测速雷达工作原理

第一篇：测速雷达工作原理

测速雷达工作原理

车友多有闯红灯或超速被电子眼拍到而被罚的经历。只要给电子眼拍到，罚款不是200就是500，心痛之余，车友去寻找反电子眼的设备。本文就目前的几类常用设备作一个粗浅的原理分析和功能比较。闯红灯或超速驾驶极易造成交通事故，请车友三思。

一、雷达探测器

雷达测速的原理是，道路旁装有雷达发射器，向道路来车方向发射雷达波束，再接收汽车的反射的回波，通过回波分析测定汽车车速，如车速超过设定值，则指令相机拍摄，如晚间同时触发闪光灯。雷达探测器的原理很简单，就是接收到雷达信号后，马上报警，提示车主减速。

雷达探测器基本是进口的，价格一般在800元至5000元，性能高低也非常不同。最大的不同，就是可以感应的雷达波的频段不同。因为我国各城市道路的雷达测速设备从不同的国家进口，使用的雷达频率大多并不相同，同一个城市有些装了来之三四个国家的不同频段的雷达测速器。低端的雷达探测器，往往只能感应一个频段的雷达波，而高端的雷达探测器，可以感应多个频段的雷达波，甚至还有激光感知器，同时还可以防激光测速器。

此外，感应的距离远近也体现了雷达探测器的性能高低。如感应距离过近，车主来不及减速，已经被拍到了；如减速过猛，还易造成追尾事故。高端的雷达探测器可以一公里左右感知雷达波，而差的只有在200米左右才能感应。

雷达探测器的软肋：

1）一些便宜的设备因频段和灵敏度的问题，反雷达测速的效果不好；效果好的又比较贵。2）目前，很多城市采用路面下埋设速度感应线圈的方法来检测超速，此时雷达探测器可能只部分有效。

3）此类设备只能应付雷达测速，而路口红灯电子眼完全无效。

二、电子狗

电子狗价格在250至500元之间，使用时只要插入点烟器即可，非常方便。它侦察电子眼原理非常简单：生产电子狗的厂家，在有电子眼的地方，偷藏了一个无线电发射器，它针对所在路线的特点，发了含有信息代码的无线电信号,汽车开近此地，接收器收到发射器的无线电信号，解码出报警类型，发声芯片发出语音报警，如此段限速，此段单向，此路口有电子眼等。

电子狗的优点是成本低。缺点是：第一，如果所有的红绿灯都装了电子眼（比喻深圳），因此，电子狗会响个不停，不但失去报警意义，还非常吵人，一般产品音量无法调节，也无法关闭；第二，没有无委会的批准，这样发射器的设置是非法的，还要供电，需偷偷换装，有可能被拆掉或损毁。第三，发射器的发射功率要定得恰当，如过小则接收到信号的时候，为时已晚；过大则很远就开始叫，烦人。第四，电子狗不能判别方向，如对面车道或交叉车道有电子眼，也会误报。

优点：便宜

软肋：非法，吵人，不可靠，范围有限。

三、GPS雷达探测器

GPS雷达探测器不但能做测速雷达警报，也可以做红绿灯电子眼警告；不管电子眼的监测方法是用雷达波、激光，还是用地面感应线圈，GPS雷达探测器都可报警。

交管系统每增加一处电子眼，电子狗系统就要去偷装一个发射器；相比之下，GPS雷达探测器只要增加一个地标放在网上供下载更新就行，成本低而响应快。

相比雷达探测器和电子狗系统，GPS雷达探测器还能判别电子眼方向，如是对面方向或交叉方向的电子眼，它不会误报警了。

引外，GPS雷达探测器还可以自行设定报警提前量，如300米或500米；如果当时车并未超速，可以不予报警，省去烦扰。另外，不管有没有电子眼，GPS智能狗都可以提醒车主，该路段限速是多少，现在是不是超速等。

除了报警外，GPS雷达探测器还可以用在寻找加油站、厕所、停车场等方面。此外，一般GPS所具有的导航、记录等功能它一应俱全。

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系统蓝屏

白金长老

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四、结论：

高端的反雷达探测器，对于雷达测速仪的反侦察近乎完美，且对于流动雷达测速点亦能应付。缺点在于价格稍贵；且由于灵敏度高，对于另侧道路的雷达反射波可能误报；对于越来越多的地面感应线圈式测速点完全无能为力。

电子狗价格便宜，但依赖于偷设的发射器，局限性较大，具比较吵人。

GPS雷达探测器的优点是能防任何方式的电子眼；并且GPS雷达探测器除防电子眼之外，还有提醒、导航等其他更多的用途，乐为车友接受；也因此可以登堂入室，而不必象另两种设备要暗中交易。缺点是它需要定期更新测速点数据，另外对于流动雷达测速点，完全无能为力。

警用雷达波段介绍

中国的电子警察,既有美国的Ka波段,也有欧洲的Ku段,和日本的X段、K段!还有Ka ,VG2反测速雷达等等,还有固定式S线圈,其最高测速范围介于200~270km/h实际上，所说的K、Ku、Ka、X，就是测速雷达所使用的雷达波频段，也是用无线电波频率来定义的。以下附一个频率对照表：

X波段：10.500-10.550GHz 9.850-9.950GHz（目前X band警车外挂式以及X雷达枪其最高速范围介于200~300km/h。）K波段：24.050-24.250GHz 新K频：24.025-24。225 Ka波段: 33.400-36.000GHz Ku波段: 13.450-13.500GHz LASER雷射（激光）：904nm（LASER测速枪以及流动测速系统其最高测速范围介于300~480km/h.）

GPS：1575.42 MHz ± 1.023 MHz Ka－Laser、VG2.P、V.S 390MHZ P频：UHF固定式照相，预警接收信号

我国X段,K段和Ku段的雷达产品较多。据说：80％是Ku段

车辆安装了雷达测速探测器，闯红灯会不会被拍照？？

实际上在路口的摄像头拍照驾驶员闯红灯可以通过许多种技术实现，在这方面并没有统一的标准和方法，完全取决于中标的设计施工单位。通常情况下可以通过雷达触发拍照、感应线圈触发拍照，或通过图像识别触发拍照的方式。在使用雷达触发方式时，当红灯亮时，在停车线前形成一个雷达区，当有车通过时启动电子快门照相。这时雷达测速探测器有可能工作。在采用感应线圈触发拍照时，在道路施工时，在路面下埋有感应线圈，当有车闯红灯时，感应线圈启动电子快门拍照。在使用图像识别技术时，以地面白线为警戒区，当有车闯红灯时，地面白线被遮挡后触发照相。由于采用的技术不同，所以没有任何一种设备可以完全预报闯红灯拍照。不同于测速只有采用雷达或激光技术，因此雷达测速探测器可以完全预报测速探测。

