自动控制原理课程设计-雷达天线伺服控制系统（5篇）

第一篇：自动控制原理课程设计-雷达天线伺服控制系统

自动控制原理课程设计

雷达位置伺服系统校正

班级： 0xx班学号： xx

姓名： xx 指导老师： x老师

—2011.12

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雷达位置伺服系统校正

一、雷达天线伺服控制系统

(一)概述

用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。它是由若干元件和部件组成的并具有功率放大作用的一种自动控制系统。位置随动系统的输入和输出信号都是位置量，且指令位置是随机变化的，并要求输出位置能够朝着减小直至消除位置偏差的方向，及时准确地跟随指令位置的变化。位置指令与被控量可以是直线位移或角位移。随着工程技术的发展，出现了各种类型的位置随动系统。由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机，使伺服系统实现了直接驱动，革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素，并成功应用在雷达天线。伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。此外，也可采取附加措施来提高系统的精度，采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道，直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。因此可根据这个特征将它划分为两个类型，一类是模拟式随动系统，另一类是数字式随动系统。本设计——雷达天线伺服控制系统实际上就是随动系统在雷达天线上的应用。系统的原理图如图1-1所示。

图1-1 雷达天线伺服控制系统原理图

(二)系统的组成

从图1-1可以看出本系统是一个电位器式位置随动系统，用来实现雷达天线的跟踪控制，由以下几个部分组成：位置检测器、电压比较放大器、执行机构。以上部分是该系统的基本组成，在所采用的具体元件或装置上，可采用不同的位置检测器，直流或交流伺服机构等等。

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现在对系统的组成进行分析：

1、受控对象：雷达天线；

2、被测量：角位置m；

3、给定值：指令转角m；

4、传感器：由电位器测量m,并转化为U；

5、控制器：放大器，比例控制；

6、执行器：直流电动机及减速箱。

（三）工作原理

现在来分析该系统的工作原理。由图1-1可以看出，当输入一个指定角m经过指令信号电位计，将角位移转换为电位计的电压输出，电压经过计算机系统输出到运放的输入端，在经过电压放大器输出到电动机的两端。驱动雷达天线转动，当转动到指定位置m*，停止。

*m0，则反馈信号为0，不需要调整。如果mm如果m0。则经过反馈电位计将角位移信号转换为反馈电压输出，进行调整，只要输入与输出之间存在角度的差值，则就会有反馈电压信号的输出，直至输出的位置信号等于m*=m。

*同理可得：如果给定角m减小，则系统运动方向将和上述情况相反。

二、雷达天线伺服控制系统主要元部件

（一）位置检测器

位置检测器作为测量元件，由指令信号电位计和反馈电位计组成位置（角度）检测器，两个电位器均由同一个直流电源US供电，这样可将位置直接转换成电量输出。

在控制系统中,单个电位器用作为信号变换装置，其输出与输入的函数关系为：

u(t)K0(t)

式中K0Emax，是电刷单位角位移对应的输出电压，称为电位器传递系数，其中E是电 2

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位器电源电压，max是电位器最大工作角。对上式求拉氏变换，并令U(s)L[u(t)]，(s)L[(t)]，可求得电位器传递函数为：

U(s)K0

G(s)(s)可以看出电位器的传递函数是一个常值，它取决于电源电压E和电位器最大工作角度max。电位器可用图2-1的方框图表示。

图2-1 电位器方框图

其中输入X(s)就是(s)，输出C(s)就是U(s)，G(s)就是K0。我们认为反馈电位计的传递函数与指令信号电位计的相同

在使用电位器时要注意负载效应。所谓负载效应就是指在电位器输出端接有负载时所产生的影响。当电位器接负载时，一般负载阻抗比较大，所以可以将电位器视为线性元件，其输出电压与电刷角位移之间成线性关系。

（二）电压比较放大器

电压比较放大器由1A、2A组成，其中放大器1A仅仅起倒相的作用，2A则起电压比较和放大作用，其输出信号作为下一级功率放大器的控制信号，并具备鉴别电压极性（正反相位）的能力。

电压比较放大器实际上是比较元件和一部分放大元件的组合，其职能是把测量元件检测到的被控量实际值与给定元件给出的参据量进行比较，求出它们之间的偏差，并经过电压型集成运算放大器的放大作用，将偏差信号放大。具体说来就是：

UctKct(UU)*

其中KctR1R0，又因U*Ue（偏差），所以上式可以写成UctKcte，对该式两边同时进行拉氏变换，可得电压比较运算放大器的传递函数为

G(s)Uct(s)E(s)Kct

从式子可以知道电压比较放大器的传递函数也是一个常值。电压比较放大器可以用图2-2

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所示的方框图表示：

E(s)G(s)Uct(s)

图2-2 电压比较器方框图

其中G(s)Kct。

（三）执行机构

执行机构即执行元件，它的职能是直接推动被控对象，使其被控量发生变化。一般用来作为执行元件的有控制阀、电动机、液压马达等。虽然随着科技的发展，近些年来，交流电动机在控制系统特别是调速系统中应用越来越广，使直流电动机的地位受到了严重的挑战。但目前直流电动机在控制系统中仍占主要地位。对于调速范围不大，动态响应要求不高的系统，可以使用普通直流电动机。对于调速范围大，动态响应要求快的系统，特别是伺服系统（随动系统），则应采用直流伺服电动机。

直流伺服电动机是专门为控制系统特别是伺服系统设计和制造的一种电机。它的转子的机械运动受输入电信号控制作快速反应。直流伺服电动机的工作原理、结构和基本特征与普通直流电动机没有原则区别，但为了满足控制系统的要求，在结构和性能上做了一些改进，具有如下特点：

