雷達(dá)伺服系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)闡述

王順山

摘要：在雷達(dá)伺服系統(tǒng)中，會(huì)涉及到多線程技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)等，針對(duì)此類技術(shù)需要相關(guān)工作人員能夠有正確認(rèn)識(shí)，為后續(xù)雷達(dá)伺服系統(tǒng)應(yīng)用提供保障。在這一過程中，可以通過明確功能要求、掌握系統(tǒng)組成等方式，更好完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)伺服系統(tǒng);關(guān)鍵技術(shù);伺服控制分機(jī)

雷達(dá)伺服系統(tǒng)因?yàn)樽陨韮?yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用在不同領(lǐng)域中，比如，將其應(yīng)用在氣象測(cè)量領(lǐng)域、衛(wèi)星測(cè)量等領(lǐng)域中。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，不同領(lǐng)域的工作逐漸增加、工作環(huán)境也朝著復(fù)雜化方向發(fā)展，這使得人們對(duì)于雷達(dá)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性、跟蹤精度等有著更高要求。也因此人們開始加大對(duì)雷達(dá)伺服系統(tǒng)的研究力度，促使很多先進(jìn)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在雷達(dá)伺服系統(tǒng)中，這對(duì)于系統(tǒng)性能完善能夠起到良好推動(dòng)作用。雷達(dá)伺服系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能夠確保自身穩(wěn)定，同時(shí)跟蹤精度能夠得以提升，將社會(huì)發(fā)展對(duì)于雷達(dá)伺服系統(tǒng)的需求在最大程度上滿足。

1、雷達(dá)伺服系統(tǒng)分析

雷達(dá)伺服系統(tǒng)屬于一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，主要是因?yàn)樵谄渲谐錆M很多未知因素，比如，雷達(dá)伺服系統(tǒng)當(dāng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)阻尼系數(shù)參數(shù)以及粘連參數(shù)等，此類參數(shù)會(huì)隨著環(huán)境的變化發(fā)生一定轉(zhuǎn)變[1]。雷達(dá)天線在受到車體震動(dòng)、沙塵環(huán)境等外界因素影響時(shí)，方向會(huì)發(fā)生變化。從以往跟蹤目標(biāo)位置中不難看出，具有的隨機(jī)變化特點(diǎn)，同時(shí)未知參數(shù)變化、未知環(huán)境變化會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，使得設(shè)計(jì)人員想要設(shè)計(jì)出具備調(diào)節(jié)功能的可靠雷達(dá)伺服系統(tǒng)具有很大難度。在如今社會(huì)快速發(fā)展背景下，很多電子技術(shù)、新型傳感器件、新型特種電機(jī)被逐漸發(fā)展起來(lái)，并被應(yīng)用在不同領(lǐng)域中，這在一定程度上推動(dòng)雷達(dá)伺服系統(tǒng)技術(shù)朝著模塊化、智能化方向發(fā)展。在近些年我國(guó)社會(huì)發(fā)展中可以看出，在雷達(dá)伺服系統(tǒng)研究中已經(jīng)取得很多成果，比如，研發(fā)出的雷達(dá)伺服系統(tǒng)能夠被應(yīng)用在車載、艦載領(lǐng)域，這對(duì)于我國(guó)國(guó)防事業(yè)的的發(fā)展能夠起到良好推動(dòng)作用。

