基于DSP的雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)

孟春林

摘要

隨著科技的發(fā)展，我國的雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)已經(jīng)取得了顯著的發(fā)展， 其中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對的比較簡單， 相應(yīng)的控制也更加的便易， 在具體的運行過程中其效率也可以達(dá)到預(yù)期的效果， 本文針對DSP展開研究， 從而對雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)展開深入的分析， 提出相應(yīng)的控制策略。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字信號處理器 雷達(dá)伺服控制系統(tǒng) 策略

雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)主要應(yīng)用的領(lǐng)域更加的廣泛，例如數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用，還有現(xiàn)代戰(zhàn)爭中特種設(shè)備的應(yīng)用，更加廣泛的就是雷達(dá)天線的使用，而DSP指的就是數(shù)字信號處理器，這是一種全新的控制器件，依據(jù)數(shù)字信號處理器展開設(shè)計可以幫助系統(tǒng)確定組件中的元器件，使得雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)更加的完善。

1系統(tǒng)主要部件的設(shè)計

伺服機(jī)的選擇是設(shè)計的核心和關(guān)鍵，伺服機(jī)的備選種類有很多種，而永磁同步電動機(jī)比起其他電動機(jī)具有很大的優(yōu)勢，通過考察永磁同步電動機(jī)的優(yōu)點進(jìn)行型號的選擇。在結(jié)構(gòu)方面，永磁同步電動機(jī)具有優(yōu)化的作用，由于技術(shù)的發(fā)展帶動了永磁體的出現(xiàn)，在性能方面，永磁體能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器的磁性保持不變，機(jī)器運作的穩(wěn)定性能更加的高，其控制的精度也有了質(zhì)的飛躍。

這種伺服機(jī)的抗干擾能力也是不容小覷的，依據(jù)原有的設(shè)計原理，可以實現(xiàn)機(jī)器的運行速度穩(wěn)定，更為可貴的是能夠和控制電源的頻率一致，因此在速度方面的控制只需要改變電源的頻率即可。在實際的工作中，如果負(fù)載的變化較大，其抗干擾的特性表現(xiàn)的更加的突出，而且這種電機(jī)的能耗相對的較小，能夠幫助系統(tǒng)節(jié)能。

2雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計

2.1伺服系統(tǒng)設(shè)計

伺服系統(tǒng)是整個控制系統(tǒng)的核心部分，這一系統(tǒng)又被稱作隨機(jī)系統(tǒng)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制，系統(tǒng)的輸出量可以表達(dá)輸入量，并且其精度極高，同時能夠有效的利用負(fù)反饋，實現(xiàn)閉環(huán)控制系統(tǒng)，這一系統(tǒng)有著自身的任務(wù)，就是調(diào)控控制信號，而且對信號的變化可以進(jìn)行追蹤，將系統(tǒng)的功率進(jìn)行放大處理，對于驅(qū)動裝置能夠靈活的加以控制。

在具體的設(shè)計過程中，必須應(yīng)用到DSP芯片，這一芯片可以用作控制器的核心芯片，能夠幫助系統(tǒng)實現(xiàn)三閉環(huán)，在控制和計算方面有著巨大的作用，這種芯片具有高性能和多功能的特點，系統(tǒng)的控制精度能夠得到顯著的提升。利用數(shù)字信號處理器可以幫助系統(tǒng)進(jìn)行有效的設(shè)計，在數(shù)據(jù)通信方面可以實現(xiàn)基本的變量采集，外圍電路的設(shè)計就有了基本的設(shè)計方向。

2.2主回路設(shè)計

本系統(tǒng)的主回路設(shè)計是整體設(shè)計中的關(guān)鍵，具體應(yīng)用的電壓形式可以使交流-直流-交流，在工作的時候，整流器發(fā)揮著巨大的作用，交流可以通過整流器向直流轉(zhuǎn)化，之后可以利用電容實現(xiàn)逆變電路的轉(zhuǎn)化，直流就能再次的轉(zhuǎn)化成交流，電動機(jī)就能夠獲得永久的交變電流，在主回路的設(shè)計當(dāng)中，還包含三個環(huán)節(jié)電路的設(shè)計。