1、采用细长的电枢以便降低转动惯量，其惯量大约是普通直流电动机的1/31/2。

2、具有优良的换向性能，在大的峰值电流冲击下仍能保持良好的换向条件。

3、机械强度高，能够承受住巨大的加速度造成的冲击力作用。

4、电刷一般都安排在几何中性面上，以确保正、反转特性对称。

本系统就是采用直流伺服电动机SM作为带动负载运动的执行机构，系统中的雷达天线即为负载，电动机到负载之间通过减速器匹配。

直流伺服电动机在控制系统中广泛用作执行机构，用来对被控对象的机械运动实现快速控制，通过简化处理后的直流伺服电动机的微分方程为

Tmdm(t)dtm(t)K1ud(t)K2M(t)

式中M(t)可视为负载扰动转矩。根据线性系统的叠加原理，可分别求ud(t)到m(t)和M(t)到m(t)的传递函数，以便研究在ud(t)和M(t)分别作用下电动机转速m(t)的性能，将他们叠加后，便是电动机转速的响应特性。所以在不考虑负载扰动转矩的条件下，即M(t)0

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'时和在零初始条件下，即m(0)m(0)0时，对上式各项求拉氏变换，并令m(s)L[m(t)]，Ud(s)L[ud(t)]，则得s的代数方程为

(Tms1)m(s)K1Ud(s)

由传递函数的定义，于是有

G(s)m(s)Ud(s)K1Tms1

G(s)便是电枢电压ud(t)到m(t)的传递函数，Tm是系统的机电常数。

这可以用图2-4所示的方框图来表示

图2-4 直流伺服电动机方框图

其中G(s)K1Tms1。

设减速器的速比为i，减速器的输入转速为n，而输出转速为n'，则减速器的传递函数为

G(s)N'(s)N(s)Kg

其中Kg1/i。

三、系统的开环增益的选择和系统的静态计算

系统的原理框图可简化成如图3-1所示

图3-1 雷达天线伺服控制系统原理框图

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*给定角m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）得到Ud，Ud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。这就是控制的整个过程。，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3-2所示：

图3-2 雷达天线伺服控制系统结构图

*(s)，C(s)就是m(s)，Kg1/i。其中R(s)就是m将方框图进行化简处理，可得系统的开环传递函数：

G(s)C(s)R(s)m(s)(s)*mKs(Tms1)

其中KK0KctKdK1Kg。简化后的系统方框图如图3-3所示：

Kw/(Tw*s+1)（s）k0UKm/(Tm*s+1)W（s）1/Is*（s）

图3-3 系统简化方框图

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因系统的开环传递函数为：

（s）=2K2S(10Tm5K)(10K)S

其中K为开环增益，Tm为直流伺服电动机的时间常数。选取Tm0.1s的直流伺服电动机作为执行机

这是一个二阶系统，在没有校正设计前，取系统的阻尼比为0.5，代入Tm0.1，由二阶系统的标准形式有：

（s）=2K/(10Tm5K)S(10K)/(10Tm5K)S2

2Wn(10K)/(10Tm5K)Wn2K/(10Tm5K)2计算得到：K=4.4 系统的开环传递函数为：

（s）=0.38S0.63S2

这可以用系统的参数方框图表示，如图3-4所示：

R(s)0.38（）s=2S0.63SC(s)B(s)

图3-4 系统参数方框图

可以看出1，是一型系统。静态位置误差系数

KplimG(s)H(s)s0

得到系统在阶跃输入作用下的稳态误差

ess11limG(s)H(s)s011Kp0

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四系统的动态分析

（一）时域分析

在第三章选择了系统的开环增益，并进行了静态计算，知道了系统的稳态误差为0，现在对系统进行动态分析。在典型输入信号作用下，任何一个控制系统的时间响应都由动态过程和稳态过程两部分组成，动态分析就是对动态过程的分析。动态过程又称过渡过程或瞬态过程，指系统在典型输入信号作用下，系统输出量从初始状态到最终状态的响应过程。由于实际控制系统具有惯性、摩擦以及其它一些原因，系统输出量不可能完全复现输入量的变化。动态过程除提供系统稳定性的信息外，还可以提供响应速度及阻尼情况等信息，这些信息用动态性能描述。

对本系统而言，在没有校正设计时，0.5，可知系统是欠阻尼二阶系统。动态分析具体而言就是确定系统的动态性能指标。因cos，于是求得阻尼角为

arccosarccos0.5/3

而阻尼振荡频率为

dn120.54(rad/s)

对欠阻尼二阶系统各性能指标进行近似计算，可得

1、延迟时间td：

td10.76.45

n2、上升时间tr：

trd3.90(s)

3、调节时间ts：

ts3.511.30(s)

n4、超调量%：

%e/12100%16.3%

由这些计算出的动态性能指标可以知道，系统并没有达到设计要求，超调量

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%16.3%0，调节时间ts0.70.5。系统此时的单位阶跃响应曲线如图4-1所示

Step Response1.41.210.8Amplitude0.60.40.200246810Time(sec)1214161820

图4-1 系统校正前单位阶跃响应曲线

从对系统的动态分析和图4-1可以看出，如果该系统没有校正设计，则达不到设计要求，所以为了满足设计要求，必须进行校正设计

（二）频域分析波特图如下：

Bode DiagramGm = Inf dB(at Inf rad/sec), Pm = 34.1 deg(at 0.561 rad/sec)50403020Magnitude(dB)Phase(deg)100-10-20-30-40-50-90-135-18010-210-110Frequency(rad/sec)0101