2、雷達(dá)伺服系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1多線程技術(shù)分析

上位機(jī)軟件在串口通信過程中，要處理好串口接收數(shù)據(jù)信息、定時(shí)串口數(shù)據(jù)信息等。在此期間，如果采用循環(huán)檢測(cè)機(jī)制，那么在串口接收數(shù)據(jù)處理過程中往往會(huì)消耗很長(zhǎng)時(shí)間。針對(duì)消耗時(shí)間長(zhǎng)、采用循環(huán)機(jī)制的操作方式，可以通過單獨(dú)開辟線程的方式，這樣在主線程執(zhí)行此類操作時(shí)，才能夠避免程序反應(yīng)遲鈍、界面卡死等情況出現(xiàn)?；诖耍梢詫⑸衔粰C(jī)軟件分為三個(gè)線程，第一線程是主線程，主線程的主要工作是實(shí)現(xiàn)對(duì)上位機(jī)界面當(dāng)中不同信息、消息的有效處理。第二線程屬于輔助線程，可以將其應(yīng)用在處理串口接收的信息中，針對(duì)解碼后的信息，可以直接將其發(fā)送到上位機(jī)界面當(dāng)中。與此同時(shí)，要將多線程技術(shù)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)，使得CPU利用率能夠得到進(jìn)一步提升。第三個(gè)輔助線程的主要作用是，對(duì)串口數(shù)據(jù)信息進(jìn)行定時(shí)發(fā)送，將該線程啟動(dòng)后，往往不會(huì)一直在后臺(tái)執(zhí)行，在完成任務(wù)后，會(huì)將定時(shí)串口發(fā)送線程關(guān)閉。

多線程通常情況下主要是指，在相同程序中能夠同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。將Win32進(jìn)程在操作系統(tǒng)中進(jìn)行創(chuàng)建，第一個(gè)線程為主線程，是系統(tǒng)自主生成的一個(gè)線程，主線程可以生成其他線程，被生成的額外線程，被人們稱為輔助線程[2]。為實(shí)現(xiàn)線程自身的安全穩(wěn)定運(yùn)行，操作系統(tǒng)通過對(duì)輪轉(zhuǎn)方式的應(yīng)用，將時(shí)間片提供給線程。

系統(tǒng)上位機(jī)軟件中包含著相應(yīng)的主線程、串口線程，此類內(nèi)容需要對(duì)同一個(gè)資源數(shù)據(jù)展開訪問，在此背景下，因?yàn)闊o(wú)法確保發(fā)生順序因此會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)情況。在此背景下，可以采用多線程同步方式，將這一問題更好解決。為更好實(shí)現(xiàn)多線程同步，可以采取臨界區(qū)對(duì)象方式、信號(hào)量?jī)?nèi)核對(duì)象方式等，避免線程之間出現(xiàn)沖突情況，致使程序錯(cuò)亂問題出現(xiàn)。

2.2數(shù)據(jù)處理技術(shù)分析

float型數(shù)據(jù)通常情況下需要串口通信發(fā)送，而幀格式是接口通信協(xié)議中的重要組成部分，在進(jìn)行發(fā)送工作與接收工作時(shí)，要將字節(jié)作為單位。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，數(shù)據(jù)在屬于char（8位）型數(shù)據(jù)情況下能夠?qū)崿F(xiàn)直接發(fā)送，并實(shí)現(xiàn)有效處理。在發(fā)送角度值（float型數(shù)據(jù)）過程中，可能會(huì)出現(xiàn)不同類型問題。規(guī)定角度值在通信協(xié)議當(dāng)中，往往會(huì)通過三個(gè)字節(jié)方式展現(xiàn)，float型數(shù)據(jù)的展現(xiàn)為四個(gè)字節(jié)方式，因此，無(wú)法實(shí)現(xiàn)直接傳送[3]。針對(duì)這一情況出現(xiàn)，工作人員要對(duì)數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)范圍有效條件作出明確，從而進(jìn)行對(duì)float型數(shù)據(jù)處理。在處理工作開展中，工作人員要對(duì)float型數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，將其轉(zhuǎn)化為int型數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，根據(jù)通信協(xié)議規(guī)定可以了解到，高字節(jié)的最高位是符號(hào)位，在此基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)float型數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確判斷。

3、雷達(dá)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)措施

3.1明確功能要求

在實(shí)際雷達(dá)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作開展中，要做好功能設(shè)計(jì)工作，這樣才能確保雷達(dá)伺服系統(tǒng)后期的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在明確雷達(dá)伺服系統(tǒng)功能要求，開展系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作時(shí)，要做好以下幾點(diǎn)工作：

