現(xiàn)代戰(zhàn)爭對雷達機動性能的要求越來越高,，特別是機動陸面載體如車載雷達天線、發(fā)射架等設(shè)備,，到達預(yù)定位置后,，要求快速架設(shè)精確的水平基準。車載平臺的人工手動調(diào)平已很難滿足軍方對雷達快速架設(shè),、快速撤收,，以及平臺高精度調(diào)平的要求。機電式自動調(diào)平與人工調(diào)平相比具有調(diào)平時間短,、調(diào)平精度高,、可靠性高等特點。本設(shè)計是以單片機和CPLD為控制核心,，伺服控制器和伺服電機為執(zhí)行單元的機電式四點支撐自動調(diào)平隨動控制系統(tǒng),，能夠?qū)崿F(xiàn)機電式車載平臺自動調(diào)平的全自動化、全閉環(huán)控制,。其優(yōu)點在于調(diào)平時間短(少于3分鐘),、調(diào)平精度高(小于3’),、可靠性高,、可在惡劣環(huán)境下工作等方面。

　　系統(tǒng)組成

　　調(diào)平原理

　　調(diào)平方式通常有3點式或4點式,，特殊的還有多點式如6腿或更多腿平臺,。本系統(tǒng)根據(jù)實際的應(yīng)用情況，采用4點式調(diào)平方式,。四點支撐的工作平臺X 軸,、Y 軸是根據(jù)水平傳感器的安裝位置確定工作平臺面上互相垂直的兩個軸向，調(diào)平原理如圖1所示,。

在工作平臺的支撐腿著地后, 控制系統(tǒng)開始進行調(diào)平,。通過水平傳感器的檢測信號，可以找出工作平臺的最高點,。將水平傳感器按如圖1 所示方向安置于工作平臺上,，傳感器輸出含有X 和Y 軸信號，它們是與水平誤差(角度) 成線性關(guān)系的數(shù)字信號,。當X>0,，Y<0時，撐腿A為最高點;X<0，Y<0時,，撐腿B為最高點;X<0,，Y>0時，撐腿C為最高點;X>0,，Y >0 時,，撐腿D為最高點。

　　假設(shè)撐腿著地后撐腿A為最高點(其他撐腿為最高點的情況相似),，根據(jù)水平傳感器的信號,，可以分別進行X軸和Y軸方向的調(diào)節(jié)。如先進行X軸調(diào)節(jié),，其過程如下：撐腿A和D不動,，撐腿B和C同時上升一定位移，即工作平臺繞撐腿A和D為軸線旋轉(zhuǎn),，撐腿B和C同時上升,，上升的數(shù)值由控制系統(tǒng)根據(jù)水平傳感器的X軸反饋值決定，直至X軸呈水平狀態(tài),。Y軸調(diào)節(jié)與X軸類似,。若工作臺的X軸和Y軸調(diào)節(jié)成水平狀態(tài)，則可認為工作臺已處于水平狀態(tài),。4點調(diào)平的水平誤差為q2=q12+q22,，q1和q2分別為水平傳感器的角度精度。若兩個傳感器的控制精度都為δ時,，則水平誤差,。

       4點及多點調(diào)平設(shè)計面臨的一個主要問題是虛腿現(xiàn)象，即有一個腿受力很小或者懸空,，這在調(diào)平過程中是不能允許的,。當平臺的負載均勻時，4個支撐點的受力應(yīng)該均勻,。本系統(tǒng)設(shè)計的處理辦法是把平臺支撐起來后,，先進行一次粗調(diào)平(設(shè)定一個粗精度)，目的是使4個支撐點的受力比較接近,。然后,，再按照系統(tǒng)設(shè)定的調(diào)平精度進行調(diào)平。這樣,，調(diào)節(jié)的過程就中不會出現(xiàn)一腿受力過小(虛腿),，從而有效的預(yù)防虛腿現(xiàn)象的出現(xiàn)。

　　硬件組成

　　該自動調(diào)平系統(tǒng)硬件組成如圖2所示,。系統(tǒng)主要由控制部分,、水平傳感器、壓力傳感器、伺服控制器,、伺服電機及伺服電動缸等組成,。

水平傳感器(X、Y兩個方向)測量車載平臺的傾斜度,，通過RS232串行口向控制部分發(fā)送X方向和Y方向的傾角數(shù)據(jù),，波特率采用9600bit/s。本系統(tǒng)采用的水平傳感器其測量精度(零位)為0±20",，分辨率≤4",，完全滿足平臺傾角測量和調(diào)平的要求。

　　壓力傳感器用于測量4個支撐腳承受的壓力,，測量范圍0～9000kg,，通過RS232串行口向控制部分發(fā)送壓力數(shù)據(jù)，波特率采用9600bit/s,。

　　控制部分主要由控制板,、伺服驅(qū)動器和驅(qū)動接口單元組成?？刂瓢迨强刂撇糠值暮诵?，主要由單片機、CPLD,、多路DAC,、多串口擴展電路、RS232電平轉(zhuǎn)換電路,、看門狗電路等組成,。當操作人員通過按鍵將控制指令發(fā)送到控制板，CPU讀取水平傳感器,、壓力傳感器送來的數(shù)據(jù)進行判斷并形成控制策略,，產(chǎn)生控制信號由DAC送達伺服控制器,，再控制驅(qū)動接口電路驅(qū)動某一路伺服電機運轉(zhuǎn),，直至調(diào)平。為了操作安全起見,，整個調(diào)平運行過程通過聲,、光進行指示?？刂撇糠謱崟r地將傾角,、壓力數(shù)據(jù)進行顯示，方便操作人員監(jiān)控,。

       本車載雷達平臺調(diào)平過程具體分兩個階段完成,。第一階段為架設(shè)階段，即車載雷達到達陣地后，先控制四個支撐腿著地,，進行落地檢測,。系統(tǒng)通電后，操作人員只需按操作面板上的“架設(shè)”鍵,，控制系統(tǒng)驅(qū)動伺服電機升支撐腿,，同時檢測各支撐腿是否著地，當某一支撐腿著地后停止該腿的升動作,。當四個支撐腿全部著地后,，落地檢測結(jié)束。第二階段為調(diào)平階段,。操作人員按操作面板上的“調(diào)平”鍵,，單片機讀取水平傳感器送來當前車載平臺的傾斜度數(shù)據(jù)以及壓力傳感器送來的各支撐腿的受力數(shù)據(jù)，根據(jù)傾角數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù),，按照控制策略驅(qū)動相應(yīng)電機上升相應(yīng)支撐腿,，直至座車傾斜度達到雷達系統(tǒng)的要求。

　　系統(tǒng)程序工作流程

　　本系統(tǒng)的工作流程框圖如圖3所示,。


       結(jié)語

　　雷達自動調(diào)平系統(tǒng)是車載雷達的一個重要的組成部分,，對提高雷達的測量性能，如目標角度的測量精度以及整機架設(shè),、撤收的速度等,，起著決定性的作用。本系統(tǒng)采用單片機和CPLD控制,，應(yīng)用交流伺服控制,，大大提高了雷達天線架設(shè)時平臺的水平精度和調(diào)整的時間，而且具有高可靠性和維護性好的特點,。