五校正设计

所谓校正，就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。目前，在工程实践中常用的有三种校

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正方法，分别是串联校正、反馈校正和复合校正。

本系统的校正设计采用反馈校正。反馈校正是目前广泛应用的一种校正方式，反馈校正的基本原理是：用反馈校正装置包围待校正系统中对动态性能改善有重大妨碍作用的某些环节，形成一个局部反馈回路（内回路），在局部反馈回路的开环幅值远大于1的条件下，局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，而与被包围部分无关；适当选择校正装置的形式和参数，可以使系统的性能满足给定指标的要求。

本系统采用直流测速发电机作为校正装置，即采用测速反馈控制来实现校正。直流测速发电机的传递函数为

G(s)U(s)(s)Kt

或

G(s)U(s)Kts

(s)将该校正环节加到原系统中，可以得到校正后的系统方框图，如图5-1所示

K（s）(Tw*s+1)/Kwk1k0UKm/(Tm*s+1)W（s）1/Is*（s）

图5-1 校正后雷达天线伺服控制系统方框图

画简后得到图5-2

图5-2 校正后系统方框图

由图5-2得到校正后的开环传递函数

（s）=*44K1/5(22K1)S[(5022K)/5(22K1)]S2

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由于题目要求Kv5 即：44K1/5(22K1)5

K1是在主前向通路上的开环放大倍数，为了方便我们假设其值为1.44/5(22K1)5

解得：K0.038 取K0.01

（s）*7.2S8.2S2



2Wn8.2Wn7.22

1.52Wn2.7

从实际考虑，我们知道雷达天线伺服控制系统的性能应该是响应速度尽可能快，即调节时间尽可能小，超调量尽可能小。

本系统的设计要求是系统通过校正设计后的单位阶跃响应无超调。校正后系统的动态性能指标为：

td10.6t0.2t2n0.85

tr11.5tt2n2.07

其单位阶跃响应为：

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Step Response10.90.80.70.6Amplitude0.50.40.30.20.10012345Time(sec)678910

均满足题目要求：波特图：

Bode DiagramGm = Inf dB(at Inf rad/sec), Pm = 83.9 deg(at 0.873 rad/sec)40200Magnitude(dB)Phase(deg)-20-40-60-80-100-90-120-150-18010-1100101102103Frequency(rad/sec)

六、校正结论

本设计是雷达天线伺服控制系统的设计，伺服控制系统最初用于船舶的自动驾驶、火炮控制和指挥仪中，后来逐渐推广到很多领域，特别是雷达天线伺服控制系统。主要讨论的是雷达天线的跟踪问题。虽然系统达到了设计要求，但这只是理论上的设计，好多环节都采用了理想化的处理，与实际条件还有一定的区别。要是进行物理设计，还有很多方面的问题需要注意和解决。从本质上说就的一个位置随动系统。在设计中，通过对系统工作原理的分析，进行了方案和主要元部件的选择。对系统的开环增益和静态误差进行了计算，自动控制原理课程设计

对系统进行了动态分析，了解了系统在没有进行校正设计时的动态性能，最后进行了校正设计并再次进行动态分析，使系统最终达到了在单位阶跃信号作用下，响应无超调，调节时间ts0.5s的设计要求。

七、设计体会

我们组进过了两次大的讨论，第一次是我们确定了该系统要达到的目标。在两个反馈的作用上产生了一定的分歧，在第二个反馈的作用上我一直不是很理解，知道我们求出传递函数，才明白，在本次讨论中我们分组分工，我组要是负责matlab部分，其实之前对matlab不是很熟悉，在查阅相关资料，以及自动控制原理书本上的实例进行对比参考能够基本完成系统校正的实现，在之前的调试过程中，我们进行了多次的计算和参数的选取。第二次讨论我们是对各部分的综合，能够完整的了解该系统以及校正后的系统实现的功能。通过本次的课程设计也使我学到了很多知识，在课程学习中我第五章和第六章学的不是很好，这次设计师一次完整的复习，在课程设计中也让我学会了分析问题、解决问题的方法，一步学习了控制系统的数学模型，系统的时域分析法，系统的校正等方面的知识。学会了团队合作的精神以及刻苦钻研的精神，学会一些在课本中根本没有提及到的东西。加强了理论知识与实践统一的能力，加强了自己的动手操作能力。同时，自动控制原理适用于很多领域、应用于各行各业，在做本次设计的同时，也让我接触、学习了许多其他专业领域的知识，丰富了自己的知识储备。当然在此过程中很多不懂得地方都有同学们的帮组，最终能够了解其功能，实现校正。

参考文献

[1] 胡寿松.自动控制原理[M].第4版.北京：科学出版社，2001.[2] 姚樵耕、俞文根.电气自动控制[M].第1版.北京：机械工业出版社，2005.[3] 梅晓榕、兰朴森.自动控制元件及线路[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1993.[4] 陈夕松、汪木兰.过程控制系统[M].北京：科学出版社，2005.[5] 孟浩、王芳.自动控制原理（第四版）全程辅导[M].大连：辽宁师范大学出版社，2004.

