基于DSP的雷達伺服控制系統

孟春林

摘要

隨著科技的發展，我國的雷達伺服控制系統已經取得了顯著的發展， 其中的內部結構相對的比較簡單， 相應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到預期的效果， 本文針對DSP展開研究， 從而對雷達伺服控制系統展開深入的分析， 提出相應的控制策略。

【關鍵詞】數字信號處理器 雷達伺服控制系統 策略

雷達伺服控制系統主要應用的領域更加的廣泛，例如數控機床中的應用，還有現代戰爭中特種設備的應用，更加廣泛的就是雷達天線的使用，而DSP指的就是數字信號處理器，這是一種全新的控制器件，依據數字信號處理器展開設計可以幫助系統確定組件中的元器件，使得雷達伺服控制系統更加的完善。

1系統主要部件的設計

伺服機的選擇是設計的核心和關鍵，伺服機的備選種類有很多種，而永磁同步電動機比起其他電動機具有很大的優勢，通過考察永磁同步電動機的優點進行型號的選擇。在結構方面，永磁同步電動機具有優化的作用，由于技術的發展帶動了永磁體的出現，在性能方面，永磁體能夠實現機器的磁性保持不變，機器運作的穩定性能更加的高，其控制的精度也有了質的飛躍。

這種伺服機的抗干擾能力也是不容小覷的，依據原有的設計原理，可以實現機器的運行速度穩定，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，如果負載的變化較大，其抗干擾的特性表現的更加的突出，而且這種電機的能耗相對的較小，能夠幫助系統節能。

2雷達伺服控制系統的硬件設計

2.1伺服系統設計

伺服系統是整個控制系統的核心部分，這一系統又被稱作隨機系統，而且能夠實現自動化控制，系統的輸出量可以表達輸入量，并且其精度極高，同時能夠有效的利用負反饋，實現閉環控制系統，這一系統有著自身的任務，就是調控控制信號，而且對信號的變化可以進行追蹤，將系統的功率進行放大處理，對于驅動裝置能夠靈活的加以控制。

在具體的設計過程中，必須應用到DSP芯片，這一芯片可以用作控制器的核心芯片，能夠幫助系統實現三閉環，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，系統的控制精度能夠得到顯著的提升。利用數字信號處理器可以幫助系統進行有效的設計，在數據通信方面可以實現基本的變量采集，外圍電路的設計就有了基本的設計方向。

2.2主回路設計

本系統的主回路設計是整體設計中的關鍵，具體應用的電壓形式可以使交流-直流-交流，在工作的時候，整流器發揮著巨大的作用，交流可以通過整流器向直流轉化，之后可以利用電容實現逆變電路的轉化，直流就能再次的轉化成交流，電動機就能夠獲得永久的交變電流，在主回路的設計當中，還包含三個環節電路的設計。

整流電路的設計需要將交流電轉化成為直流電，直流的電壓主要是通過逆變器提供的，通過整流電路的設計可以實現二極管的整流，單相的交流可以轉化成為直流，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。濾波電路的設計可以幫助電路的電壓更加的穩定，具體的方法需要串聯電阻，時間繼電器的應用也是不可缺少的。

而逆變電路的設計是主回路設計中最主要的部分，這一電路可以將濾波電路中的電壓進行從直流到交流的轉換，此電路的設計還容納了保護電路和驅動電路的設計，如果電路中發生了故障，相關的報警信號就能夠及時的傳遞回DSP芯片當中，系統會及時的做出反應，能夠實現瞬時保護，整體的系統不會被損害。

3雷達伺服控制系統的軟件設計

3.1開發環境設計

軟件的開發自然離不開環境設計，DSP集成開發環境可以為系統的軟件設計提供良好的基礎，這一開發環境可以利用編制程序進行，C語言是不可缺少的，良好的開發環境還可以為系統的建設提供有價值的工具，例如程序的調試和分析工具，通過有效的編程還可以實現程序的優化，DSP系統的開發可以有效的減少軟件的設計時間，數字信號處理系統需要程序員進行反復的測試，測試合格之后才能夠投入到試運行中。

3.2主程序設計

在主程序的設計當中，最主要的就是對電動機的檢測，坐標的建立是以矢量為基礎的，應用有效的控制法對定子電流加以控制，還能夠實現變頻調速，對于電動機的控制，可以通過檢測轉子來實現。當整個系統進行復位的時候，可以通過主程序發出相應的指令，整個系統就能夠實現環境的初始化，系統的端口也可進行準確的設置，當變量產生變化之后，就進入最主要的轉子位置角的檢測，當系統進入子程序運作時，中斷處理信號聚會發出。

3.3中斷程序設計

中斷程序的設計主要是依靠電機控制完成的，當定時器的計數值達到一定程度之后就會促使軟件的CPU展開中斷請求，當系統的中斷請求被允許之后，就會對相應的電流進行控制，電壓的采樣工作也會繼續，通過中斷程序的設計可以完全的實現對電機進行控制。如圖1。

4系統實現控制的策略

在系統實現控制的過程中，運用磁場定向適量控制是最有效的方式，這一策略的應用依據仍舊是永磁同步電動機，當轉子的磁場發生轉變的時候，其內部的旋轉坐標主要受兩方面的控制，其中一方面就是勵磁電流，另外一方面是轉矩產生的電流，通過線性調節器可以有效的幫助系統完成設計，線性控制理論的應用也就能夠取得一定的成效。

應用電動機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，一種是開環控制，另外一種是閉環控制，在不安裝速度調節器的情況下，系統只能夠實現開環調速，電流的矢量可以作為坐標的基礎性數據，對系統能夠實現全方位的控制。

5結論

總結而言，基于數字信號處理器的雷達伺服控制系統的設計還需要多方面的改進，例如電動機參數方面的變化需要進一步的調節，控制系統的設計需要技術人員進行改進。

參考文獻

[1]唐省陽.基于DSP的雷達伺服控制系統的研究[D].安徽理工大學，2012.

[2]孫光明.基于DSP的車載雷達伺服控制系統研究[D].安徽理工大學，2013.endprint