[发明专利]一种船载二自由度伺服系统低仰角跟踪限速保护方法

说明书

本发明公开了一种船载二自由度伺服系统低仰角跟踪限速保护方法、系统及设备,该方法包括以下步骤，包括以下步骤，获取天线方位角和天线俯仰角；在天线方位角在侧舷跟踪阈值范围、且天线俯仰角在低仰角阈值范围时，获取与采集的船横摇信号对应的限速阈值；船横摇信号与限速阈值之间具有一一对应的映射关系；根据误差电压输出天线俯仰支路运动速度电压，当天线俯仰支路运动速度电压达到限速阈值所对应的电压值时，输出限速阈值对应的电压控制天线的运动速度。上述船载二自由度伺服系统低仰角跟踪限速保护方法确保船载二自由度伺服系统的低仰角跟踪性能的前提下，有效延长伺服操作手反应时间，因而能将天线出现结构性损伤的风险降至最低，提高安全性。

技术领域

本发明涉及船载二自由度伺服系统低仰角跟踪限速保护方法、系统及设备，涉及船载二自由度伺服系统技术领域。

背景技术

船载二自由度伺服系统，其功能就是使天线的波束对准飞行器，以便使天线能感应到来自目标的电磁波。当目标进入雷达视线范围内时，伺服分系统应能够自动搜索并捕获目标，以一定的跟踪精度连续跟踪目标，使目标始终处于天线主波束的中心线附近，从而以最大增益可靠地连续接收目标信号。二自由度伺服系统，其天线为俯仰—方位型(A-E)天线,方位能够在±360°间转动，俯仰工作范围在0～180°。二自由度伺服系统的天线结构如图1所示。

与陆地布站的伺服系统不同，船载二自由度伺服系统在运行过程中不可避免会受到船摇的影响，船载二自由度伺服系统在跟踪低仰角目标时，均采用侧舷跟踪的方式来避免信号的遮挡，这样伺服系统的运动将不可避免受到船摇的影响,为了避免船载大型伺服系统在低仰角跟踪过程中遇到因天线运动导致天线结构出现损坏的事故，在跟踪低仰角目标时，一般采用机械限位以及速度限制两种手段来确保天线结构安全。

机械限位分为电气限位和机械限位两部分,电气限位装置包括行程挡块、限位开关和控制保护电路。当天线转动到极限位置时，行程挡块触动限位开关，通过控制保护电路，使驱动电机断电，或者反向制动。设置两套行程挡块和限位开关：第一档为预限位，先切断控制信号，减速滑行；第二档为终限位，去掉激磁同时电磁制动，使天线停止转动。机械限位装置是当天线由于限位开关失灵，制动器发生故障或其它意外情况发生，可能使天线越过限位区域、撞到天线座架而使天线或天线座损坏，在天线极限运动位置设置机械缓冲器，起缓冲减振作用。

速度限制是指为了避免低仰角跟踪时，天线出现安全问题而损坏其机械结构，在速度环路上采取了限速保护措施，目前通过在速度环路板上安装限速继电器的方式，对环路电压进行了限制，从而达到限速功能。通过限制天线俯仰支路的运动速度，能够增加伺服操作手的反应时间，降低天线因仰角过低导致结构性损伤的概率。

以上两种方法是目前船载二自由度伺服系统用到的天线保护措施，两种方法都有其局限性，机械限位装置仅能在结构上起保护作用，不能提前预测天线运动趋势，而且也不能让操作员有足够的反应操作时间，而在速度环路电路上对伺服俯仰支路进行限速，限制的速度值是根据经验设定的，通常比较保守，设定的值比较低，且不可调整，在船摇或者目标运动速度大的情况下会限制了伺服系统低仰角跟踪性能，由于限速保护的存在，导致伺服系统在跟踪过程中存在较大的动态滞后，随着跟随误差的不断累积，跟踪目标出了天线波束范围，最终导致目标丢失，因而，过低的限速保护将导致伺服系统低仰角跟踪异常，造成目标跟踪丢失风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种调节方便、灵活性高且能有效实现低仰角跟踪限速保护的船载二自由度伺服系统低仰角跟踪限速保护方法、系统及设备。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种船载二自由度伺服系统低仰角跟踪限速保护方法,包括以下步骤，

获取天线方位角和天线俯仰角；