第二篇：雷达天线伺服控制系统要点

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概述

自动控制原理课程设计雷达天线伺服控制系统结构及工作原理

图1-1 雷达天线伺服控制系统原理图

1.2 系统的结构组成

从图1-1可以看出本系统是一个电位器式位置随动系统，用来实现雷达天线的跟踪控制，由以下几个部分组成：位置检测器、电压比较放大器、可逆功率放大器、执行机构。以上四部分是该系统的基本组成，在所采用的具体元件或装置上，可采用不同的位置检测器，直流或交流伺服机构等等。

现在对系统的组成进行分析：

1、受控对象：雷达天线

2、被控量：角位置m。

3、干扰：主要是负载变化（f及TL）。

4、给定值：指令转角m。

5、传感器：由电位器测量m、m，并转化为U、U*。

6、比较计算：两电位器按电桥连接，完成减法运算U*Ue（偏差）。

7、控制器：放大器，比例控制。

8、执行器：直流电动机及减速箱。

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1.3 工作原理

分三种情况考虑：

*1当两个电位器RP1和RP2的转轴位置一样时，给定角m与反馈角m相等，所以角差*mmm0，电位器输出电压U*U，电压放大器的输出电压Uct0，可逆功率放大器的输出电压Ud0，电动机的转速n0，系统处于静止状态。

**2当转动手轮，使给定角m增大，m0，则U>U，Uct0，Ud0，电动机转速n>0，经减速器带动雷达天线转动，雷达天线通过机械机构带动电位器RP2的转轴，使m也增大。

*3给定角m减小，**，电动机就带动雷达天线超着缩小偏差的方向运动，只有当mmmm，偏差角m0，Uct0，Ud0，系统才会停止运动而处在新的稳定状态。雷达天线伺服控制系统框图由实物图可画出系统方框图，如下

图3-1 雷达天线伺服控制系统原理框图

*给定角m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

*（直流伺服电动机）作用到雷达天线上，减小偏差，最终实现mUd，Ud通过执行机构m。这就是控制的整个过程。

2.1各部分传函及方块图

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2.1.1 位置检测器

在控制系统中,单个电位器用作为信号变换装置，一对电位器可以组成误差检测器，空载时，单个电位器的电刷角位移(t)与输出电压u(t)的关系曲线在进行理论分析时可以用直线近似，于是可得输出电压为

u(t)K0(t)

式中K0Emax，是电刷单位角位移对应的输出电压，称为电位器传递系数，其中E是电位器电源电压，max是电位器最大工作角。对上式求拉氏变换，可求得电位器传递函数为

G(s)U(s)K0 (s)可以看出电位器的传递函数是一个常值，它取决于电源电压E和电位器最大工作角度max。电位器可用图2-1的方框图表示。

图2-1 电位器方框图

其中输入X(s)就是(s)，输出C(s)就是U(s)，G(s)就是K0。

用一对相同的电位器组成误差检测器时，其输出电压为

u(t)u1(t)u2(t)K0[1(t)2(t)]K0(t)

式中K0是单个电位器的传递系数；(t)1(t)2(t)是两个电位器电刷角位移之差。称为误差角。因此，误差角为输入时，误差检测器的传递函数与单个电位器传递函数相同，即为

G(s)U(s)K0 (s)2.2．2 电压比较放大器

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UctKct(U*U)

其中KctR1R0，又因U*Ue（偏差），所以上式可以写成UctKcte，对该式两边同时进行拉氏变换，可得电压比较运算放大器的传递函数为

G(s)Uct(s)Kct E(s)从式子可以知道电压比较放大器的传递函数也是一个常值。电压比较放大器可以用图2-2所示的方框图表示

E(s)G(s)Uct(s)

图2-2 电压比较器方框图

其中G(s)Kct。

2.2.3 可逆功率放大器

本设计用到的功率放大器由晶闸管或大功率晶体管组成功放电路，由它输出一个足以驱动电动机SM的电压和电流。分析可知，对该环节做近似处理，可得

UdKdUct

对式子两边同时做拉氏变换，得可逆功率放大器的传递函数为

G(s)Ud(s)Kd Uct(s)用图2-3所示的方框图表示。

Uct(s)G(s)Ud(s)

图2-3 可逆功率放大器方框图

其中G(s)Kd。

2.2.4 执行机构

直流伺服电动机在控制系统中广泛用作执行机构，用来对被控对象的机械运动实现快速控制，通过简化处理后的直流伺服电动机的微分方程为

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Tmdm(t)m(t)K1ud(t)K2M(t)dt式中M(t)可视为负载扰动转矩。根据线性系统的叠加原理，可分别求ud(t)到m(t)和M(t)到m(t)的传递函数，以便研究在ud(t)和M(t)分别作用下电动机转速m(t)的性能，将他们叠加后，便是电动机转速的响应特性。所以在不考虑负载扰动转矩的条件下，即M(t)0'时和在零初始条件下，即m(0)m(0)0时，对上式各项求拉氏变换，并令m(s)L[m(t)]，Ud(s)L[ud(t)]，则得s的代数方程为

(Tms1)m(s)K1Ud(s)

由传递函数的定义，于是有

G(s)m(s)K1 Ud(s)Tms1G(s)便是电枢电压ud(t)到m(t)的传递函数，Tm是系统的机电常数。

这可以用图2-4所示的方框图来表示

图2-4 直流伺服电动机方框图

其中G(s)K1。Tms12.2.5减速器

设减速器的速比为i，减速器的输入转速为n，而输出转速为n'，则减速器的传递函数为

G(s)N'(s)Kg N(s)其中Kg1/i。

2.3系统的原理结构图

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3-2所示

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图3-2 雷达天线伺服控制系统结构图

*其中R(s)就是m(s)，C(s)就是m(s)，Kg1/i。

将方框图进行化简处理，可得系统的开环传递函数

G(s)C(s)m(s)K *R(s)m(s)s(Tms1)其中KK0KctKdK1Kg。简化后的系统方框图如图3-3所示

图3-3 系统简化方框图

从实际考虑，我们知道雷达天线伺服控制系统的性能应该是响应速度尽可能快，即调节时间尽可能小，超调量尽可能小。

3.系统传递函数

本系统的设计要求是系统通过校正设计后的单位阶跃响应无超调，且调节时间ts0.5s。因系统的开环传递函数为

G(s)K

s(Tms1)其中K为开环增益，Tm为直流伺服电动机的时间常数。选取Tm0.1s的直流伺服电动机作为执行机构。由开环传递函数求得系统的闭环传递函数

(s)K/TmG(s)1G(s)s21sKTmTm由上式可以得到闭环特征方程为

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s21Ks0 TmTm这是一个二阶系统，在没有校正设计前，取系统的阻尼比为0.5，代入Tm0.1，由二阶系统的标准形式有

