基于DSP的雷达伺服控制系统

孟春林

摘要

随着科技的发展，我国的雷达伺服控制系统已经取得了显著的发展， 其中的内部结构相对的比较简单， 相应的控制也更加的便易， 在具体的运行过程中其效率也可以达到预期的效果， 本文针对DSP展开研究， 从而对雷达伺服控制系统展开深入的分析， 提出相应的控制策略。

【关键词】数字信号处理器 雷达伺服控制系统 策略

雷达伺服控制系统主要应用的领域更加的广泛，例如数控机床中的应用，还有现代战争中特种设备的应用，更加广泛的就是雷达天线的使用，而DSP指的就是数字信号处理器，这是一种全新的控制器件，依据数字信号处理器展开设计可以帮助系统确定组件中的元器件，使得雷达伺服控制系统更加的完善。

1系统主要部件的设计

伺服机的选择是设计的核心和关键，伺服机的备选种类有很多种，而永磁同步电动机比起其他电动机具有很大的优势，通过考察永磁同步电动机的优点进行型号的选择。在结构方面，永磁同步电动机具有优化的作用，由于技术的发展带动了永磁体的出现，在性能方面，永磁体能够实现机器的磁性保持不变，机器运作的稳定性能更加的高，其控制的精度也有了质的飞跃。

这种伺服机的抗干扰能力也是不容小觑的，依据原有的设计原理，可以实现机器的运行速度稳定，更为可贵的是能够和控制电源的频率一致，因此在速度方面的控制只需要改变电源的频率即可。在实际的工作中，如果负载的变化较大，其抗干扰的特性表现的更加的突出，而且这种电机的能耗相对的较小，能够帮助系统节能。

2雷达伺服控制系统的硬件设计

2.1伺服系统设计

伺服系统是整个控制系统的核心部分，这一系统又被称作随机系统，而且能够实现自动化控制，系统的输出量可以表达输入量，并且其精度极高，同时能够有效的利用负反馈，实现闭环控制系统，这一系统有着自身的任务，就是调控控制信号，而且对信号的变化可以进行追踪，将系统的功率进行放大处理，对于驱动装置能够灵活的加以控制。

在具体的设计过程中，必须应用到DSP芯片，这一芯片可以用作控制器的核心芯片，能够帮助系统实现三闭环，在控制和计算方面有着巨大的作用，这种芯片具有高性能和多功能的特点，系统的控制精度能够得到显著的提升。利用数字信号处理器可以帮助系统进行有效的设计，在数据通信方面可以实现基本的变量采集，外围电路的设计就有了基本的设计方向。

2.2主回路设计

本系统的主回路设计是整体设计中的关键，具体应用的电压形式可以使交流-直流-交流，在工作的时候，整流器发挥着巨大的作用，交流可以通过整流器向直流转化，之后可以利用电容实现逆变电路的转化，直流就能再次的转化成交流，电动机就能够获得永久的交变电流，在主回路的设计当中，还包含三个环节电路的设计。

整流电路的设计需要将交流电转化成为直流电，直流的电压主要是通过逆变器提供的，通过整流電路的设计可以实现二极管的整流，单相的交流可以转化成为直流，这种电路的耐压性极其的良好，能够承受住一千六百伏的电压。滤波电路的设计可以帮助电路的电压更加的稳定，具体的方法需要串联电阻，时间继电器的应用也是不可缺少的。

而逆变电路的设计是主回路设计中最主要的部分，这一电路可以将滤波电路中的电压进行从直流到交流的转换，此电路的设计还容纳了保护电路和驱动电路的设计，如果电路中发生了故障，相关的报警信号就能够及时的传递回DSP芯片当中，系统会及时的做出反应，能够实现瞬时保护，整体的系统不会被损害。

3雷达伺服控制系统的软件设计

3.1开发环境设计

软件的开发自然离不开环境设计，DSP集成开发环境可以为系统的软件设计提供良好的基础，这一开发环境可以利用编制程序进行，C语言是不可缺少的，良好的开发环境还可以为系统的建设提供有价值的工具，例如程序的调试和分析工具，通过有效的编程还可以实现程序的优化，DSP系统的开发可以有效的减少软件的设计时间，数字信号处理系统需要程序员进行反复的测试，测试合格之后才能够投入到试运行中。

3.2主程序设计

在主程序的设计当中，最主要的就是对电动机的检测，坐标的建立是以矢量为基础的，应用有效的控制法对定子电流加以控制，还能够实现变频调速，对于电动机的控制，可以通过检测转子来实现。当整个系统进行复位的时候，可以通过主程序发出相应的指令，整个系统就能够实现环境的初始化，系统的端口也可进行准确的设置，当变量产生变化之后，就进入最主要的转子位置角的检测，当系统进入子程序运作时，中断处理信号聚会发出。

3.3中断程序设计

中断程序的设计主要是依靠电机控制完成的，当定时器的计数值达到一定程度之后就会促使软件的CPU展开中断请求，当系统的中断请求被允许之后，就会对相应的电流进行控制，电压的采样工作也会继续，通过中断程序的设计可以完全的实现对电机进行控制。如图1。

4系统实现控制的策略

在系统实现控制的过程中，运用磁场定向适量控制是最有效的方式，这一策略的应用依据仍旧是永磁同步电动机，当转子的磁场发生转变的时候，其内部的旋转坐标主要受两方面的控制，其中一方面就是励磁电流，另外一方面是转矩产生的电流，通过线性调节器可以有效的帮助系统完成设计，线性控制理论的应用也就能够取得一定的成效。

应用电动机的矢量控制也不失为一个好的方法，这一控制策略具体分为两种方法，一种是开环控制，另外一种是闭环控制，在不安装速度调节器的情况下，系统只能够实现开环调速，电流的矢量可以作为坐标的基础性数据，对系统能够实现全方位的控制。

5结论

总结而言，基于数字信号处理器的雷达伺服控制系统的设计还需要多方面的改进，例如电动机参数方面的变化需要进一步的调节，控制系统的设计需要技术人员进行改进。

参考文献

[1]唐省阳.基于DSP的雷达伺服控制系统的研究[D].安徽理工大学，2012.

[2]孙光明.基于DSP的车载雷达伺服控制系统研究[D].安徽理工大学，2013.endprint