整流電路的設(shè)計需要將交流電轉(zhuǎn)化成為直流電，直流的電壓主要是通過逆變器提供的，通過整流電路的設(shè)計可以實現(xiàn)二極管的整流，單相的交流可以轉(zhuǎn)化成為直流，這種電路的耐壓性極其的良好，能夠承受住一千六百伏的電壓。濾波電路的設(shè)計可以幫助電路的電壓更加的穩(wěn)定，具體的方法需要串聯(lián)電阻，時間繼電器的應(yīng)用也是不可缺少的。

而逆變電路的設(shè)計是主回路設(shè)計中最主要的部分，這一電路可以將濾波電路中的電壓進(jìn)行從直流到交流的轉(zhuǎn)換，此電路的設(shè)計還容納了保護(hù)電路和驅(qū)動電路的設(shè)計，如果電路中發(fā)生了故障，相關(guān)的報警信號就能夠及時的傳遞回DSP芯片當(dāng)中，系統(tǒng)會及時的做出反應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)瞬時保護(hù)，整體的系統(tǒng)不會被損害。

3雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計

3.1開發(fā)環(huán)境設(shè)計

軟件的開發(fā)自然離不開環(huán)境設(shè)計，DSP集成開發(fā)環(huán)境可以為系統(tǒng)的軟件設(shè)計提供良好的基礎(chǔ)，這一開發(fā)環(huán)境可以利用編制程序進(jìn)行，C語言是不可缺少的，良好的開發(fā)環(huán)境還可以為系統(tǒng)的建設(shè)提供有價值的工具，例如程序的調(diào)試和分析工具，通過有效的編程還可以實現(xiàn)程序的優(yōu)化，DSP系統(tǒng)的開發(fā)可以有效的減少軟件的設(shè)計時間，數(shù)字信號處理系統(tǒng)需要程序員進(jìn)行反復(fù)的測試，測試合格之后才能夠投入到試運行中。

3.2主程序設(shè)計

在主程序的設(shè)計當(dāng)中，最主要的就是對電動機(jī)的檢測，坐標(biāo)的建立是以矢量為基礎(chǔ)的，應(yīng)用有效的控制法對定子電流加以控制，還能夠?qū)崿F(xiàn)變頻調(diào)速，對于電動機(jī)的控制，可以通過檢測轉(zhuǎn)子來實現(xiàn)。當(dāng)整個系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位的時候，可以通過主程序發(fā)出相應(yīng)的指令，整個系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境的初始化，系統(tǒng)的端口也可進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)置，當(dāng)變量產(chǎn)生變化之后，就進(jìn)入最主要的轉(zhuǎn)子位置角的檢測，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入子程序運作時，中斷處理信號聚會發(fā)出。

3.3中斷程序設(shè)計

中斷程序的設(shè)計主要是依靠電機(jī)控制完成的，當(dāng)定時器的計數(shù)值達(dá)到一定程度之后就會促使軟件的CPU展開中斷請求，當(dāng)系統(tǒng)的中斷請求被允許之后，就會對相應(yīng)的電流進(jìn)行控制，電壓的采樣工作也會繼續(xù)，通過中斷程序的設(shè)計可以完全的實現(xiàn)對電機(jī)進(jìn)行控制。如圖1。

4系統(tǒng)實現(xiàn)控制的策略

在系統(tǒng)實現(xiàn)控制的過程中，運用磁場定向適量控制是最有效的方式，這一策略的應(yīng)用依據(jù)仍舊是永磁同步電動機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)子的磁場發(fā)生轉(zhuǎn)變的時候，其內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)主要受兩方面的控制，其中一方面就是勵磁電流，另外一方面是轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的電流，通過線性調(diào)節(jié)器可以有效的幫助系統(tǒng)完成設(shè)計，線性控制理論的應(yīng)用也就能夠取得一定的成效。

應(yīng)用電動機(jī)的矢量控制也不失為一個好的方法，這一控制策略具體分為兩種方法，一種是開環(huán)控制，另外一種是閉環(huán)控制，在不安裝速度調(diào)節(jié)器的情況下，系統(tǒng)只能夠?qū)崿F(xiàn)開環(huán)調(diào)速，電流的矢量可以作為坐標(biāo)的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的控制。

5結(jié)論

總結(jié)而言，基于數(shù)字信號處理器的雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計還需要多方面的改進(jìn)，例如電動機(jī)參數(shù)方面的變化需要進(jìn)一步的調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)的設(shè)計需要技術(shù)人員進(jìn)行改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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