2n110 Tmn2K10K Tm计算得到n10rad/s。系统的开环增益为

K10(rad/s)2

系统的开环传递函数为

G(s)K10 s(Tms1)s(0.1s1)这可以用系统的参数方框图表示，如图3-4所示

图3-4 系统参数方框图系统性能分析

4.1系统稳态性能分析

可以看出1，是一型系统。静态位置误差系数

KplimG(s)H(s)

s0得到系统在阶跃输入作用下的稳态误差

ess4.2系统动态性能分析

110

1limG(s)H(s)1Kps0对本系统而言，在没有校正设计时，0.5，可知系统是欠阻尼二阶系统。动态分析

自动控制原理课程设计

具体而言就是确定系统的动态性能指标。因cos，于是求得阻尼角为

arccosarccos0.5/3

而阻尼振荡频率为

dn128.66(rad/s)

对欠阻尼二阶系统各性能指标进行近似计算，可得

1、延迟时间td：

td10.710.70.50.135

10n2、上升时间tr：

tr/30.24(s)d8.663、调节时间ts：

ts3.53.50.7(s)

0.510n4、超调量%：

%e/12100%16.3%

由这些计算出的动态性能指标可以知道，系统并没有达到设计要求，超调量%16.3%0，调节时间ts0.70.5。系统此时的单位阶跃响应曲线如图4-1所示

图4-1 系统校正前单位阶跃响应曲线

从对系统的动态分析和图4-1可以看出，如果该系统没有校正设计，则达不到设计要求，所以为了满足设计要求，必须进行校正设计。

自动控制原理课程设计校正设计

所谓校正，就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。目前，在工程实践中常用的有三种校正方法，分别是串联校正、反馈校正和复合校正。

本系统采用直流测速发电机作为校正装置，即采用测速反馈控制来实现校正。直流测速发电机的传递函数为

G(s)U(s)Kt (s)或

G(s)U(s)Kts (s)将该校正环节加到原系统中，可以得到校正后的系统方框图，如图5-1所示

图5-1 校正后雷达天线伺服控制系统方框图

画简后得到图5-2

图5-2 校正后系统方框图

由图5-2得到校正后的开环传递函数

自动控制原理课程设计

G(s)K10 s(Tms1KKt)s(0.1s110Kt)进一步得到校正后的系统的闭环特征方程

s2(10100Kt)s1000

其中Kt为与测速发电机输出斜率有关的测速反馈系数，校正设计的主要目的就是确定反馈系数，以达到整个系统的设计要求。

前面已经提到系统的设计要求是通过校正设计后系统的单位阶跃响应无超调，且调节时间ts0.5s。我们知道对于二阶系统要想无超调量，则校正后阻尼比t1。而且本系统要求尽可能快的响应，所以取阻尼比t1。进而有2tn10100Kt，n2100，于是可以计算出

Kt0.1

由于

2s22nn(s1/T1)(s1/T2)

当阻尼比为1时，T1T2，所以得

2T1T21/n0.1(s)

根据过阻尼二阶系统动态性能指标的近似计算，可得校正后系统的动态性能指标为

td10.6t0.2t2n11.5tt210.60.20.18(s)

10trn11.510.35(s)10ts4.75T10.475(s)

调节时间ts0.4750.5，无超调量，达到了设计要求。

自动控制原理课程设计结

论

自动控制原理课程设计体

会

通过本次的课程设计也使我们学到了很多知识，不仅使我们对自动控制原理的了解和理解更加深刻了，而且也让我们学会了分析问题、解决问题的方法，我了解了雷达天线伺服控制系统的工作原理，并进一步学习了控制系统的数学模型，系统的时域分析法，系统的校正等方面的知识。让我们学会了分析问题、解决问题的方法巩固了所学的知识，学会了如何利用图书馆的资源。学会了团队合作的精神以及刻苦钻研的精神，学会一些在课本中根本没有提及到的东西。加强了理论知识与实践统一的能力，加强了自己的动手操作能力。同时，也让我接触了很多书本之外的知识，大大地丰富了我们的见闻，拓宽了我们的视野。由于，自动控制原理适用于很多领域、应用于各行各业，在做本次设计的同时，也让我们接触、学习了许多其他专业领域的知识，丰富了我们的知识储备。但由于本人的所学和水平有限，难免出现一些问题和错误，还望老师予以批评指正。

自动控制原理课程设计

参考文献

第三篇：微机原理课程设计——洗衣机控制系统

微机原理与接口技术课程设计

设计题目：设计者:专业 : 班级 : 学号 :

洗衣机控制系统设计

电气工程及其自动化 1

一

课程设计的意义

1.1 洗衣机的发展状况概述

1．洗衣机的发展史

洗衣服是每个家庭都无法逃避的家庭劳动。洗衣机的出现给人们的生活带来了相当大的方便，它的普及大大降低了大多数家庭的体力劳作。

1858年，美国人汉密尔顿·史密斯制成了第一台洗衣机。1874年，美国人比尔·布莱克斯发明了第一台人工搅动式洗衣机，使得“手洗时代”受到了挑战。1910年美国人研制出了第一台电动式洗衣机。1922年美国玛塔依格公司生产出了第一台搅拌式洗衣机。1932年美德克斯航空公司研制成功了第一台前装式滚筒式洗衣机，这台机衣机能够使洗涤、漂洗、脱水三个步骤在同一个滚中操作。与此同时，世界各地也相继出现了洗衣机。洗衣机工业快速迅猛地发展起来。

