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(guó)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(duì)的比較簡(jiǎn)單， 相應(yīng)的控制也更加的便易， 在具體的運(yùn)行過(guò)程中其效率也可以達(dá)到預(yù)期的效果， 本文針對(duì)DSP展開(kāi)研究， 從而對(duì)雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)展開(kāi)深入的分析， 提出相應(yīng)的控制策略。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字信號(hào)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(zhēng)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(hào)處理器，這是一種全新的控制器件，依據(jù)數(shù)字信號(hào)處理器展開(kāi)設(shè)計(jì)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(jì)

伺服機(jī)的選擇是設(shè)計(jì)的核心和關(guān)鍵，伺服機(jī)的備選種類(lèi)有很多種，而永磁同步電動(dòng)機(jī)比起其他電動(dòng)機(jī)具有很大的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)考察永磁同步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行型號(hào)的選擇。在結(jié)構(gòu)方面，永磁同步電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)化的作用，由于技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)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(yùn)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(jì)原理，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器的運(yùn)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(shí)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(duì)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(jì)

2.1伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)

伺服系統(tǒng)是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部分，這一系統(tǒng)又被稱(chēng)作隨機(jī)系統(tǒng)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)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(shí)能夠有效的利用負(fù)反饋，實(shí)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(hào)，而且對(duì)信號(hào)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(duì)于驅(qū)動(dòng)裝置能夠靈活的加以控制。

在具體的設(shè)計(jì)過(guò)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(shí)現(xiàn)三閉環(huán)，在控制和計(jì)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(diǎn)，系統(tǒng)的控制精度能夠得到顯著的提升。利用數(shù)字信號(hào)處理器可以幫助系統(tǒng)進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，在數(shù)據(jù)通信方面可以實(shí)現(xiàn)基本的變量采集，外圍電路的設(shè)計(jì)就有了基本的設(shè)計(jì)方向。

2.2主回路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的主回路設(shè)計(jì)是整體設(shè)計(jì)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(shí)候，整流器發(fā)揮著巨大的作用，交流可以通過(guò)整流器向直流轉(zhuǎn)化，之后可以利用電容實(shí)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(dòng)機(jī)就能夠獲得永久的交變電流，在主回路的設(shè)計(jì)當(dāng)中，還包含三個(gè)環(huán)節(jié)電路的設(shè)計(jì)。

整流電路的設(shè)計(jì)需要將交流電轉(zhuǎn)化成為直流電，直流的電壓主要是通過(guò)逆變器提供的，通過(guò)整流電路的設(shè)計(jì)可以實(shí)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(jì)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(shí)間繼電器的應(yīng)用也是不可缺少的。

而逆變電路的設(shè)計(jì)是主回路設(shè)計(jì)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(jì)還容納了保護(hù)電路和驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，如果電路中發(fā)生了故障，相關(guān)的報(bào)警信號(hào)就能夠及時(shí)的傳遞回DSP芯片當(dāng)中，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)的做出反應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)瞬時(shí)保護(hù)，整體的系統(tǒng)不會(huì)被損害。

3雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

3.1開(kāi)發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)

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

3.2主程序設(shè)計(jì)

在主程序的設(shè)計(jì)當(dāng)中，最主要的就是對(duì)電動(dòng)機(jī)的檢測(cè)，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(duì)定子電流加以控制，還能夠?qū)崿F(xiàn)變頻調(diào)速，對(duì)于電動(dòng)機(jī)的控制，可以通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)子來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位的時(shí)候，可以通過(guò)主程序發(fā)出相應(yīng)的指令，整個(gè)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(cè)，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入子程序運(yùn)作時(shí)，中斷處理信號(hào)聚會(huì)發(fā)出。

3.3中斷程序設(shè)計(jì)

中斷程序的設(shè)計(jì)主要是依靠電機(jī)控制完成的，當(dāng)定時(shí)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到一定程度之后就會(huì)促使軟件的CPU展開(kāi)中斷請(qǐng)求，當(dāng)系統(tǒng)的中斷請(qǐng)求被允許之后，就會(huì)對(duì)相應(yīng)的電流進(jìn)行控制，電壓的采樣工作也會(huì)繼續(xù)，通過(guò)中斷程序的設(shè)計(jì)可以完全的實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。如圖1。

4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制的策略

在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制的過(guò)程中，運(yùn)用磁場(chǎng)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(dòng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)發(fā)生轉(zhuǎn)變的時(shí)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(lì)磁電流，另外一方面是轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的電流，通過(guò)線性調(diào)節(jié)器可以有效的幫助系統(tǒng)完成設(shè)計(jì)，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(dòng)機(jī)的矢量控制也不失為一個(gè)好的方法，這一控制策略具體分為兩種方法，一種是開(kāi)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(kāi)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(duì)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(hào)處理器的雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還需要多方面的改進(jìn)，例如電動(dòng)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(jì)需要技術(shù)人員進(jìn)行改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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