the simple method of achiev ing the as-sembly process and dynamic simulation about a mechanical system are introduced in this paper,by cre-ating an instance of the assembly and simulation of the antenna rotating platform system.Key Words:Antenna;Rotating platform system;Substantialistic modelling;Assembly design;Dynamic simulation;Interference examining1前言据统计,在工业化国家产品生产过程中,大约1/3左右的人力在从事有关产品装配的活动,超过40%以上的生产费用用于产品装配。
舰载相控阵搜索雷达电子稳定平台的设计与实现
舰载相控阵搜索雷达电子稳定平台的设计与实现作者：秦琨张兢晶来源：《数字技术与应用》2017年第11期摘要：电子稳定平台可以为舰载相控阵搜索雷达提供消除船体摇摆的手段，本文首先阐述了其工作原理，然后介绍了实现搜索雷达天线电子稳定平台时需注重的设计要点。
关键词：舰载雷达；一维相扫雷达；稳定平台中图分类号：TN958.92 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）11-0133-02舰载搜索雷达主要功能是为全舰提供空情的警戒以及对目标的搜索、建航和跟踪等，针对复杂电磁环境的现状和提供高精度目标指示的需求，采用一维相控阵扫描的三坐标雷达已成为搜索雷达的发展趋势。
舰载雷达面临的一大设计难题就是要克服舰的摇摆对雷达测量精度、探测空域带来的影响。
应用电子稳定技术，可以取消原有笨重的天线稳定平台[1]，减轻天线重量，提高系统可靠性。
1 工作原理舰载搜索雷达电子稳定平台并不是一个专门的设备，而是依靠相控阵雷达资源调度器、伺服系统、数据处理器、信号处理器等分系统协同工作来实现雷达的稳定搜索。
伺服系统接收舰摇信息，根据舰摇信息和雷达天线方位值计算出不同仰角空域（大地坐标）对应的波束指向值（甲板坐标）及方位补偿值；资源调度器根据甲板坐标俯仰值及波位安排形成天线波束，同时送往信号处理供其形成点迹坐标使用；信号处理按不同波位的方位补偿值建立杂波图并形成目标录取点迹（甲板坐标）；数据处理将收到的点迹变为大地坐标后再进行航迹跟踪处理。
按照图1所示的方法，雷达可均匀覆盖每一个俯仰搜索波位，并对监视和搜索到的目标保持连续跟踪。
2 设计要点2.1 系统通信采用电子稳定平台，雷达伺服系统应实时采集舰参数，并将有关数据及时传输给相关的分系统，确保雷达正常工作。
电子稳定平台的信息流转，可以利用雷达内部建立的数据传输链路实现。
如图2所示。
雷达天线方位波束驻留时间内，俯仰角从低到高扫描一次为一帧，通信周期即为一帧时间，电子稳定平台的信息在一帧内应完成一次交互。
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一 一
ｌ
控 制 器
ｌ 系 统 组 成 和 硬 件 设 计
舰 载 搜索 雷达稳 定平 台控 制系统 接收舰 艇摇 摆 信号 ， 并检 测平 台实 时摇摆 角度 ， 由此 得到误 差信 号 来执 行控 制算法 ， 制 平 台快 速 跟 踪 船体 的纵 横 摇 控 摆 ， 平 台保持水 平 ， 原 理框 图如 图 １所示 ｌ 。系 使 其 １ ］
ｐ ａ ｆ ｒ ， ｈ ｃ ｍ ｐｒ ｖ ｓ ｔ ａ ｂ ｌｔ ｎｄ ｒ ｌ ｂｉｉｙ ｏ ｈｅ ｓ ｔ ｍ ． ｌ ｔｏ ｍ ｗ ｉ ｈ ｉ ｏ ｅ ｈｅ ｃ ｐａ ｉｉｙ ａ ｅｉ ｌ ｆｔ ｙｓ ｅ ａ ｔ
Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ａ ｌ ｅ ａ ｆ ｒ ； ｉｌ ｒ ｇｒ ｍｍａ ｅ ｇａ ｅ ａ ｒ ｙ； ｉ ｉａ ｉ ｎａ ｒ ｅ ｓｎｇ； ｏ ｏｒ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ： ｔ ｂｉｉ ｄ ｐｌｔ ｏ ｍ ｆｅｄ ｐ ｏ ａ ｚ ｂｌ ｔ ｒ ａ ｄ ｇ ｔ ｌ ｓｇ ｌｐ ｏｃ ｓ ｉ ｐｒ ｐ ｔｏｎ
