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车载雷达车座平台全自动调平系统的设计与实现

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第一章 绪论

1.1 前言

1.2 雷达天线车座调平系统结构

1.2.1 机电式雷达天线车座调平系统结构

1.2.2 液压式雷达天线车座调平系统结构

1.3 国内外研究现状以及发展

1.4 课题来源及本文的主要工作

1.4.1 课题来源

1.4.2 本文开展的意义和工作

第二章 机电式车载天线车座平台建模

2.1 概述

2.2 车座平台静力学分析

2.2.1 车座平台水平状态下的静态模型

2.2.2 车座平台非水平状态下的静态模型

2.3 平台支腿模型

2.3.1 驱动电机传递函数

2.3.2 减速器传递函数

2.3.3 丝杆、丝母传递函数

2.3.4 调平支腿传递函数

2.4 调平平台水平角变化与调平支腿伸长量关系

2.5 平台水平角精度模型

2.5.1 三点式平台

2.5.2 四点式平台

2.6 调平策略研究

2.6.1“追逐式”调平法,最高点不动

2.6.2“追逐式”调平法,最低点不动

2.6.3“中心点不动”调平法

2.6.4“设定点不动”调平法

2.6.5 角度误差调平法

2.7 虚腿问题研究

2.7.1 最高支腿的判断规则

2.7.2 最低支腿的判断规则

2.7.3 平台的调平方法

2.7.4 调平后支腿测试性上升

2.8 小结

第三章 神经网络在自动调平控制系统中的应用研究

3.1 概述

3.1.1 神经网络的结构与类型

3.2 神经网络误差补偿预测模型的建立

3.2.1 网络结构

3.2.2 GCAQBP学习算法的推导

3.3 神经网络调平系统控制系统仿真

3.3.1 神经网络工具箱

3.3.2 控制系统仿真

3.4 小结

第四章 系统的总体设计方案

4.1 概述

4.1.1 系统设计要求

4.1.2 系统结构选择

4.2 几种系统结构的比较与选择

4.2.1 力传感器结构

4.2.2 超声波测距传感器结构

4.2.3 红外传感器结构

4.3 本系统结构与原理

4.3.1 系统传感器

4.3.2 控制器

4.3.3 显示屏

4.4 小结

第五章 自动调平系统程序设计与实现

5.1 概述

5.2 汇编语言简介

5.3 系统构成

5.4 人机界面单元驱动程序设计与实现

5.4.1 开机自检模块

5.4.2 全自动调平界面

5.4.2 半自动调平界面

5.4.3 自动举升、自动收藏模块

5.4.4 工作参数模块

5.4.5 系统参数设置模块

5.5 系统主控程序设计

5.5.1 全自动调平处理程序

5.5.2 在平面坐标中,各个方向偏高处理程序

5.5.3 水平状态自动微调处理程序

5.5.4 测试性上升程序

5.6 小结

第六章 调平系统的编译与设备

6.1 概述

6.2 程序编译与控制调试

6.3 程序实验设备及其实验台介绍

6.3.1 实验设备介绍

6.3.2 实验台介绍

6.4 实验方式与结果

6.5 小结

第七章 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 工作展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文、攻读硕士学位期间的科研项目

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摘要

本文主要研究高精度平台的调平控制系统,分析了其性能要求及其支撑系统,综合了一套集硬件与软件为一体的利用AT89C4051实现高精度平台的调平系统,实现了平台的快速、稳定、高精度的调平。本文主要有以下几个内容:
   首先,建立了高精度平台的静力学模型,分别在水平状态下和非水平状态下建模。分析了平台在两种状态下支腿受力与平台倾斜角、平台跨度等方面的联系。对几种调平策略进行比较分析,确定出本系统的调平方式--保持最高点不动的“追逐式”调平法。这种方法具有调平精度高、可靠性好、调平速度快等优点。通过比较三支腿调平方式与四支腿调平方式的差别,分析得到虚腿产生的原因,针对该问题提出了解决虚腿的方法,即通过调平前判断最低支腿,调平后充实最低支腿。该方法与传统的调平方式即针对每条支腿找实的优点在于,调平后只对一条支腿充实,维护好了平台调平后的水平状态,此时的微调不会对平台带来较大的变动。另外针对四条支腿按一定顺序来充实,该方式只需找实三条支腿,缩短了调平时间。
   其次对调平系统进行了分析、建模。利用神经网络对平台变形补偿,并在matlab下对该补偿进行仿真分析,得出该补偿方式及控制结构具有较高的控制精度、较快的收敛速度和一定的抗干性的优点。
   再次,根据系统设计要求、设计原则、技术指标的综合分析,确定选用基于C51单片机的机电式支腿控制系统,然后通过对系统的组成及原理进行分析,设计出总体调平方案。在该系统调平方案中,调平过程完全依赖于水平传感器与单片机的实时通信,这大大简化了系统的结构,为系统可靠运行奠定了基础。
   最后对系统软件设计部分编程,将讨论的算法、调平过程及原理编写到程序中,并进行整合、编译和链接。将生成的HEX程序文件下载到单片机中,在镇江金辰通信公司的试验台上实验。实验后证明系统满足了调平需求。

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