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白金长老

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常见的摄像头架设方式和工作原理

在国内最常见的雷达测速摄像头通常安装在高速路、环线的上方，叫做单车道雷达测速抓拍系统。通常会在所要探测的道路上方架设一个雷达探头，在距离雷达前方的道路上形成一个5米长1.6米宽的警戒区域，为了减少误报（通常要求系统的误报率小于5%），所以雷达的功率不会太强，以免产生误报。根据当时在路面行使车辆的状况不同，雷达测速探测器的预警距离也会不同。

手持式雷达测速仪的特点是价格便宜，灵活性强，可以移动操作，所以手持式雷达测速器也是警察最常用的设备。根据发射功率的不同有效测速距离在300-800米之间，但是由于手持式雷达采用的是模糊瞄准，所以根据道路车辆状况的不同，警察并不会在很远的距离测速，在高速路通常会在150-300米范围测速，在城际公路、国道的测速范围在100-200米左右。如果警察没有测速不会产生雷达信号，雷达测速探测器也不会报警。

车载式雷达测速抓拍系统，可以全天候工作，操作方便工作更舒适，越来越广泛地装备给警察部队和高速路管理机关。为了提高抓拍的准确度，雷达会在雷达的前方100米左右形成警戒区，对于超速的驾驶员拍照。所以使用雷达测速探测器的用户要注意，当行使在空旷地带接受到报警信号时（如国道、环线和高速路），90%是雷达测速。

是不是雷达测速探测器的灵敏度越高越好？

普遍上认为雷达测速探测器的灵敏度越高越好，但是考核雷达测速探测器的指标除了灵敏度外，还要考核雷达测速探测器的误报率。因为，在我们的周围存在许多电信号，随着灵敏度的提高，误报的比率也会提高。单纯在高速路行使还好，一旦进入城市就如同草木皆兵，到处都响，而城市的边缘是个模糊的概念，所以使用City模式会变得复杂。因此，并不是灵敏度越高越好，重要的是能够提供足够的预警距离，根据实际使用状况100-400米的范围就可以满足使用要求，从100公里减速到0通常需要60米左右的距离，而超速时并不需要加速到0，只要减速到正常水平有2、3秒时间就足够了，所以驾驶员也需要不断地提高使用技巧。

关于雷达测速在使用上大体上可以分为两大类固定式和手持式，固定式通常和摄像机联合使用构成抓拍系统。固定式在使用时会持续地产生探测电波，可是由于摄像机的要求和避免误报，雷达的触发区域距离会很近，通常在30米左右，但是并不代表探测电波只走30米，由于地面的反射，测速探测器会在更远的距离接收到电波并发出报警。对于手持式雷达并不持续地产生探测电波，只有在按住按钮时才产生探测电波，可是手持式雷达采用的是模糊瞄准，所以需要更多的时间。另外，是探测器先接到电波，然后雷达才接到反射回来的电波并开始计算速度，可是测速雷达需要接受到8个连续的反射信号才能算出速度，所以，在你发现被测速并及时调整速度就可以避免罚单。

使用的注意事项：

A、探测器必须放在正确位置，才能发挥最大的效用：

a、探测器固定在车辆的前风挡玻璃上，或用尼龙扣双面胶将探测器固定于仪表盘上方，接收天线朝向车头的方向。探测器应处水平位置或接收天线稍微上翘。b、接收天线必须朝向前挡玻璃且不可被雨刷阻挡，否则影响收讯效果。

B、前挡风玻璃贴了金属防暴隔热膜（或自带防暴功能）的车子将会影响探测器反应距离 前挡风玻璃贴了金属防暴隔热膜将会缩短三份之一至三份之二的提示距离，解决方法是将接收口附近的防暴膜割掉一块或一整条，或干脆不使用防暴膜，或选用分体机型。C、严禁两台探测器共同使用

两台测速器共同使用，将会造成互相干扰，使测速器工作不正常。D、市区杂波干扰

市区的杂波（如电信局发射站，高压电线，无线电通讯器，遥控器，自动门等）会发出类似频率的微波，探测器经过这些地方的时候，有时会产生“误报”现象，这是正常的，可用是否连续报警来判断是否误报。一般说来，真正的测速波警告声是连续报警，而且是越近波源越急促，而“误报”往往只是一，两声报警。

世界的测速频道及测速系统介绍

美国联邦电讯委员会FCC（Fededral Communication Commission）规定世界警用测速频道

有X，K，Ka，aser。以下为各频道的频率：

S band：2.445 GHz（在50'~60'使用）X band：10.525 GHz K band：24.150 GHZ Ka band：33.40~36.00 GHz（频宽2.6 GHz,又称Super-Wind Ka band）Laser：红外线800~1100nm 另外欧规频道有Ku band : 13.450 GHz（杂志上广告所谓Gatso 24 Ku及Gatso 33 Ku两种 测速频道,是所谓的K band与Ka band ,并不是新的Ku测速频道）K band：24.125 GHz。

以下为各频道之下对应的部份测速系统: X band：10.525 GHz

（美制Muni Quip警车测速拦截雷达）

（美制MPH K-55警车测速拦截雷达）

（美制Decatur Hunter,MV715警车测速拦截雷达）

（美制Decatur Hunter HH手持雷达枪）Ku band：13.450 GHz

（荷制GATSO 13流动雷达测速照相系统）

（荷制GATSO 13固定式雷达测速照相系统）K band：24.125 GHz

（荷制GATSO 24流动雷达测速照相系统）

（荷制GATSO 24固定式雷达测速照相系统）

（流动式Traffipax Speedophot测速照相系统）

（固定式Traffipax Speedophot Station测速照相）24.150 GHz

（美制MPH K-15测速拦截）

（美制Decatur MV724警车测速拦截雷达）

（美制Kustom Trooper,Hawk,警车测速拦截）

（美制Kustom KR-10SP,KR-11,警车测速拦截）

（美制Kustom Falcon,HR-12手持雷达枪）

（澳制AWA Fairey流动雷达测速照相系统）Ka band： 33.30 GHz（荷制GATSO 33流动雷达测速照相系统）33.80 GHz（美制MPH Bee 36A流动雷达测速系统）34.30 GHz（瑞制Multanova 6F三脚架流动雷达测速系统）34.60 GHz（美制AST PR-100流动测速照相系统）34.70 GHz（美制Stalker手持雷达测速枪）34.94 GHz（美制Stalker手持雷达测速枪）