1937年第一台自动洗衣机问世。1955年日本研制出波轮式洗衣机。60年代日本出现了半自动洗衣机。70年代生产出了波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期以电脑控制的全自动洗衣机在日本问世。80年代“模糊控制”开始应用于洗衣机中，使得洗衣机能够通过模糊控制使洗衣机操作更加简单，实现智能化。近半个多世纪里，在工业发达国家，全自动洗衣机技术得到广范的应用，其年总产量及社会普及率均以达到相当高的水平。

2．我国洗衣机的发展现状

洗衣机在中国起步较晚，1978年才开始正式生产家用洗衣机。随着改革开放的不断深入，经济的持续增长，人民生活水平的普遍提高，人们对于洗衣机的认识也在不断发展，进入80年代后，中国洗衣机行业一直保持着旺盛的发展形势。目前，洗衣机在我国城市甚至广大农村已得到大范围的普及。中国洗衣机市场正处于快速更新换代阶段，市场潜力巨大，随着家用电器的自动化、智能化发展，人们对于洗衣机的期望也越来越高。1983年，中国洗衣机产量由1978年的400台增至365万台。此后全国各处都大规模的引进国外先进洗衣机技术。中国的洗衣机发展突飞猛进，先进技术的引进、吸收和创新，极大地促进了中国洗衣机的生产能力和产业质量。经过三十年的发展，我国的洗衣机年产量已位于世界第一，将近为世界总年产量的四分之一。

1.2课程设计的意义

课程设计进一步锻炼同学们在微机原理应用方面的实际工作能力。计算机科学在应用上得到飞速发展，因此，学习这方面的知识必须紧密联系实际：掌握这方面的知识更要强调解决实际问题的能力。学会面对一个实际问题，如何去自己收集资料，如何自己去学习新的知识，如何自己去制定解决问题的方案并通过实践不断地去分析和解决前进道路上的问题。《微机原理与接口技术》课程是我们电气工程及其自动化专业本科生必修的一门技术基础课程。通过该课程的学习使学生对微机系统有一个全面的了解、掌握常规芯片的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法。

二

洗衣机控制系统的设计

2.1 设计内容

系统设计并建立一个由微机控制的洗衣机控制系统，并完成： 1．给水和排水的自动控制。2．用户定时时间的设定。3．电机的正反转。

4．各种定时和故障报警电路。5．定时开、关机的控制。6．三分钟延时启动的保护。

7．设计相应的A/D、D/A、键盘、显示接口和传感器测量水位电路，可在线键盘参数设置、定时检测、显示、报警，其中控制输出部分采用模拟量或开关量进行控制。

8，写出相应工作原理，编写程序及程序流程图。

希望实现的功能：智能检测

待洗衣物的智能检测是智能洗衣机能够实现智能的关键技术之一。智能检测利用了模糊控制原理，根据各类传感器提供的洗涤物状态和洗衣机运行参数进行模糊推理。通过各类传感器对布量、布质、温度、浊度的检测来确定洗涤过程中的洗涤水位，洗涤时间，漂洗次数，排水时间，脱水时间等等。三

总体设计方案

3.1 洗衣机系统原理与设计思想

图 1洗衣机示意图

洗衣机的系统（1）．涤脱水系统

它主要有盛水桶，洗涤桶和波轮组成。盛水桶又称为外桶，主要用来盛放洗涤液。盛水桶固定在钢制底板上，通过4根吊杆悬挂在洗衣机箱体上。电动机，离合器，排水阀等部件都装在桶底下面。洗涤桶又称为脱水桶或者离心桶，也称为内桶，它的主要功能是用来盛放衣物，在洗涤或漂洗时配合波轮完成洗涤或漂洗功能，在脱水时便成为离心式的脱水桶。波轮是全自动洗衣机中对衣物产生机械作用的主要部件。按波轮的形状来分，基本上有小波轮（直径在160mm左右）的涡卷式水流和大波轮（直径在300mm左右）新水流两类。

（2）．进水系统

波轮式全自动洗衣机的进排水系统都采用了电磁阀控制。为了对桶内的水位进行检测和控制，洗衣机上都安装有水位控制器（水位开关）。波轮式全自动套桶洗衣机使用最多的水位开关是空气压力式开关，主要有气压传感器装置，控制装置及电触点开关3部分组成，用来监视水位的高低。此外电磁阀分进水和排水电磁阀，进水电磁阀是洗衣机上的自动进水开关，它受水位开关动断触点的控制。而排水电磁阀是全自动洗衣机上的自动排水装置，同时还起改变离合器工作状态。进水、排水电磁阀是采用电流流过线圈形成磁场的原理，洗衣机电磁阀在进，排水时使用，220V交流电压与电磁阀线圈接通，形成磁场，电磁线圈吸合。自

动打开香蕉阀门，洗衣机里的水就顺着管道流出去了。断电后，电磁阀线圈失去电流，磁场消失，电磁铁松开，橡胶阀门自动关闭，洗衣机里的水就流不出去了。

(3)．动机及传动系统

波轮式全自动套桶洗衣机的电动机及传动系统主要由电动机和离合器组成，离合器又有普通离合器和减速离合器两种。其中普通离合器用在采用小波轮的套桶洗衣机上，这种洗衣机在洗涤或者漂洗时波轮的转速和脱水时离心桶的转速相同，目前各种大波轮新水流套桶洗衣机普遍采用减速离合器，它在洗涤，漂洗时波轮的转速较慢，而脱水时离心桶的转速较快。电动机同时作为洗涤和脱水时的动力源，普遍采用主，副绕组完全对称的电容式电动机。

