雷达伺服系统多电机速度同步和防滑设计探讨 .pdfVIP

雷达伺服系统多电机速度同步和防滑设

计探讨

摘要：雷达伺服系统是一种由电机驱动的位置控制系统，在雷达跟踪过程中，

需要对伺服系统的跟踪精度、跟踪速度和稳定度等指标进行控制。由于雷达伺服

系统通常采用多个电机驱动，而且需要同时对多个目标进行跟踪，所以对雷达伺

服系统的多电机速度同步和防滑设计提出了较高的要求。目前，很多雷达伺服系

统中采用了多种控制方法，如速度同步控制、PID控制等，这些方法都是从提高

整个雷达伺服系统的精度和稳定性角度出发。本文将重点从提高单个电机的调速

精度、减少单个电机速度同步误差以及减少多个电机的速度不同步误差三个方面

探讨多电机速度同步和防滑设计。

关键词：雷达伺服系统；多电机速度同步；防滑设计

雷达伺服系统是一种用于跟踪和测量目标的电子设备。它通过控制雷达天线

和其他设备上的电机，使这些电机按照特定的信号速度同步运行，从而实现对目

标的精确跟踪和测量。在雷达伺服系统中，多电机速度同步和防滑设计是至关重

要的。如果这些设计不佳，可能会导致雷达伺服系统出现抖动、漂移等问题，影

响其性能和精度。

1.同步控制技术

多电机同步控制，是指在同一时刻，多个电机的转速保持同步，即各个电机

的转速为同一时刻。同步控制技术主要有基于PID的同步控制、基于自学习PID

的同步控制以及基于模糊逻辑的同步控制等。基于PID的同步控制主要有双速电

动机同步控制和无极速度调节器的无速度传感器PID同步控制等；基于自学习

PID的同步控制主要有自适应自调整PID、自适应比例-积分-微分（PID-

derivative）、自适应调节比例-积分-微分（PID-derivative）等；基于模糊逻

辑的同步控制主要有模糊自调整PID、模糊自调整比例-积分-微分（PID-

derivative）等；基于模糊逻辑的同步控制主要有模糊自适应PID、模糊自适应

比例-积分-微分（PID-derivative）、模糊自适应调节比例-积分-微分（PID-

derivative）等。多电机速度同步和防滑设计，主要是通过采用不同的速度同步

策略，如速度误差反馈补偿、速度误差补偿器以及速度误差控制器等，来达到各

个电机之间的转速保持一致，从而使得各个电机都能在规定的时间内获得规定的

速度和力矩。这些方法都是通过提高单个电机转速来实现多电机速度同步。

2.防滑控制技术

目前，多电机防滑控制技术主要有两种：一种是基于PID控制算法的防滑控

制，另一种是基于模糊控制算法的防滑控制。PID控制算法具有简单、易实现等

优点，但同时也存在一定的缺点，如其PI参数中，没有考虑电机转动惯量、负

载惯量、速度传感器等参数的影响，也没有考虑负载变化、速度变化等因素对系

统的影响。当存在参数变化时，会导致控制器输出变化，从而引起系统稳态误差。

而模糊控制算法不依赖于系统的数学模型，不需要对系统参数进行辨识，而且具

有较好的适应性。雷达伺服系统中多个电机速度不一致时，采用PID控制算法进

行防滑控制效果不明显。而模糊控制算法具有较强的适应性和自适应能力，因此

采用模糊控制器实现雷达伺服系统多电机防滑控制。模糊控制器采用隶属度函数

进行隶属度的计算，并根据实际情况自适应调整隶属度函数中各项参数值。雷达

伺服系统中多个电机速度不一致时采用模糊控制器后可以较好地解决上述问题。

3.雷达伺服系统结构及控制原理

雷达伺服系统一般由伺服驱动器、多个伺服电机及相关的传感器等组成。在

雷达伺服系统中，伺服驱动器主要作用是对多个电机的位置和速度进行控制，而

多个电机的速度是通过多个编码器反馈到伺服驱动器上实现的。由于雷达伺服系

统是一个复杂的非线性控制系统，所以在对雷达伺服系统进行控制时，必须采用

合适的控制策略。通常情况下，雷达伺服系统采用PID控制策略进行调速。在实

际应用中，单个电机速度不一致造成的影响并不大，但是如果多个电机都采用

PID速度同步算法进行调速时，将会导致电机间的转速不一致，从而对雷达跟踪

精度产生较大影响。为了进一步提高雷达伺服系统的跟踪精度和稳定性，在多个

电机速度同步算法中采用了自适应PID速度同步算法。该算法主要由两部分组成：

一个是速度计算模块，该模块对各电机的转速进行计算得到各自对应的转速；另

一个是自适应PID控制器模块，该模块通过调节各个电机之间的转速差来实现对

单个电机速度的跟踪控制。与传统PID速度同步算法相比，自适应PID速度同步

算法具有更好的鲁棒性和