ｉ ｔ ｇ ａ ｉ ｅ ｅ ｔａ ＰＩ ｎ ｅ ｒ ｌ ｆ ｒ ｎ ｉｌ（ Ｄ）ｃ ｎ ｏ ｌ ｏ ｉｈ ｔ ｅ ｌ ｅ ｔ ｅ ｄ ｇ ｔ ｌ ｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｅ ｉ ｎ ｆ ｒｓ ａ ｉ ｚ ｄ ｄ ｆ ｏ ｒ ｌ ｇ ｒｔ ｍ ｏ ｒ ａ ｉ ｈ ｉ ｉａ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ｅ ｄ ｓｇ ｏ ｔ ｂ ｌ ｅ ａ ｚ ｓ ｉ
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从 工程 应 用 角度 出发 ， 利用 大 规 模 可编 程器 件—— 现 场可编 程 门阵列 （ Ｐ Ａ） 面 向运 动控 制 数字 信 Ｆ Ｇ 和 号处 理 （ Ｓ ） 片为 硬 件基 础 ， ＤＰ 芯 采用 改 进 型 比例 积 分微 分 （ Ｉ ） 制算 法 ， ＰＤ 控 实现 了高 可靠 、 精 度 的全 高 数字 、 型化稳 定平 台控制 系统 设计 方案 。 小 ｌ 兰垫 ｌ 堕 ・
关键 词 ： 稳定平 台； 现场可编程门阵列 ； 数字信号处理 ； 比例积分微分
中 图 分 类 号 ： Ｐ ７ Ｔ ２３
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：Ｎ ２１１（０２０ １８０ Ｃ ３—４３２１）４００ ３
Ｃｏ ｒ ｌＳ ｓ ｅ ｓ ｇ ｆ Ｓ ａ ｉｉ ｅ ａ ｆ ｒ ｎ Ｓ ｉ ｏ ｎｅ Ｓ ａ ｃ ｄ ｒ ｎｔ ｐｂ ｒ ｅ ｒ ｈ Ｒａ ａ
ＣＨ ＥＮ Ｇ ａ — ｉ ｇ Ｘｉ ｏ ｐ ｎ
（ Ｔｈｅ ７ ３ Ｉ ｔｔ ｅｏｆＣＳ Ｃ ， ｎｇ ｈ ２５ ０１， ２ ｎｓ ｉｕｔ Ｉ Ｙａ ｚ ｏｕ ２ ０ Ｃｈｉ ） ｎａ
Ａｂｓｒ ｃ ： ｎ ｓ ｉ ｏｒ ｅ ｓ ａ ｃ ａ ａ ， ｉｌ ｏ ｒ ｍ ｍａ ｌ ａ ｅ ａ ｒ ｙ （ ｔａ ｔ Ｉ ｈ ｐｂ ｎ ｅ ｒ ｈ ｒ ｄ ｒ ｆｅｄ ｐｒ ｇ ａ ｂ ｅ ｇ ｔ ｒ ａ ＦＰＧＡ ）ａ ｉ ｉａ ｉ ｎａ ｏ ｎｄ ｄ ｇ ｔ ｌｓｇ ｌｐｒ —
ｉ ｅ ａ ｉｆ ｒ ｎｔａ ｎｔ ｇｒ ｌｄ ｆ ｅ ｅ ｉ ｌ
０ 引 言
舰 载 搜 索 雷 达 稳 定 平 台 为 雷 达 天 线 提 供 了 一 个
统采用 交流伺 服 电机 为 驱 动 执行 单 元 ， 以驱 动 器 为 电机功 率驱 动部 分 ， 以无 刷 双 通 道 旋转 变 压 器 为 位 置检测 单元 ， 以旋 转 变压 器 数 字转 换 器 （ Ｃ） 块 ＲＤ 模 实时解 算纵横 摇位 置信 号 ， Ｆ Ｇ 和 Ｄ Ｐ芯 片为 以 Ｐ Ａ Ｓ
２１ ０ ２年 ８月
舰 船 电 子 对 抗
ＳＨ Ｉ ＰＢＯＡ ＲＤ ＥＬＥＣＴ Ｒ（Ｎ Ｉ Ｃ０ Ｕ ＮＴ ＥＲＭ ＥＡ Ｓ Ｒ Ｅ ） Ｃ Ｕ
Ａ ｕｇ ２０ ２ ． ｌ
Ｖｏ１ ３ ＮＯ． ．５ ４
第 ３ ５卷第 ４期
舰 载搜 索 雷达 稳定 平 台控 制 系统设 计
程 小 平
ｃ ｓ ｉｇ （ ｅ ｓｎ ＤＳＰ） ｃ ｉ ｒ ｅ ｓａ ｈａ ｄ ａ ｅ ｆ ｕｎ ｔｏ Ｔ ｈ ｓ ｐ ｐｅ ｓ ｓ ｔ ｅ ｏ ｍ ａ ｉ ｅ ｐｒ ｐ ｔｏｎ ｈ ｐ ａ ｅ ｕｓ ｄ ａ ｒ ｗ ｒ ｏ ｄａ ｉ ｎ． ｉ ａ ｒ ｕ ｅ ｈｅ ｒ ｆ ｒ ｔｖ ｏ ｏｒ ｉ
核 心完 成控制 系统 数据 管理 、 算 。 计
不受 船体 摇摆 干扰 的安 装 平 面 ， 雷 达 方 位 角 与大 使
地 坐 标 保 持 一 致 ， 影 响 雷 达 战 技 性 能 的 重 要 组 成 是
部 分之一 。随着现 代 电子技 术 的发 展 ， 达稳 定 平 雷
台 控 制 系 统 不 断 向 小 型 化 、 字 化 方 向 发 展 。本 文 数
（ 舶 重 工集 团公 司 ７ ３所 ， 州 ２ ５ ０ ） 船 ２ 扬 ２ ０ １
摘要： 在舰载搜索雷达 中， 采用现场可编程 门阵列（ Ｐ Ｆ ＧＡ） 和数 字信 号处理 （ Ｓ ） Ｄ Ｐ 芯片为硬 件基础 。运用 改进 型 比
例 积 分 微 分 （ Ｉ ） 制 算 法 ， 现稳 定 平 台控 制 系统 数 字 化 设 计 ， 高 了 系统 性 能 和 可靠 性 。 ＰＤ 控 实 提
图 １ 稳 定 平 台 系 统 原 理 框 图
系 统 中 Ｄ Ｐ芯 片 采 用 的 是 Ｔ Ｓ ２ Ｃ ８ 系 列 Ｓ Ｍ ３０ ２ Ｘ ＴＭ￥ ２ Ｆ ８ ２芯 片 ， 系 列 ＤＳ 芯 片 面 向 运 动 控 ３０ ２ １ 该 Ｐ