跟踪雷达天线随动系统的校正设计

跟踪雷达天线随动系统的校正设计
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课程设计名称： 自动控制原理课程设计
题 目：跟踪雷达天线随动系统校正设计

专 业： 电气工程及其自动化
班 级：
姓 名：
学 号：
跟踪雷达天线随动系统的校正设计

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课程设计任务书
一、设计题目:
跟踪雷达天线随动系统校正设计

二、设计任务:
1．确定跟踪雷达天线随动系统的电路组成及数学模

型2. 对跟踪雷达天线随动系统稳定性分析与特性改善3.
系统精度

分析与特性改善，结合给定的系统稳态特性的要求，确定采用校正的方式4. 得到校
正网络参数后，校正调整后和校正调整前进行比较分析。

5. 分析产生静态误差和动态误差的原因及克服办法
三、设计计划:第一天选择课程设计题目,确定课程设计任务
第二天根据课程设计任务进行查阅资料
第三天进行整理资料及进行设计
第四天进行可行性分析并进行校正分析
第五天进行电脑录入输出

四、设计要求: 跟踪雷达天线随动系统指标要求：超调量小于3 %;
进入2 %的调整时间小于0. 5 s

指 导 教师：
教研室主任：
时 间：
跟踪雷达天线随动系统的校正设计
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辽宁工程技术大学
课 程 设 计 成 绩 评 定 表

学期 2006-2007年度第一学期 姓名
专业 电气工程及其自动化 班级
课程名称 自动控制原理课程设计
设计题目 跟踪雷达天线随动系统校正设计

评
定
标
准

评定指标 分值 得分
知识创新性
20

理论正确性
20

内容难易性
15

结合实际性
10

知识掌握程度
15

书写规范性
10

工作量
10

总成绩
100

评语：

任课教师 时间 年 月 日
备 注
跟踪雷达天线随动系统的校正设计

4
1、课程设计目的---------------------------------------------------------------------------1
2、课程设计的主要内容------------------------------------------------------------------1
3、课程设计步骤--------------------------------------------------1
4、课程设计中校正原理------------------------------------------------------------------1
4.1系统按给定信号的形式不同，可将系统划分为恒值控制系统和随动
控制系统------------------------------------------------------------------------------------------------1
4.2基于频率法的串联校正设计
------------------------------------------------------------------------2
4.2.1超前校正装置设计------------------------------------------------------2
4.2.2串联超前校正方法------------------------------------------------------4

5、跟踪雷达天线随动系统的校正及特性的改善------------------------5
5.1 跟踪雷达天线随动系统的电路组成及数学模型--------------------------------5
5.2 系统稳定性分析与特性改善------------------------------------------------6
5.3系统精度分析与特性改善天线随动系统的精度是以静态误差和动态误差来衡量的----7
5.3.1产生静态误差的原因及克服办法产生静态误差的原因有以下几种-----------------------7
5.3.2 产生动态误差的原因及校正方法------------------------------------------------------------ ----8

6、结论----------------------------------------------------------9

设计体会
---------------------------------------------------------10
参考文献
跟踪雷达天线随动系统的校正设计

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1、 课程设计目的
1.1 掌握如何运用最常用的校正方法对线性系统性能进行校正。
1.2 掌握校正的概念和设计方法。
1.3 了解校正网络参数变化对系统的影响。
1.4 了解跟踪雷达天线随动系统的电路组成,如何建立其数学模型，如何分析了
校正环节对系统特性的改善和为天线随动系统提供了调试数据。

2、课程设计的主要内容
介绍了跟踪雷达天线随动系统的电路组成,建立其数学模型，详细分析了校正
环节对系统特性的改善,为天线随动系统提供了调试数据。运用所学的控制系统的
综合与校正的方法，对先前随动系统的稳态性能进行改善。

3、课程设计步骤:
3.1. 确定跟踪雷达天线随动系统的电路组成及数学模型。并写出各个部分的传
递函数，将各部分传递函数代入,经过变换、化简后,得到闭环传递函数；
3.2 根据跟踪雷达天线随动系统开环传递函数，对系统稳定性分析与特性改；
3.3 系统精度分析与特性改善，结合给定的系统稳态特性的要求，确定采用校正
的方式；
3.4 得到校正网络参数后，校正调整后和校正调整前进行比较分析；
3.5 产生静态误差的原因及克服办法；
3.6 产生动态误差的原因及校正方法。

4、课程设计中校正原理
4.1系统 按给定信号的形式不同，可将系统划分为恒值控制系统
和随动控制系统
1．恒值控制系统
恒值控制系统（也称为镇定系统或调节系统或恒值系统）的特点是，给定输入
一经设定就维持不变，希望输出量维持在某一特定值上。例如前面提到的液位
控制系统，直流电动机调速系统等。
2．随动控制系统
在随动控制系统（也称随动系统）中，若给定信号的变化规律是事先不能确
定的随时间变化的信号，例如，函数记录仪、自动火炮系统和飞机-自动驾驶
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仪系统等，则称该系统为自动跟踪系统；若给定输入是预先设定的、按预定
规律变化的信号（如数控机床的输入信号），则称相应系统为程序控制系统。
上述两种系统统称为随动控制系统。

4.2 基于频率法的串联校正设计
主要介绍串联校正特性，基于频率特性法确定串联校正参数的步骤。
4.2.1 超前校正装置的特性

图4-1无源超前校正装置的电路图
设输入信号源内阻为零，输出端负载阻抗无穷大，其传递函数为

)1(1)()()(2212sTsTsUsUsGc





(4—1)

式中 1221RRR (4—2)
CRRRRT21212
(4—3)
由式(4—1)看出，串入无源超前校正装置后，系统开环增益要下降倍，假设
这个下降由提高系统放大器增益加以补偿，这样无源超前校正装置的传递函数

sTsTsGc2211)(





(4—4)

根据式(4—4)作出无源超前校正装置的对数特性，如图4-2所示。由特性图看
出，在频率为21T至21T之间对输入信号有明显的微分作用，既为PD控制。

在上述频率范围内，输出信号相角超前于输入信号相角，在m处为最大超前
相角m。下面证明m正好位于21T和21T的几何中心。
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图4-2 无源超前网络的对数幅、相特性
由式(4—4)可将其传递函数看成由两个典型环节构成，其相角计算如下


2121tantan)(TTc




由两角和公式得

2
2
2

2
11)1(tan)(TTc
(4—5)

对上式求导并令其等于零，得最大超前角频率


2

1

T
m

(4—6)

而21T和21T的几何中心为




2
22

1lg)1lg1(lg21
lgTTT

即 21T
正是式(4—6)的m。将式(1—6)代入式(1—5)得最大超前角










2

1tan111)1(tan12222221



T
T

T

T

m

应用三角公式改写为