36.00 GHz（美制MPH Bee 36流动雷达测速系统）

33.4~34.4 GHz（美制Stalker雷达测速系统）34.2~35.2 GHz（美制Stalker雷达测速系统）

Laser：Kustom Signals Pro Laser LTI 20-20 Autovelox 104/c2 Jenoptik LAVEG ESO

Drilling slichtschranke

第二篇：基于测速雷达的多目标检测算法[推荐]

基于测速雷达的多目标检测算法

（合肥工业大学计算机与信息学院，安徽合肥 20009）

摘要：近些年了来随着科技的进步、人们生活水平的提高，为满足生产和生活的需求各种交通工具应用而生。车型和车速的不断提高给道路交通管制带来了许多的不便和麻烦，因此基于交通测速雷达的多目标分辨领域的研究至关重要，能更好的对道路交通进行管理，在跟踪目标，对超速车辆的查找以及统计各类型车辆数量、缓解交通压力等方面有很大的用途。

本文在多普勒雷达的基础上研究发展而来的基于测速雷达的多目标分辨算法。首先介绍了雷达测速的研究背景及意义，多普勒雷达的测速原理，目前的发展状况以及传统雷达的不足之处。接着介绍了多目标分辨的理论依据，也就是本论文主要讲解的超速雷达的多目标分辨。

关键词:多普勒雷达、多目标分辨、频谱分析、幅度比较

一、研究背景

21世纪以来，人类生产力大解放。科技的蓬勃发展，工业革命的不断推进，无论是生产还是生活人类发生了翻天覆地的变化。其中最明显的便是交通运输工具的变化。随着道路基础设施建设水平的提高，人们生活质量的提高促使家庭小汽车的不断增加，同时为满足生产力发展的需求，各种交通工具应用而生。公路交通运输业是推动国民经济发展，促进经济社会繁荣的主动力。为实现对道路交通的有效管制以及行车速度测量及对超速车辆的实时监测控制对道路上的多目标进行分辨至关重要。

从雷达早期出现用于对空中金属物体的探测，到二战以来出现的雷达对空对地的火力控制等，雷达主要应用于军事领域。随着科技的进步，雷达技术的不断发展，雷达不再是一种单纯的军事雷达，其应用领域不断增加，功能不断增强出现了各种各样的雷达，比如气象雷达，道路交通测速雷达等。雷达测速是利用多普勒效应，通过多普勒频移计算目标的速度。雷达测速因其准确性高，速度快，稳定性好，探测距离远，可移动测速，能更好的抑制地无干扰等优点，得到广泛应用，但是由于雷达波束较宽，在多车并行行驶时，无法分辨出超速车辆，给监测控制带来了困难。国内现有超速测量抓拍系统在多车并行时，由于仅能检测出有车辆超速，无法分辨超速车辆，为避免误判只能放弃抓拍，无形中增加了交通事故隐患，严重影响了现代交通的严格法制化管理进程。因此多目标分辨雷达的研究和制造有着非常重要的作用。同时不仅可应用于超速雷达的探测，在对车型检测，缓解交通压力等方面都发挥很大的作用。

二、交通测速雷达发展状况

目前，美国联邦电讯委员会规定警用测速频道为Xband，Kband，Kaband三种，它们对应的微波频率分别为10.525GHZ，24.150GHZ,33.40-36.00GZH。Xband雷达形状为圆型，无法在车阵中锁定超速车辆只能在车阵中检测第一辆车的速度。K band测速雷达为手持式的雷达，国内警方绝大多数使用这种雷达。Ka band雷达与K band雷达相似，由于其微波频率更高，测速范围更加集中，所以不容易被干扰，目前国内基本局限于一般性测量且测量结果较粗糙，在先进技术方面还有很大差距，因此对多目标分辨的研究至关重要，对提高国内雷达水平，方便道路超速车辆管理有重要的作用。

三、多普勒雷达的作用原理

多普勒雷达，又名脉冲多普勒雷达，是一种利用多普勒效应来探测运动目标的位置和相对运动速度的雷达。1842年,奥地利物理学家J·C·多普勒发现,当波源和观测者有相对运动时,观测者接受到的波的频率和波源发来的频率不同,这种现象被称为多普勒效应。波是由频率和振幅所构成，而无线电波是随着物体而移动的，当无线电波在行进的过程中，碰到物体时，该无线电波会被反弹，而且其反弹回来的波，其频率及振幅都会随着所碰到的物体的移动状态而改变。若无线电波所碰到的物体时是固定不动的，那么所反弹回来的无线电波其频率是不会改变的。然而，若物体朝着无线电线发射的方向前进时，此时所反弹回来的无线电波会被压缩，因此该电波的频率会随之增加；反之，若物体是朝着远离无线电波方向行进时，则反弹回来的无线电波，其频率则会随之减小。

多普勒测速原理图

设雷达与动物体之间的距离为s，则雷达电磁波在到达目标并返回的双层路径中，波长为λ的波数为2s/λ，每个波长对应2π rad的相位变化，双程传播路径总相位变化为φ=4πs/λ。如果目标相对与雷达运动，雷达与运动物体目标的距离s和相位变化都会随时间而变化，对上式求导，可得角频率Wd=dφ/dt=4πv/λ=2πFd。其中v=ds/dt为物体目标径向速度。Fd为多普勒频移。所以Fd=2v/λ=2vf/C，其中f=C/λ是雷达发射电磁波频率。利用多普勒频移产生的拍现象可把运动目标的回波从杂波中分离出来。

四、基于幅度比较的多目标分辨方法

多普勒测速雷达因其测速精度高，速度快，稳定性好，探测距离远，可移动等优点，得到广泛应用，但是由于雷达波束较宽，在多车并行行驶时，无法分辨出超速车辆，给违章抓拍带来了困难，因此可以使用基于幅度比较的多目标分辨方法。

基于幅度比较的多目标分辨方法是通过比较回波幅度分辨并行行驶车辆中的超速车辆的方法。该方法利用雷达天线波束增益和角度的关系，结合雷达作用距离与回波功率的关系，通过对不同车道上雷达接收回波的多普勒频率谱幅度值进行分析比较，从而分辨出多车道上并行车辆中的超速车辆。

