基础。利用MATLAB/Simulink的辅助设计和强大仿真功能，对某雷达所采用的双电机伺服驱动系统进行了环路分析和建模，并进行了仿真试验，得到了系统动态的响应效果。该仿真方法为不同状态和参数下的伺服系统性能分析提供了科学的依据。
关键词：雷达伺服系统；电流环；建模；仿真
中图分类号：TM359.6 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）23-0072-02
1 概 述
伺服系统是精密测量雷达进行实时捕获、跟踪空间目标的重要组成部分，其性能好坏直接影响雷达跟踪的稳定性和跟踪的精度。雷达伺服控制通常采用典型的三环控制，从外到内依次是位置环、速度环、电流环，伺服驱动系统指的是速度环以内的部分，是伺服系统的基础[1]。伺服系统设计完成后，其参数设置及负载特性等通常情况下均已固定，但实际应用的过程中，由于环境因素、设备改造或设备器件性能变化，不可避免出现系统参数及负载特性发生变化的情况。为了满足任务需要，伺服系统就需要具有高测量精度和高动态性能。而MATLAB/Simulink的控制模块是针对控制系统开发设计的，具有动态建模，仿真，综合性能分析的软件包。利用该软件包对系统进行建模和仿真，可为伺服系统不同状态和参数下的设备性能分析提供科学的依据[2-4]。
2 控制对象特性分析
控制对象是控制系统的重要组成部分。分析控制对象，取得控制对象的数学模型，是进行伺服系统分析的基础。
3 双电机驱动系统环路分析及建模
在采用单速度环的双电机驱动系统中，同一天线轴上的两台电机电流环共用一个速度环，环内只有一个速度调节器，速度反馈信号取自两台电机测速机输出之和后，与输入速度指令比较，经过并联PID调节器、加速度限制等形成电流指令送各电机控制器中的电流环路，经环路调节、整流放大后驱动相对应的电机，其原理如图1所示。
3.1 电流环
在双电机驱动系统中，两个电流环是相同的。理论分析和实践都证明：当电流环的开环增益足够高且时间常数之和足够小时，直流电动机自身的反电势反馈以及反电势补偿对电流环的影响均可忽略不计，而这两个条件在实际系统中并不难满足，因此没有必要仅仅为了设计电流环去推导反电势补偿环的传递函数。
3.2 速度环
力矩偏置和差速振荡抑制只是为了改善系统性能，并没有改变系统的特性，因此可对它不予考虑。而对于双电机驱动，电流环相同，并由两测速机反馈信号求和后统一进行速度环增益和PID调节，因此可合二为一。
4 环路仿真
本文利用MATLAB/Simulink的辅助设计和强大仿真功能，以方位支路为例对某雷达所采用的双电机伺服驱动系统进行了仿真试验。
4.1 负载特性
4.2 电流环仿真
通过MATLAB进行仿真验证，上升时间约为15 ms，超调量为15%，振荡次数0.5，带宽为25 Hz，不会给速度环带来过大的滞后，与系统的实际情况相符。电流环的特性主要体现在负载变化例如阵风等的影响，环路带宽越大，对负载变化的反应越迅速。
4.3 速度环仿真
通过MATLAB进行仿真验证，上升时间约为200 ms，超调量为10%，振荡次数0.5，带宽为2 Hz，并且可以明显看出由于结构谐振引起的爬坡现象，与系统的实际情况相符。
MATLAB仿真测试结果，上升时间、超调量变化不大，即速度环带宽变化较小，但闭环增益由23降为20，振荡次数为1，过渡过程中有产生振荡的趋势，即测速机反馈系数的变化需控制在一定范围内，否则将导致天线振荡。
5 结 语
本文对双电机驱动系统进行环路分析和建模，并对电流环和速度环分别进行了仿真试验。本仿真测试方法对分析伺服系统不同参数和负载特性下的性能研究具有积极作用，结合后续任务需要，相关研究仍需进一步继续和深入。
参考文献：
[1] 蒲迎英.统一微波测控系统测角分系统讲义[M].西安：电子工业部第三十九研究所，1996.
[2] 忽麦玲，张光辉，卫平，刘兴松.双电机驱动伺服系统的建模与分析[J].火炮发射与控制学报，2007，（2）.
[3] 李琼，王少萍，梁磊.光控伺服系统建立建模与仿真[J].压电与声光，2007，（2）.
[4] 潘高峰，周江.船载雷达伺服系统的建模和仿真[M].北京：电子工程师，2007.
[5] 魏巍.MATLAB控制工程工具箱技术手册[M].北京：国防工业出版社，2004.
[6] 刘坤.MATLAB自动控制原理习题精解[M].北京：国防工业出版社，2004.