洗衣机的基本工作原理

洗衣机的洗涤原理是由模拟人工洗涤衣物发展而来的，即通过翻滚、摩擦、水的冲刷等机械作用以及洗涤剂的表面活化作用，将附着在衣物上的污垢除掉，以达到洗净衣物的目的。现今，大多数的全自动洗衣机都使用以单片机为核心的控制电路来控制电动机、数码显示管、进水阀、排水阀及蜂鸣器的电压输出，使洗衣机根据程序运转。而在设计全自动洗衣机的控制系统时，要把握好洗涤、漂洗和脱水的时间：

(1).洗涤时间

有人认为，洗涤时间越长，衣物就洗得越干净。其实不然，如果洗涤时间超过一定的限度，衣物不但不会随洗涤时间的延长而提高洗净度，反而会加速衣物的磨损，还会造成能源的浪费。实验证明，洗衣机（波轮式洗衣机）的最佳洗涤时间为5～10分钟，最长也不应超过15分钟。

(2).漂洗时间

在漂洗刚开始的3分钟时间内，残留在衣物上的表面活性剂脱落最快。此后，活性剂脱落趋缓，漂洗10分钟后活性剂几乎不再脱落。一般采用贮水方式漂洗，每次3分钟，漂洗2～3次就可以了。

(3).脱水时间

电动机高速地转动洗涤桶，水份就会由于离心力而脱离衣物被甩出去。脱水时间一般为2～3分钟，时间太短会造成脱水不够彻底，太长又可能会损坏衣物。

总体设计思想

首先构思系统的总体结构，根据设计要求确定好系统大致的硬件组成及其结构，其次根据系统的各个功能把软件分为几个不同的模块。依次实现各个模块的功能，最后把各个模块组合起来已完成整个系统的功能。3.2 洗衣过程流程图

3.3 设计流程图

弄清系统的需求根据系统的需求设计出相应的硬件电路在确定系统硬件结构的基础上，把软件划分为各个模块调试各个模块，并组成一个完整的系统

四

硬件设计

4.1 硬件设计概要

用Intel的8086作为控制芯片，配合其他接口电路及配套的芯片组成洗衣机的控制电路。主要用到8255串行通行芯片，74LS137三线八线译码器发出片选信号，AD0809以及DA0832模数、数模转换芯片。用一个电位计和AD0809模拟水量信号，DA0832和LM324运放最和来控制直流电机的正反转和停止。此外还用到了4*4扫描键盘作为输入设备，两个共阴数码管作为显示设备。详情见各个芯片的介绍。

4.2 所用到的芯片及其各自功能说明 4.2.1芯片列表

8086，8284，74LS138，8255，AD0809，DA0832，74LS02，LM324 4.2.2 8086的功能简介

Intel 8086是一个由Intel于1978年所设计的16位微处理器芯片，是x86架构的鼻祖。不久，Intel 8088就推出了，拥有一个外部的8位数据总线，允许便宜的芯片用途。它是以8080和8085(它与8080有组合语言上的原始码兼容性)的设计为基础，拥有类似的寄存器组，但是数据总线扩充为16位。总线界面单元(Bus Interface Unit)透过6字节预存(prefecth)的队列(queue)喂指令给执行单元(Execution Unit)，所以取指令和执行是同步的，8086 CPU有20条地址线，可直接寻址1MB的存储空间，每一个存储单元可以存放一个字节（8位）二进制信息。为了便于对存储器进行存取操作，每一个存储单元都有一个惟一的地址与之对应，其地址范围用十进制表示为0～1048575，用十六进制表示为00000H～FFFFFH。

Intel 8086拥有四个16位的通用寄存器，也能够当作八个8位寄存器来存取，以及四个16位索引寄存器(包含了堆栈指标)。资料寄存器通常由指令隐含地使用，针对暂存值需要复杂的寄存器配置。它提供64K 8 位元的输出输入(或32K 16 位元)，以及固定的向量中断。大部分的指令只能够存取一个内存位址，所以其中一个操作数必须是一个寄存器。运算结果会储存在操作数中的一个。

Intel 8086有四个内存区段(segment)寄存器，可以从索引寄存器来设定。区段寄存器可以让 CPU 利用特殊的方式存取1 MB内存。8086 把段地址左移 4 位然后把它加上偏移地址。大部分的人都认为这是一个很不好的设计，因为这样的结果是会让各分段有重叠。尽管这样对组合语言而言大部分被接受(也甚至有

用)，可以完全地控制分段，使在编程中使用指针(如C 编程语言)变得困难。它导致指针的高效率表示变得困难，且有可能产生两个指向同一个地方的指针拥有不同的地址。更坏的是，这种方式产生要让内存扩充到大于 1 MB 的困难。而 8086 的寻址方式改变让内存扩充较有效率。

在这个系统中，8086作为整个系统的主控芯片，用来控制协调整个系统的工作。

4.2.3

8284的功能简介

向8086CPU提供外部的基准时钟信号，并把时钟信号进行功率放大。

4.2.3 74LS138的功能简介

74LS138 为3 线－8 线译码器，共有 54/74S138和 54/74LS138 两种线路结构型式，其工作原理如下：

当一个选通端（E3）为高电平，另两个选通端（E1)和/(E2)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电译出。

利用 E1、E2和E3可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。

若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器，在该系统中，74LS138用来产生各芯片的片选信号。