雷达测速模型：

如图所示基于幅度比较的多普勒测速雷达的模型图。雷达工作频率 24GHz，λ=1.25cm，天线口径D=5cm，3dB波束宽度θ=λ/D=0.25rad=14.3。雷达有效作用距离大约为30m，此时波束的方位宽度达到d=θ*R=7.5m，单车道宽度大约为3m，此时单个雷达波束可以覆盖2～3个车道，可以同时检测到多个运动目标。但无法分辨每辆车的速度。该方法模型采用同源多天线结构，即天线发射的雷达信号来自同一个源，再由功分器均分形成。测速雷达分别安装在车道中央通过几部天线测出的多普勒频移正的幅度差异来判断超速车辆所处的车道。测速雷达的工作原理是：雷达向目标发射电磁波并接收回波信号，从回波中提取速度对应的多普勒频率，进而求出运动目标的速度。

以雷达发射连续波的情况为例，其发射信号可以表示为： S0(t)=Asin(2πf0t+φ0)式中，A为振幅，fo为雷达的发射频率，φ0为初相。

按照图所示测速模型，雷达1接收到的有：carl反射的雷达1的回波，carl反射的雷达2的回波，car2反射的雷达l的回波和car2反射的雷达2的回波四个信号。由于雷达位置的不同，虽然发射的是相同的信号，但是carl相对与雷达2的径向速度为：V21=V11*cosθ，不同于相对与雷达1的径向速度，因此多普勒频率分量也不相同，car2的情况同理。同样雷达间的位置差异也决定了距离因子和回波衰减系数的不同。

假设左右两车道雷达接收到的由两个运动目标反射的回波信号分别为Sr1(f)和Sr2(f)，建立回波：

式中，αij为雷达波束方向影响因子；rij为目标j相对于雷达i的距离因子；fij=2Vijf0/C，为运动目标的多普勒频移，其中，Vij代表目标j相对于雷达i的运动速度，c代表电磁波的传播速度。

fd11和fd21分别是目标1相对于两个雷达的多普勒频率，fd12和fd22分别是目标2相对于两个雷达的多普勒频率。设△fd1和△fd2为目标1和目标2相对于两个雷达的多普勒频差：

△fd1=fd11-fd21 △fd2=fd12-fd22 将上式化简为如下两式：

回波信号与本振信号进行自混频得到差频信号S1(t)和S2(t):

（k1=r1α为幅度增益系数）

从差频信号中提取多普勒频率，可由多普勒原理计算出目标的运动速度：

v=fd*c/2f0

雷达回波信号信号功率谱分析

当右车道有车辆行驶时，左右两路雷达会分别接收到该车辆的回波信号，由于位置的差异，所接收的多普勒频率分量和能量值均不相同。显而易见，在相对距离较近，且处于主瓣中心位置的能量最大，即对于右车道的车辆而言，右路雷达接收到的右车道行驶车辆的多普勒频率分量的能量就要大于左路雷达所接收到的右车道行驶车辆的多普勒频率分量的能量。如果对两路雷达在该多普勒频率下的能量值做一个差值比较：

P2(fd2)-P1(fd1)=a 当a>0时，多普勒频移为fd2的车在右车道；当a<0时，多普勒频移为fd1的车在左车道。当两车道都有车辆行驶时，两个雷达会分别接收到两车道上行驶车辆的回波信号，由于位置的差异，所接收的多普勒频率分量和其能量值均不相同。此时先判断是否有超速车辆，再判断是否同时超速：如果仅有一辆车超速，对多普勒频率值最大的分量作比较，判断超速车辆所处的位置；如果两辆车同时超速，则直接记录然后进行后续处理。以上就是基于测速雷达的多目标分辨算法。

五、总结

随着中国道路交通的不断发展涌现出各种各样的问题，超速行驶在各种违章中占了很大比例，因此对超速行驶车辆的检测和加大力度的惩罚措施至关重要。而对超速行驶的汽车的鉴定便需要对汽车进行分辨识别，本文便是这个研究方向的一些理论依据。

通过这次的学习，我更加清楚地认识到了多普勒雷达的作用原理，同时基于多普勒原理而衍生出来的超速车辆的分辨研究也有了一定的认识和学习，对雷达在道路交通中的应用更加了解，增强了自己对雷达技术研究的兴趣，收获很多。

参考文献

[1]林仲扬漫谈雷达测速江苏省计量测试技术研究所江苏南京 2006 [2]刘哲交通测速雷达的检测及技术改进分析云南大学2008 [3] 陈卓交通检测雷达的多目标分辨算法研究西安电子科技大 [4] 李艳雷达多目标分辨方法研究国防科技大学 2005 [5] 杨粤湘雷达测速在公安交通管理中的应用广东公安科技

2005 [6]周高杯多运动目标的频谱分析及基于DSP的雷达测速仪的设计湖南大学，2005 [7] 孙超脉冲多普勒雷达测速关键问题研究西安电子科技大学 2014 [8] 孙朝云，阳红，高怀刚 交通测速雷达性能分析与改善《长安大学学报:自然科学版》 2003

第三篇：雷达工作 原理

雷达的原理

雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。

雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。

为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离为：S=CT/2

其中S：目标距离

T：电磁波从雷达到目标的往返传播时间

C：光速

雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。通过机械和电气上的组合作用，雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向，一旦发现目标，雷达读出些时天线小事的指向角，就是目标的方向角。两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。

测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，—雷达测速利用了物理学中的多普勒原理．当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，通常，具有测速能力的雷达，例如脉冲多普勒雷达，要比一般雷达复杂得多。

雷达的战术指标主要包括作用距离、威力范围、测距分辨力与精度、测角分辨力与精度、测速分辨力与精度、系统机动性等。

其中，作用距离是指雷达刚好能够可靠发现目标的距离。它取决于雷达的发射功率与天线口径的乘积，并与目标本身反射雷达电磁波的能力（雷达散射截面积的大小）等因素有关。威力范围指由最大作用距离、最小作用距离、最大仰角、最小仰角及方位角范围确定的区域。

