雷达天线车自动调平系统设计

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1、万方数据2008年第4期液压与气动雷达天线车自动调平系统设计凌轩，朱玉泉，冯天麟。李晓晖TheDesignofAutomatieLevelingMeehanismforRadarAntennaTruckLINGXuan，ZHUYu-quan，FENGTian—hn，LIXiao—hui(华中科技大学机械学院机电系，湖北武汉430074)摘要：雷达天线车自动调平系统是雷达的一个重要的组成部分，对提高雷达的测量性能和机动能力起着决定性作用。该文介绍了某车载雷达自动调平系统的设计、控制与实现方案。系统采用压力反馈和定量

2、反馈控制相结合的方法，可有效地抑制通道耦合和避免“虚腿”问题的产生。试验结果表明，该系统控制方便灵活、调平速度快、精度高、承载能力强，能够实现雷达天线车快速机动性要求。关键词：雷达天线车；定量反馈理论；压力反馈；负载扰动；机动性中图分类号：THl37文献标识码：B文章编号：1000—4858(2008)04．0001．041前言在现代高技术局部战争中，导弹武器被大量地使用，以雷达装备为代表的电子战更加白热化，除对雷达常规性能和抗干扰能力提出了相应的要求外，对雷达的机动性也提出了更高的要求。雷达的机动性是指雷达快速

3、隐蔽或转移阵地的能力，提高雷达的机动性是提高雷达生存能力的有效手段之一。制约雷达机动性的主要原因是军用雷达等电子设备进入阵地后，进行架设并调整到水平状态的时间和撤出阵地时，设备撤收时间过长。自动调平系统是消除这一制约因素的关键设备，并得到国内外军工系统的普遍重视。雷达在正常工作前，必须先进行承载平台的调平。自动调平系统的功能是自动、快速、精确地把地面军用雷达等电子设备从运输状态转变成工作状态并调整到水平位置，保证雷达电子设备基准面的轴系精度，缩短天线架设／撤收时间，从而提高雷达设备的机动能力和快速反应能力。雷达自

4、动调平分系统是雷达的一个重要的组成部分，对提高雷达的测量性能，如目标角度的测量精度以及天线架设、撤收的速度等，起着决定性的作用。本文所设计的调平系统是为某雷达升降车载设备而研制的，该设备自重4t，极限情况下风阻引起的倾覆力矩达8tm。平台控制的关键技术是平台的结构设计和调平算法的选择及实现。该平台用车载实现机动，在地面上实现调平，要求能在不坚实的地面实现调平并解决“虚腿”问题。由于研究对象的负荷比较大，所以本系统选择液压驱动调平方式。2天线车总体结构设计雷达天线车调平系统试验样机如图1所示，主要由调平台架、液压源

5、、倾角传感器、位移传感器、压力传感器、比例伺服阀、支撑伺服缸、控制系统等组成。下平台装有球铰对调平过程中产生的支腿偏移起补偿作用并可实现小坡度范围内自动找正进行调平。图1雷达天线车调平系统试验样机2．1天线车支腿位置确定方法(圆法)本系统天线车支腿采用四点支撑方式，这种结构形式具有稳定性好，抗倾覆性能好等优点。支腿采用4个垂直伺服缸支撑平台，可单独调节高度，补偿地面的倾斜和不平。为保证天线旋转3600范围内，天线车及其负载所受合力的作用点，应在支腿支撑点所包围的水平范围之内。在保证抗倾覆稳定的前提下，支腿的支承基

6、底应最小，使得支腿最短。在支腿支撑点所包围的面积之内，支腿的轨迹应布置在一个圆内【1J，这种布置使收稿日期：2007．10．26作者简介：凌轩(1974一)，男，广西南宁人，博士研究生，主要从事伺服控制及水液压控制方面的研究工作。万方数据2液压与气动2008年第4期支腿最短，重量最轻。2．2支承平台的设计所设计的平台额定负载较大，约为4t，包括举升机构、雷达及电子设备等。载荷作用时结构最大变形艿≤1mm。槽钢与钢板的许用应力dr≤138MPa。根据系统要求，支承平台应有足够大的刚度和强度而重量又不能太大，本系统的

7、天线车支承平台采用焊接结构，槽钢具有刚度大，易于焊接等特点，本文设计的平台选用一块钢板和槽钢相焊接形成一个整体。槽钢的布置和钢板厚度通过有限元优化和计算得出，所设计的雷达天线车调平台具有强度大、刚度好、控制精确高等特点，并考虑了平台的抗颠覆能力。3调平方法研究实际雷达天线车的承载平台由4条支腿和4个轮胎支撑，为了保证调平后水平度的稳定，调平时首先让轮胎离地，只让4条支腿支撑平台，以克服轮胎变形引起的平面变化。天线车应满足以下要求：调平后，平台由4条支腿支撑并与车体脱离；调平过程应在短时间内完成，并满足精度指标的要

8、求；平台调平后，应进行锁定以保证平台的状态。平台控制的关键技术是调平算法的选择和自动调平技术的实现。3．1系统调平方案[2]调节一个平面到水平的调节方法可以有角度误差控制调平法和多点调节两种方案。本文的调平方法一般采用只升不降的原则，即由调平程序判断出最高点后，其余的点上升向最高点靠拢来进行调平。这是由于平台的自重和负载较大，当采用支点下降调平时，会产生较大的惯性力，使天