自动控制理论课程设计报告
研究课题PID雷达天线控制系统
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PID雷达天线控制系统
摘要：
这篇文章是把PID调节器运用于雷达位置伺服系统，使其跟踪能力和迅速反应能力得到改善。

采用校正数字PID 控制器作为控制器，通过Matlab 仿真对校正 PID 控制雷达天线系统响应曲线进行分析，结果表明，基于校正 PID 控制的雷达天线系统响应时间短，满足了雷达天线对控制性能的要求。

关键词：PID 控制；雷达天线系统。

PID radar antenna control system
Abstract:
This article is to put PID adjustor into the radar servo system, and improve the tracking ability and rapid response ability.we choose the digital PID controller as controller.Through the simulation of Matlab to design of the calibration PID control radarantenna system and analyse the radar antenna system calibration PID response curve. Results show that based on the calibration of the PID control system of the radarantenna short response time meet the radar antenna to control performance requirements.
Key words: P ID adjustor ; Radar antenna system.
1.引言：
在自动控制系统中，要提高系统的静态精度，增大放大倍数，但系统增大放大倍数后，由于系统中惯性的影响，容易使系统发生振荡，因此，提高放大倍数，减小静态误差和提高系统稳定性便成了一对主要矛盾。

为了解决这个矛盾，使用比例（P）,积分（I），微分(D)（即所谓的(PID)调节器），以此作为自动控制系统的校正工具。

比例调节的显著特点就是有差调节。

如果采用比例调节，则在负荷扰动下的调节过程结束后，被测量不可能与设定值准确相等，它们之间一定有残差。

积分调节的特点是无差调节，但采用积分调节时其调节过程比较缓慢，表现在振荡频率较低。

PID调节器有P,I,D三种调节的优点，在系统中，比例（P）调节器的作用是按控制偏差的大小，迅速输出一个信号（电压），这个过程便是偏差大，调节作用大，偏差小，调节作用也小，积分（I）调节器的作用，不是迅速改变调节作用，而是根据偏差的大小逐渐地改变，偏差大的，调节作用变化速度快，偏差小的调节作用速度满，只有当偏差消除时，才停止改变调节作用，偏差不消除，调节作用总是在不断改变，微分（D）调节器的作用则是一有偏差出现，马上快速地，大幅度地改变调节作用，然后使调节作用逐渐见效，这就是所谓的超调，目的是使偏差快些消除。

总而言之，P的作用是将偏差迅速传递到输出端；I的作用是缓慢消除偏差；D的作用是快速消除偏差。

2.数学模型的建立
系统的原理框图可简化成如图1所示
图1 雷达天线伺服控制系统原理框图
给定角*m θ经电位器变成给定信号*U ，被控量经电位器变成反馈信号U ，给
定信号与反馈信号产生偏差信号e ；偏差信号经放大器（电压比较放大器和可逆功率放大器）得到d U ，d U 通过执行机构（直流伺服电动机）作用到雷达天线上，
减小偏差，最终实现*m m θθ=。

这就是控制的整个过程。

用信号线将个方框图按信号流向依次连接，在不考虑干扰力矩的条件下，并适当的变换，就会得到雷达天线伺服控制控制系统的结构图，如图2所示
图2 雷达天线伺服控制系统结构图
其中()R s 就是*m ()s θ，()C s 就是m ()s θ，g 1/K i =。

将方框图进行化简处理，可得系统的开环传递函数
m *m m ()()()()()(1)
s C s K G s R s s s T s θθ===+ 其中0ct d 1g K K K K K K =。

简化后的系统方框图如图3所示
图3 系统简化方框图。