雷达的技术指标与参数很多，而且与雷达的体制有关，这里仅仅讨论那些与电子对抗关系密切的主要参数。

根据波形来区分，雷达主要分为脉冲雷达和连续波雷达两大类。当前常用的雷达大多数是脉冲雷达。常规脉冲雷达周期性地发射高频脉冲。相关的参数为脉冲重复周期（脉冲重复频率）、脉冲宽度以及载波频率。载波频率是在一个脉冲内信号的高频振荡频率，也称为雷达的工作频率。

雷达天线对电磁能量在方向上的聚集能力用波束宽度来描述，波束越窄，天线的方向性越好。但是在设计和制造过程中，雷达天线不可能把所有能量全部集中在理想的波束之内，在其它方向上在在着泄漏能量的问题。能量集中在主波束中，我们常常形象地把主波束称为主瓣，其它方向上由泄漏形成旁瓣。为了覆盖宽广的空间，需要通过天线的机械转动或电子控制，使雷达波束在探测区域内扫描。

概括起来，雷达的技术参数主要包括工作频率（波长）、脉冲重复频率、脉冲宽度、发射功率、天线波束宽度、天线波束扫描方式、接收机灵敏度等。技术参数是根据雷达的战术性能与指标要求来选择和设计的，因此它们的数值在某种程度上反映了雷达具有的功能。例如，为提高远距离发现目标能力，预警雷达采用比较低的工作频率和脉冲重复频率，而机载雷达则为减小体积、重量等目的，使用比较高的工作频率和脉冲重复频率。这说明，如果知道了雷达的技术参数，就可在一定程度上识别出雷达的种类。

雷达的用途广泛，种类繁多，分类的方法也非常复杂。通常可以按照雷达的用途分类，如预警雷达、搜索警戒雷达、无线电测高雷达、气象雷达、航管雷达、引导雷达、炮瞄雷达、雷达引信、战场监视雷达、机载截击雷达、导航雷达以及防撞和敌我识别雷达等。除了按用途分，还可以从工作体制对雷达进行区分。这里就对一些新体制的雷达进行简单的介绍。（军事观察·warii.net）

双/多基地雷达

普通雷达的发射机和接收机安装在同一地点，而双/多基地雷达是将发射机和接收机分别安装在相距很远的两个或多个地点上，地点可以设在地面、空中平台或空间平台上。由于隐身飞行器外形的设计主要是不让入射的雷达波直接反射回雷达，这对于单基地雷达很有效。但入射的雷达波会朝各个方向反射，总有部分反射波会被双/多基地雷达中的一个接收机接收到。美国国防部从七十年代就开始研制、试验双/多基地雷达，较著名的“圣殿”计划就是专门为研究双基地雷达而制定的，已完成了接收机和发射机都安装在地面上、发射机安装在飞机上而接收机安装在地面上、发射机和接收机都安装在空中平台上的试验。俄罗斯防空部队已应用双基地雷达探测具有一定隐身能力的飞机。英国已于70年代末80年代初开始研制双基地雷达，主要用于预警系统。

相控阵雷达

我们知道，蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成，每个小眼都能成完整的像，这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。与此类似，相控阵雷达的天线阵面也由许多个辐射单元和接收单元（称为阵元）组成，单元数目和雷达的功能有关，可以从几百个到几万个。这些单元有规则地排列在平面上，构成阵列天线。利用电磁波相干原理，通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位，就可以改变波束的方向进行扫描，故称为电扫描。辐射单元把接收到的回波信号送入主机，完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。每个天线单元除了有天线振子之外，还有移相器等必须的器件。不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流，从而在空间辐射出不同方向性的波束。天线的单元数目越多，则波束在空间可能的方位就越多。这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线，“相控阵”由此得名。

相控阵雷达的优点

（1）波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高；（2）一个雷达可同时形成多个独立波束，分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；（3）目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标；（4）对复杂目标环境的适应能力强；（5）抗干扰性能好。全固态相控阵雷达的可靠性高，即使少量组件失效仍能正常工作。但相控阵雷达设备复杂、造价昂贵，且波束扫描范围有限，最大扫描角为90°～120°。当需要进行全方位监视时，需配置3～4个天线阵面。

相控阵雷达与机械扫描雷达相比，扫描更灵活、性能更可靠、抗干扰能力更强，能快速适应战场条件的变化。多功能相控阵雷达已广泛用于地面远程预警系统、机载和舰载防空系统、机载和舰载系统、炮位测量、靶场测量等。美国“爱国者”防空系统的AN／MPQ-53雷达、舰载“宙斯盾”指挥控制系统中的雷达、B-1B轰炸机上的APQ-164雷达、俄罗斯C-300防空武器系统的多功能雷达等都是典型的相控阵雷达。随着微电子技术的发展，固体有源相控阵雷达得到了广泛应用，是新一代的战术防空、监视、火控雷达。

宽带／超宽带雷达

工作频带很宽的雷达称为宽带／超宽带雷达。隐身兵器通常对付工作在某一波段的雷达是有效的，而面对覆盖波段很宽的雷达就无能为力了，它很可能被超宽带雷达波中的某一频率的电磁波探测到。另一方面，超宽带雷达发射的脉冲极窄，具有相当高的距离分辨率，可探测到小目标。目前美国正在研制、试验超宽带雷达，已完成动目标显示技术的研究，将要进行雷达波形的试验。

合成孔径雷达

合成孔径雷达通常安装在移动的空中或空间平台上，利用雷达与目标间的相对运动，将雷达在每个不同位置上接收到的目标回波信号进行相干处理，就相当于在空中安装了一个“大个”的雷达，这样小孔径天线就能获得大孔径天线的探测效果，具有很高的目标方位分辨率，再加上应用脉冲压缩技术又能获得很高的距离分辨率，因而能探测到隐身目标。合成孔径雷达在军事上和民用领域都有广泛应用，如战场侦察、火控、制导、导航、资源勘测、地图测绘、海洋监视、环境遥感等。美国的联合监视与目标攻击雷达系统飞机新安装了一部AN／APY3型X波段多功能合成孔径雷达，英、德、意联合研制的“旋风”攻击机正在试飞合成孔径雷达。

毫米波雷达

工作在毫米波段的雷达称为毫米波雷达。它具有天线波束窄、分辩率高、频带宽、抗干扰能力强等特点，同时它工作在目前隐身技术所能对抗的波段之外，因此它能探测隐身目标。毫米波雷达还具有能力，特别适用于防空、地面作战和灵巧武器，已获得了各国的调试重视。例如，美国的“爱国者”防空导弹已安装了毫米波雷达导引头，目前正在研制更先进的毫米波导引头；俄罗斯已拥有连续波输出功率为10千瓦的毫米波雷达；英、法等国家的一些防空系统也都将采用毫米波雷达。

