发布时间 : 星期二 文章车载雷达传动装置设计更新完毕开始阅读fe3e6ff97cd184254a353525
二 设计原理
根据设计要求，该车载雷达传动装置设计主要包括车载雷达升降装置的技术设计、锁紧机构研究与设计、天线阵面倒竖机构研究与设计、方位转动机构设计、车载雷达电液自动调平系统设计等五个方面的设计。
车载雷达升降装置的技术设计是通过机电液压传动控制相关理论，设计了一种基于机电液一体化的升降装置。升降机构目的是实现天线相位中心物理高度的提升,以减小近距离遮蔽。
调平系统主要是实现载车平台的水平精度要求,其结构件一般与载车平台直接连接或通过抗倾覆支臂连接到载车平台上,利用油虹或丝杆的轴向运动实现载车平台的精度要求。
方位转动系统主要由转台、方位回转轴承、方位驱动装置和底座组成,实现负载天线的稳态、勻速转动。方位系统的设计主要是合理选择(设计)方位回转轴承和方位驱动装置,设计转台及底座,在满足结构尺寸和重量要求的前提下,提高系统动静态刚度,以确保轴系精度。对方位转动系统的研究主要集中在转台和底座结构设计及优化、结构动静态性能的仿真分析方面。
三 车载雷达电液自动调平系统设计
3.1 引言
车载雷达在到达预定位置后,要求能快速架设精确的水平基准。高水平度的稳定平台,对于雷达天线平稳运转、精确探测飞行目标位置以及提高目标图像清晰度有重要影响。
以往国内雷达天线座车主要采用手动调整螺杆或液压千斤顶,通过目测气泡水平仪,由多人反复操作调节各螺杆支腿达到水平,这种方法调节时间长、水平精度低,操作难度大,且需要多人配合操作。近年来,车载雷达座车的调平采用了自动调平系统,其中主要有机电调平系统和电液调平系统,大大缩短了调平的时间,提高了调平的精度,只需要启动电源即可完成全部架设与调平。
3.2 调平方案设计 3.2.1 调平系统设计
调平系统主要由检测机构、执行机构和控制系统三部分组成,具体包括双轴水平传感器、阀控液压缸和可编程控制器PLC。
(1)检测装置为角度检测器,用来检测平台左右及前后的不平度。其检测值的大小是系统判断是否进行调平的依据,其检测精度的高低直接决定了系统的最终调平精度。
(2)调平执行机构采用4个带有自锁功能的液压支腿,将其对称布置在雷达座车的两侧,由相应的电液伺服阀控制,通过支腿的上下伸缩,实现雷达座车的调平。
(3)控制系统是自动调平系统的核心组成部分,常见的有计算机控制和可编程控制两种形式。由于载车上计算机不便放置,而PLC具有高可靠性和接口简易型,这里选用PLC作控制器,通过软件编程控制调平机构动作,实现车载系统的自动调平。
自动调平系统控制原理如图3.1所示。
图3.1 电液自动调平系统方框图
3.2.2 水平度误差分析
图3.2是4点式承载平台示意图,采用4个垂直液压缸来支撑平台。
图3.2 平台支撑示意图
水平传感器沿X、Y方向布置,X、Y两个方向的水平倾角为A和B,两传感器
间的夹角为C,则平台的倾斜角度H可由A和B合成为:
?2??2?2????cos???sin?2?1?cos?
sin?
如果两个方向的控制精度为??,则调平后平台的水平误差为:
??从上式可以得出,控制精度?给定,当??90o时,即两传感器垂直布置,平台的水平误差?有最小值,此时:??2?。也就是说,两边的水平控制精度应为整个平台水平控制精度的
1。例如:要求整个平台的倾斜度为2’,则控制时两个方2向的控制精度应该为2’。
3.2.3 调平方法
调节一个平面到水平状态的调节过程可以有单向调节和多点调节两种方案。若采用多点调节,即各点都同时运动,调整到一个预定点,其特点是速度快,但会出现相互干涉耦合现象且算法复杂。这里采用单向调节的方案,即先将X轴方向调平,再将Y轴方向调平。虽然调节时间稍长,但协调性好。
调平过程中调节的实际上是4点的相对高度,为了避免虚腿的产生,提高系统的调节精度,调节过程采用向最高点看齐的方法(通过水平传感器的检测信号可以找出平台的最高点),即保持相对最高点不动,把低点调高,这样平台就只有上升运动。
3.2.4 调平流程
在雷达座车的4个支腿全部着地后,控制系统开始进行调平,调平过程如图3.3所示。
图3.3 调平流程图
3.3 调平液压系统 3.3.1 液压系统工作过程 调平液压系统如图3.4所示。
图3.4 调平液压系统图
首先启动液压泵2,同时给电磁换向阀9、14通电,使增压器11右移,产生高压油。当达到设定压力时,液压缸20(4个)解锁,压力继电器10发出电信号使电