（1）伺服控制分機(jī)在驅(qū)動(dòng)與控制過程中，能夠帶動(dòng)天饋線、攝像頭運(yùn)行實(shí)現(xiàn)一體化負(fù)載。主箱為天線電軸，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣可以為天線的目標(biāo)掃描工作，以及目標(biāo)跟蹤工作的開展打下良好基礎(chǔ)。顯示控制終端通過串口的方式，能夠提供天線掃描搜索方式指令、搜索范圍指令以及跟蹤指令等[4]。對(duì)于搜索狀態(tài)，意識(shí)到可設(shè)置的空間位置的重要性，在可以設(shè)置的范圍之內(nèi)，根據(jù)打開設(shè)施的掃描速度上線，采用合理掃描方式完成掃描工作。要將給定的信息作為主要依據(jù)，并生成相應(yīng)位置信息。

（2）上位機(jī)利用串口為伺服控制分機(jī)傳達(dá)不同指令，搜索指令、跟蹤指令等不同指令，同時(shí)能夠做好設(shè)置工作，比如，設(shè)置速度、搜索邊界、加速度等。伺服控制分機(jī)利用指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)方式，以及運(yùn)動(dòng)軌跡作出科學(xué)合理規(guī)劃。

（3）雷達(dá)伺服系統(tǒng)要擁有完善功能，比如，俯仰防護(hù)功能、過沖安全防護(hù)功能等[5]。同時(shí)還要具備掉電自鎖功能。

（4）雷達(dá)伺服系統(tǒng)還要具備周期性自檢功能、受令自檢功能等，這樣能夠?qū)ο到y(tǒng)自身運(yùn)行情況作出準(zhǔn)確判斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的運(yùn)行不當(dāng)情況，促使工作人員能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行情況有正確認(rèn)識(shí)，針對(duì)問題給出相應(yīng)處理措施，這對(duì)于系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行能夠起到良好促進(jìn)作用。

3.2掌握系統(tǒng)組成

雷達(dá)伺服系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要相關(guān)工作人員能夠?qū)ο到y(tǒng)組成有正確認(rèn)識(shí)。通常情況下，雷達(dá)伺服系統(tǒng)會(huì)被分為三部分，包括伺服控制分機(jī)、站臺(tái)分機(jī)、上位機(jī)。具體分析如下：

（1）轉(zhuǎn)臺(tái)分機(jī)主要起到的是載體作用，屬于天饋線、攝像頭、收發(fā)單元分機(jī)的主要載體，可以將轉(zhuǎn)臺(tái)分機(jī)作為雷達(dá)伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

（2）在雷達(dá)伺服系統(tǒng)中，伺服控制系統(tǒng)是其中的重要組成部分，將伺服控制器作為控制核心，在不同單元的配合保障之下，能夠更好完成各功能要求，以及性能要求。在配合過程中，需要將功率驅(qū)動(dòng)器單元、高頻隔離單元、旋變激勵(lì)單元作用發(fā)揮出來(lái)，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)上位機(jī)下發(fā)控制指令的有效讀取，同時(shí)更好完成掃描控制指令，以及跟蹤控制指令，對(duì)外圍電路中的不同開關(guān)數(shù)字信號(hào)量進(jìn)行讀取[6]。DI開關(guān)量、旋變解碼數(shù)據(jù)等信息量封裝，會(huì)被直接發(fā)送給上位機(jī)軟件。上位機(jī)界面會(huì)將具體信息情況展示給用戶，促使用戶能夠?qū)D(zhuǎn)臺(tái)工作時(shí)候的不同狀態(tài)信息有正確認(rèn)識(shí)。伺服控制分機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)上位機(jī)數(shù)據(jù)幀格式準(zhǔn)確反饋，具體數(shù)據(jù)幀格式如圖一所示。

（3）上位機(jī)在具體應(yīng)用中可以為用戶與系統(tǒng)提供人機(jī)通信界面，在此背景下，用戶針對(duì)伺服控制系統(tǒng)展開相應(yīng)的功能模擬與性能測(cè)試。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，針對(duì)雷達(dá)伺服系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，以及不同設(shè)計(jì)措施，工作人員要有正確認(rèn)識(shí)。結(jié)合實(shí)際情況，將多線程技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)發(fā)揮出來(lái)，通過明確系統(tǒng)具體功能等方式，高質(zhì)量完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，為后續(xù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行打下良好基礎(chǔ)。

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