激光雷达

工作在红外和可见光波段的雷达称为激光雷达。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。隐身兵器通常是针对微波雷达的，因此激光雷达很容易“看穿”隐身目标所玩的“把戏”；再加上激光雷达波束窄、定向性好、测量精度高、分辨率高，因而它能有效地探测隐身目标。激光雷达在军事上主要用于靶场测量、空间目标交会测量、目标精密跟踪和瞄准、目标成像识别、导航、精确制导、综合火控、直升机防撞、化学战剂监测、局部风场测量、水下目标探测等。美国国防部正在开发用于目标探测和识别的激光雷达技术，已进行了前视／下视激光雷达的试验，主要探测伪装树丛中的目标。法国和德国正在积极进行使用激光雷达探测和识别直升机的联合研究工作。参考资料：

第四篇：伺服系统工作原理（本站推荐）

第一部分：伺服系统的工作原理 伺服系统(servo system)亦称随动系统，属于自动控制系统中的一种，它用来控制 被控对象的转角(或位移)，使其能自动地、连续地、精确地复规输入指令的变化规 律。它通常是具有负反馈的闭环控制系统，有的场合也可以用开环控制来实现其功 能。在实际应用中一般以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，例如数控 机床等。使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量 较大等特点，这类专用的电机称为伺服电机。其基本工作原理和普通的交直流电机 没有什么不同。该类电机的专用驱动单元称为伺服驱动单元，有时简称为伺服，一 般其内部包括转矩（电流）、速度和/或位置闭环。其工作原理简单的说就是在开 环控制的交直流电机的基础上将速度和位置信号通过旋转编码器、旋转变压器等反 馈给驱动器做闭环负反馈的PID调节控制。再加上驱动器内部的电流闭环，通过这 3个闭环调节，使电机的输出对设定值追随的准确性和时间响应特性都提高很多。伺服系统是个动态的随动系统，达到的稳态平衡也是动态的平衡。全数字伺服系统一般采用位置控制、速度控制和力矩控制的三环结构。系统硬 件大致由以下几部分组成：电源单元；功率逆变和保护单元；检测器单元；数 字控制器单元；接口单元。相对应伺服系统由外到内的“位置”、“速度”、“转矩” 三个闭环，伺服系统一般分为三种控制方式。在使用位置控制方式时，伺服完 成所有的三个闭环的控制。在使用速度控制方式时，伺服完成速度和扭矩（电 流）两个闭环的控制。一般来讲，我们的需要位置控制的系统，既可以使用伺 服的位置控制方式，也可以使用速度控制方式，只是上位机的处理不同。另外，有人认为位置控制方式容易受到干扰。而扭矩控制方式是伺服系统只进行扭矩 的闭环控制，即电流控制，只需要发送给伺服单元一个目标扭矩值，多用在单 一的扭矩控制场合，比如在小角度裁断机中，一个电机用速度或位置控制方式，用来向前传送材料，另一个电机用作扭矩控制方式，用来形成恒定的张力。『伺服机构系统』源自servomechanism system，系指经由闭回路控 制方式达到一个机械系统位置、速度、或加速度控制的系统。一个伺 服系统的构成通常包含受控体(plant)、致动器(actuator)、控制器(controller)等几个部分，受控体系指被控制的物件，例如一格机械手 臂，或是一个机械工作平台。致动器的功能在於主要提供受控体的动 力，可能以气压、油压、或是电力驱动的方式呈现，若是采用油压驱 动方式，一般称之为油压伺服系统。目前绝大多数的伺服系统采用电 力驱动方式，致动器包含了马达与功率放大器，特别设计应用於伺服 系统的马达称之为伺服马达(servo motor)，通常内含位置回授装置，如光电编码器(optical encoder)或是解角器(resolver)，目前主要应用於 工业界的伺服马达包括直流伺服马达、永磁交流伺服马达、与感应交 流伺服马达，其中又以永磁交流伺服马达占绝大多数。控制器的功能 在於提供整个伺服系统的闭路控制，如扭矩控制、速度控制、与位置 控制等。目前一般工业用伺服驱动器(servo drive)通常包含了控制器与 功率放大器。一个传统伺服机构系统的组成如图1所示，伺服驱动器主要 包含功率放大器与伺服控制器，伺服控制器通常包含速度控 制器与扭矩控制器，马达通常提供类比式的速度回授信号，控制界面采用±10V的类比讯号，经由外回路的类比命令，可直接控制马达的转速或扭矩。采用这种伺服驱动器，通常 必须再加上一个位置控制器(position controller)，才能完成 位置控制。图2所示是一个现代的伺服机构系统架构图，其 中的伺服驱动器包含了伺服控制器与功率放大器，伺服马达 提供解析度的光电编码器回授信号。图1.一个传统伺服机构系统的组成 图2.现代伺服机构系统的组成 多轴运动控制系统 精密伺服系统多应用於多轴运动控制系统，如工业机 器人、工具机、电子零件组装系统、PCB自动差建机等等。图3所示是一个运动控制平台的方块图，工作物件的位置控 制可藉由平台的移动来达成，平台位置的侦测有两种方式，一种是藉由伺服马达本身所安装的光电编码器，由於是以 间接的方式回授工作物件的位置，再藉由闭回路控制达到 位置控制的目的，因此也称之为间接位置控制(indirect position control)。另一种方式是直接将位置感测元件安装 在平台上，如光学尺、雷射位置感测计等等，直接回授工 作物件的位置，再藉由闭回路控制达到位置控制的目的，称之为直接位置控制(direct position control)。一个多轴运动控制系统由高阶的运动控制器(motion controller)与低阶的伺服驱动器(servo drive)所组成，运动 控制器负责运动控制命令解码、各个位置控制轴彼此间的相对 运动、加减速轮廓控制等等，其主要关键在於降低整体系统运 动控制的路径误差；伺服驱动器负责伺服马达的位置控制，主 要关键在於降低伺服轴的追随误差。图5所示是一个双轴运动 控制系统的简化控制方块图，在一般的情况下x-轴与y-轴的动 态响应特性会有相当大的差异，在高速轮廓控制时(contouring control)，会造成显著的误差，因此必须设计一 个运动控制器以整体考量的观点解决此一问题。图3.双轴运动控制系统 图4.双轴运动控制系统的简化控制方块图 图5.网路控制分散式伺服系统 图6.伺服系统的整合 图7.伺服系统的阶层式控制架构 图8.伺服系统的环状多回路控制架构 图9.现代伺服系统的阶层式控制介面 图10.直流伺服驱动器的系统方块图 图11.交流伺服驱动器的系统架构图 图12.泛用型伺服驱动器的系统架构图 图13.一个典型闭回路控制系统的方块图 图14.伺服系统的环状多回路控制架构 图15.一个典型的多回路直流伺服系统控制方块图 图16.实用的工业数位伺服控制法则 图17.伺服马达驱动系统的自调控制架构 图18.数位马达控制技术的演进 图19.以DSP为核心的伺服系统解决方案 图20.DSP数位伺服驱动器的硬体电路图(TI Application Note)The Resolver �6�1 The resolver is essentially a rotating transformer �6�1 Very rugged deviceMotor FB Velocity Feedback The Position Servo Compensator Commanded Position Drive Actual Position Position Error ++Pcomp Vcomp Icomp Actual Velocity Current Command To Inner Loop Vder* Actual Current + Motor FB +Pderived Controller Drive Current Limit Velocity Command Position Feedback +Pcomp Vff + Motor FB ++ Pderived Controller Drive Velocity Command Position Feedback Velocity Feedforward Lexium 24V Fuses Contactor Choke Motor Brake Motor Connection Brake Timing Enable Input Speed Brake Output Enable Power Section Emergency StopThe Golden Rules �6�1 Command the System to Do Only What it is Capable of – If the motor and drive is incorrectly sized for the desired motion profile no amount of tuning will yield the desired results �6�1 Tune Inside Out – It is essential to tune the inner loops first.A common mistake is to have a low bandwidth, poorly tuned velocity loop then try to tune the position loop.The position loop can never be properly tuned because of the phase shift in the inner loop �6�1 Proper Grounding and Shielding – Great care must be taken in following the grounding and shielding procedures in the installation manual.If there is excessive system noise the system must be detuned(low bandwidth)so that it is not excited by high frequency noise �6�1 Robust Mechanical Design – Ensure that there is minimum flexibility in the mechanical system and that couplings are tight.Without a good mechanical design, resonances will be introduced which again force system detuning Velocity Control Architecture + +Pderived Position Feedback Proportional Plus Integral Velocity Loop Position Control Architecture +P P+I Vderivedstep change in velocity �6�1 Constant speed �6�1 Constant torque �6�1 Constant current The Current Loop �6�1 The current loop is configured automatically when the motor is selected.It is usually not necessary