作为军事应用的一个重要领域,导弹技术的发展有着不可替代的地位。其中作为导弹“眼睛”的导引头,其重要性更是不言而喻。导引头的主要作用是截获、跟踪辐射源(目标)。而如何保证导引头可靠、精确的跟踪目标,靠的则是导引头的雷达寻的制导;其中,伺服跟踪机构是导引头雷达寻的制导系统中核心部件之一。伺服跟踪机构性能的优劣直接影响着导引头的整体性能。在雷达寻的制导中,伺服跟踪机构是实现雷达导引的基础,它需要具有控制特性好,动态响应好,重量轻,结构紧凑,低速平稳性好等特点。在具体使用环境中,导弹命中目标前,导弹与目标的夹角一般在30°~60°范围内,所以伺服跟踪机构回转角度设计要考虑满足最大值;但是由于受安装结构的限制,一般伺服跟踪机构最大活动角度在40°左右。本课题针对运动角度限制问题,设计一种结构紧凑、具有更大运动角度范围、满足各项伺服运动指标的轻量化高精度二维伺服跟踪机构。二维伺服跟踪机构设计前期,广泛查阅和对比国内外资料,总结常见的伺服跟踪机构种类,比较不同结构的应用范围和环境、结构优缺点,确定采用X-Y型结构伺服跟踪机构来开展设计;建立三维建模,引入结构优化,主要针对质量分布、传动形式展开设计优化,使总质量最轻、占用空间最小的指标要求在满足刚度的前提下获得。在结构已定的前提下满足控制系统设计的性能要求,同时采用控制设计优化方法,使系统具有优异的伺服跟踪性能。建立电机驱动模型,以寻求最优综合性能为目标,通过控制和结构的优化综合,找到给定的控制参数和结构参数,最优的控制增益和结构设计变量值。二维服跟踪机构的设计不仅认真权衡先进性与现实性之间的关系,又使研制的机构在技术上具有较长生命力和良好的费效比。