论文部分内容阅读
卫星运动平台实物仿真试验系统以其良好的可控性、安全性等优点在星载雷达的相关研制中扮演着重要的角色。卫星运动平台的控制软件系统作为该实物仿真试验系统的重要组成部分,其试验的可靠度与星载雷达的性能有着直接的关系,因此,研制性能优良、运行稳定的卫星运动平台,开发其控制系统是提高雷达研制试验能力的核心。本文针对某型号雷达的卫星运动仿真试验平台展开研究工作,搭建运动仿真试验的平台机构,并研发其控制系统。本平台系统主要是通过PC机发出指令到PLC控制器,PLC控制器发送天线方位和俯仰角度信号到平台机械系统各自驱动器,控制方位和俯仰电机运动从而实现天线角度的变化。无论是调节天线俯仰/方位角度,还是平台的直线运动都有相应的传感器给PLC反馈到位信息实现系统的闭环控制。本文详细阐述了某雷达的卫星运动仿真试验平台机械机构的使用要求,并对各运动机构的工作原理、具体组成和设计方案进行完整的方案和功能设计。根据设计技术指标和功能要求对各运动机构重要部件进行了选型设计、校核及其误差、精度分析。设计完成了一套可实现雷达运动及满足精度要求的机构,为其整个平台系统搭建了运动机构,作为实现基本功能的机械系统基础。文中对控制系统中的核心技术空间坐标变换的推导过程进行详细叙述。空间定位技术的发展,坐标系变换理论的应用越来越广泛,在很多领域都涉及到坐标系的变换和统一问题。本文在前人研究的基础上,对坐标变换的算法进行改进,并编写MATLAB程序,通过C#与MATLAB混合编程,在软件中调用算法程序。该控制系统的设计方案是在实现控制功能的基础上,设计控制系统的硬件系统方案和设计编写上位机控制软件。选用西门子公司的S7-200型号PLC作为自动化控制系统主控制器并对其他硬件部分进行选型。采用微软公司的Microsoft Visual Studio C#编程软件进行上位机控制软件开发,设计控制系统结构图和软件流程图。上位机(PC机)通过RS485/RS232串行接口与控制器PLC连接,编制相应的通信协议实现控制软件与下位机控制器间的信息通讯,实现上位机对雷达运动平台的控制和实时监控。本文所设计的雷达运动仿真试验平台及其控制系统使系统在智能化、经济型、可靠性等方面都得到了很大程度的提升,减少了对日常系统工作记录繁琐管理工作,提高了系统的自动化程度,具有很高的实用价值。同时本系统也为类似型号雷达运动仿真试验平台的研发提供了参考。