to modify parameters.Optimizing Velocity Loop Step Response �6�1 Proportional Gain – Higher proportional gain results in faster rise time but more overshoot and ringing.The optimum response is a small amount of overshoot with minimal ringing �6�1 Integral Gain – Higher integral gain improves immunity to disturbances but increases ringing.In a high friction system the integral gain can be increased more significantly Time Velocity The Position Loop �6�1 The integral term moves from the velocity loop to the position loop.It should normally be increased 2-3 times the value from the optimized speed loop.A higher integral gain reduces following error but increases ringing �6�1 The proportional gain may require no adjustment.A higher gain reduces following error bu increases ringing �6�1 Following error is significantly reduced by Vff which normally requires no adjustment from the default 第二部分：伺服电机的工作原理 无刷永磁电机原理图 Rotor Magnets 3 Phase Stator Windings Phase A Phase B Phase C Motor Inertia m F Force = mass x linear acceleration J T Torque = inertia x angular acceleration Step 2 Step 3 Step 4 Step 1 步进电机原理图 Servo/Stepper Comparison Feature Servo Stepper Torque/Speed Excellent Limited Efficiency High Low Position Information Yes Possible Lost Steps Ease of Use Requires Tuning Very Simple Settling Time Excellent Poor to Fair Cost Higher Lower Position Resolution High Limited Resonances Low High Velocity Ripple Excellent Poor Runaway Take Precautions Inherently Safe DC Permanent Magnet Motor-Theory of Operation N S + _ Magnetic Field Around Rotor Coil Permanent Magnet Stator Brush Commutator Rotor Coils Multiple Poles and Coils S N S N S N Feedback Devices Explain the feedback concepts of resolution, accuracy and repeatability Discuss resolvers and encoders and how they work Compare feedback options and review relative benefits Resolution Higher Resolution Lower Resolution Accuracy Higher Accuracy Lower Accuracy �6�1 Accuracy defines how close each measured position is to the actual physical position �6�1 The higher accuracy example has a tighter tolerance for the placement of each increment Repeatability High Repeatability �6�1 In the example above, the accuracy is poor but the repeatability is good Incremental, Absolute and Multiturn Position Change Actual Position Within Revolution Incremental Absolute Multiturn Actual Position Over Multiple Revolutions The Incremental Encoder Sensor 1 Sensor 2 Moving Disk Light Source Sensor 1 Sensor 2 �6�1 The encoder uses optical scanning of a fine grating in the form of a moving disc �6�1 The incremental encoder can only measure position changes �6�1 Digital pulse ouputs are typically provided which can be counted by the controller �6�1 A third sensor is often used to generate a marker pulse at a specific position within a revolution The Absolute Encoder �6�1 The absolute encoder has multiple disks which completely define position within a revolution �6�1 With mechanical gearing of the disk to another moving disk it is possible to define position over multiple revolutions �6�1 The encoder interface to the is typically Endat/Hyperface or SSI 总结 �6�1 交流伺服电机通常都是单相异步电动机，有鼠笼形转子和杯形转子两种结构 �6�1 形式。与普通电机一样，交流伺服电机也由定子和转子构成。定子上有两个 �6�1 绕组，即励磁绕组和控制绕组，两个绕组在空间相差90°电角度。固定和保 �6�1 护定子的机座一般用硬铝或不锈钢制成。笼型转子交流伺服电机的转子和普 �6�1 通三相笼式电机相同。杯形转子交流伺服电机的结构如图3-12由外定子4，杯 �6�1 形转子3和内定子5三部分组成。它的外定子和笼型转子交流伺服电机相同，�6�1 转子则由非磁性导电材料（如铜或铝）制成空心杯形状，杯子底部固定在转 �6�1 轴7上。空心杯的壁很薄（小于0.5mm），因此转动惯量很小。内定子由硅钢 �6�1 片叠压而成，固定在一个端盖1、8上，内定子上没有绕组，仅作磁路用。电 �6�1 机工作时，内、外定子都不动，只有杯形转子在内、外定子之间的气隙中转 �6�1 动。对于输出功率较小的交流伺服电机，常将励磁绕组和控制绕组分别安放 �6�1 在内、外定子铁心的槽内。交流伺服电机的工作原理和单相感应电动机 �6�1 无本质上的差异。但是，交流伺服电机必须具备一个性能，就是能克服交流 �6�1 伺服电机的所谓“自转”现象，即无控制信号时，它不应转动，特别是当它 �6�1 已在转动时，如果控制信号消失，它应能立即停止转动。而普通的感应电动 �6�1 机转动起来以后，如控制信号消失，往往仍在继续转动。�6�1 当电机原来处于静止状态时，如控制绕组不加控制电压，此时只有励磁绕组 �6�1 通电产生脉动磁场。可以把脉动磁场看成两个圆形旋转磁场。这两个圆形旋 �6�1 转磁场以同样的大小和转速，向相反方向旋转，所建立的正、反转旋转磁场 �6�1 分别切割笼型绕组（或杯形壁）并感应出大小相同，相位相反的电动势和电 �6�1 流（或涡流），这些电流分别与各自的磁场作用产生的力矩也大小相等、方 �6�1 向相反，合成力矩为零，伺服电机转子转不起来。一旦控制系统有偏差信 �6�1 号，控制绕组就要接受与之相对应的控制电压。在一般情况下，电机内部产 �6�1 生的磁场是椭圆形旋转磁场。一个椭圆形旋转磁场可以看成是由两个圆形旋 �6�1 转磁场合成起来的。这两个圆形旋转磁场幅值不等（与原椭圆旋转磁场转向 �6�1 相同的正转磁场大，与原转向相反的反转磁场小），但以相同的速度，向相反的方向 �6�1 旋转。它们切割转子绕组感应的电势和电流以及产生的电磁力矩也方向相反、大小不 �6�1 等（正转者大，反转者小）合成力矩不为零，所以伺服电机就朝着正转磁场的方向转 �6�1 动起来，随着信号的增强，磁场接近圆形，此时正转磁场及其力矩增大，反转磁场及 �6�1 其力矩减小，合成力矩变大，如负载力矩不变，转子的速度就增加。如果改变控制电 �6�1 压的相位，即移相180o，旋转磁场的转向相反，因而产生的合成力矩方向也相反，伺 �6�1 服电机将反转。若控制信号消失，只有励磁绕组通入电流，伺服电机产生的磁场将是 �6�1 脉动磁场，转子很快地停下来。�6�1 为使交流伺服电机具有控制信号消失，立即停止转动的功能，把它的转子电 �6�1 阻做得特别大，使它的临界转差率Sk大于1。在电机运行过程中，如果控制 �6�1 信号降为“零”，励磁电流仍然存在，气隙中产生一个脉动磁场，此脉动磁 场可 �6�1 视为正向旋转磁场和反向旋转磁场的合成。图3-13画出正向及反向旋转磁场 �6�1 切割转子导体后产生的力矩一转速特性曲线1、2，以及它们的合成特性曲线 �6�1 3。图3-13b中，假设电动机原来在单一正向旋转磁场的带动下运行于A点，�6�1 此时负载力矩是。一旦控制信号消失，气隙磁场转化为脉动磁场，它可视为 �6�1 正向旋转磁场和反向旋转磁场的合成，电机即按合成特性曲线3运行。由于转 �6�1 子的惯性，运行点由A点移到B点，此时电动机产生了一个与转子原来转动方 �6�1 向相反的制动力矩。在负载力矩和制动力矩的作用下使转子迅速停止。�6�1 必须指出，普通的两相和三相异步电动机正常情况下都是在对称状态 下工作，不对称运行属于故障状态。而交流伺服电机则可以靠不同程 度的不对称运行来达到控制目的。这是交流伺服电机在运行上与普通 异步电动机的根本区别。

第五篇：扫地机工作原理

扫地机器人工作原理：

1.通过电动机的高速旋转，在主机内形成真空，利用由此产生的高速气流，从吸入口吸进垃圾。这时气流的速度高达时速240转，虱子等害虫在进入主机之内，便因高速碰撞吸尘管内壁而死掉。

2.吸入扫地机的垃圾，被积蓄在布袋机，被过滤网净化过的空气，则边冷却电动机，边被排出扫地机。

3.电动机是扫地机的心脏，其性能的好坏，可直接影响扫地机的可靠性。另外，扫地机所使用的电动机，每分钟旋转2万转～4万转。而如电扇的电动机，其转速为每分钟约1800～3600转，由此可知扫地机电动机转速是多么高。

4.正确表示扫地机性能的单位，不是输入功率（瓦数、或安培数），而是输出功率（吸入功率）。

5.“吸入力”取决于所产生的风力和真空力的合力，但这两个因素却具有相反的特性。也就是说，风力大时真空力变弱，真空力强时则风力变小。这两者的合力的最大值，即表示该扫地机能力的“吸入功率”，吸入功率用瓦（W）表示。这一定义，是国际标准组织（ISO）规定的表示扫地机性能的国际标准，在世界范围内得以承认。目前，日本、德国等将其作为表示扫地机性能的单位而使用这一单位，但在其它地区，则直接将输入功率的大小，误解为表示扫地机性能的单位。

关天排气过滤网

1.为了不使吸入扫地机的微小的灰尘泄漏到外边，扫地机里装有种种过滤网。例如：松下电器的扫地机里，至少装有2-3个过滤网，另外，布袋或者纸袋，也起着过滤网的作用。这些过滤网，可防止极为微小的灰尘损伤电动机，同时还可起到防止弄脏室内空气的作用。

2.长期使用扫地机时，会因过滤网网眼的堵塞而致使吸力下降。为了防止吸力下降，应定期用水清洗过滤网以及布袋，洗后在阴凉处晾干再使用，即可恢复吸力。

扫地机器人的基本配线

1.高速运转的扫地机电动机一般使用1000瓦以下的电力，故其所产生的热量与电热取暖炉相当。

2.一般的扫地机中，均装有电流保险丝和“热保护器”，故即使出现电动机过热，也可及时监测出温度上升，暂时性切断通往电动机的电流，防患于未然。还装有“气流保护器”，在吸嘴等阻塞、空气停止流动时动作，打开紧急空气吸入口，利用外部凉气来抑制主机的过热。