4.2.4 8255的功能简介

8255特性

(1)一个并行输入/输出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作为CPU总线与外围的接口.(2)具有24个可编程设置的I/O口,即使3组8位的I/O口为PA口,PB口和PC口.它们又可分为两组12位的I/O口,A组包括A口及C口(高4位,PC4~PC7),B组包括B口及C口(低4位,PC0~PC3).A组可设置为基本的I/O口,闪控(STROBE)的I/O闪控式,双向I/O3种模式;B组只能设置为基本I/O或闪控式I/O两种模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定.8255引脚功能

RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。

CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯;/CS=1时,8255无法与CPU做数据传输.RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/RD=0且/CS=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。

WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即/WR=0且/CS=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。

D0～D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行

输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。

PA0～PA7:端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入锁存器。

PB0～PB7:端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器，一个8位的输入输出缓冲器。

PC0～PC7:端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入缓冲器。端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口，每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。'

A0,A1:地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器.当A0=0,A1=0时,PA口被选择;

当A0=0,A1=1时,PB口被选择;

当A0=1,A1=0时,PC口被选择;当A0=1.A1=1时,控制寄存器被选择

4.2.5 AD0809的功能简介

1、ADC0809 是8 位逐次逼近型A/D转换器。它由一个8路模拟开关、一个地址锁存译码器、一个A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成（见图1）。多路开关可选通8个模拟通道，允许8 路模拟量分时输入，共用A/D 转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D 转换完的数字量，当OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。

2、AD0809 的工作原理

IN0－IN7：8 条模拟量输入通道

ADC0809 对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。

地址输入和控制线：4条

ALE 为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C 三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A，B 和C 为地址输入线，用于选通IN0－IN7 上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。

C B A 选择的通道

0 0 0 IN0

0 0 1 IN1

0 1 0 IN2

0 1 1 IN3 0 0 IN4 0 1 IN5 1 0 IN6 1 1 IN7

数字量输出及控制线：11 条

ST 为转换启动信号。当ST 上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D 转换；在转换期间，ST 应保持低电平。EOC 为转换结束信号。当EOC 为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D 转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE＝1，输出转换得到的数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。D7－D0 为数字量输出线。

CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ，VREF（＋），VREF（－）为参考电压输入。

4.2.6 DA0832芯片的功能简介

DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。

DAC0832的主要特性参数如下：

分辨率为8位；

电流稳定时间1us；

可单缓冲、双缓冲或直接数字输入；

只需在满量程下调整其线性度；

单一电源供电（+5V～+15V）；

低功耗，200mW。DAC0832结构：

D0～D7：8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错)；

ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；

CS：片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效；

WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1，当LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1的负跳变时将输入数据锁存；

XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；

WR2：DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由WR1、XFER的逻辑组合产生LE2，当LE2为高电平时，DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。

IOUT1：电流输出端1，其值随DAC寄存器的内容线性变化；

IOUT2：电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数；

Rfb：反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度；

Vcc：电源输入端，Vcc的范围为+5V～+15V；

VREF：基准电压输入线，VREF的范围为-10V～+10V；

AGND：模拟信号地

DGND：数字信号地 DAC0832的工作方式：

根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式：直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。

4.2.7 LM324芯片功能简介

LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

LM324的引脚排列图

LM324的特点： 1.短跑保护输出 2.真差动输入级

3.可单电源工作：3V-32V 4.低偏置电流：最大100nA 5.每封装含四个运算放大器。6.具有内部补偿的功能。7.共模范围扩展到负电源 8.行业标准的引脚排列 9.输入端具有静电保护功能 4.3 硬件电路设计系统原理图及其说明

微机总线扩展键盘DB译码电路并行接口功放电路电机驱动电路排水闸驱动电路进水闸驱动电路AB门开关定时器A/D时钟电路水位传感器启动按钮及电路IRQiDBIRQjIRQk

图4.3-1系统总体框架。图4.3-2系统硬件电路

五

软件设计

5.1 流程图及其说明

正传washytpe秒并刷新数码管开始判断按下启动键FalseTure停转5秒秒并刷新数码管设置洗衣方式其他反转washtype秒秒并刷新数码管FalseWashtype=151从键盘读一个数据2Washtype=10停转5秒秒并刷新数码管修改显示参数更新剩余时间设置洗衣时间设置定时洗衣时间判断到达定时时间TureFalse判断到达洗衣时间TureTure排水并显示当前水量False进水打开并显示当前水量False判断水排干Ture判断水满甩干，电机加速正传2分钟漂洗若干次并甩干，流程同上故障服务中断程序有故障标志吗？False结束，电机停转，三分钟开机保护14

说明：软件可以分为10大块，分别为主程序、键盘扫描子程序、参数设置子程序、延时子程序、显示子程序、进水子程序、排水子程序、甩干子程序、停止及开机延时保护子程序组成。其中，进水、洗衣、排水为一次洗衣的三个不同状态，由相应的子程序来控制电机的运动和进水排水。它们的关系如图5.1-2.主程序参数设置进水洗衣排水甩干停止及开机保护键盘扫描延时显示图5.1-2

5.2 源程序及其说明

CODE SEGMENT

ASSUME

CS:CODE

WASHTIME DW

20H

WASHTYPE DW

08H

ONTIME DW

00H

TIME DW

ADPORT EQU

0010H

ORG

1000H

IOCONPT EQU

0FF2BH

IOAPT EQU

0FF28H

IOBPT EQU

0FF29H

IOCPT EQU

0FF2AH

ORG

10E0H

DAPORT EQU

0020H

ORG

10A0H

MAIN PROC

;键盘参数设置

MOV

AL,01H

CALL

CONVERS

CALL

DISP

;显示01，提示输入洗衣时间

CALL

KEY

MOV

DL,10

MUL

MOV

WASHTIME,AX

CALL

KEY

CBW

ADD

WASHTIME,AX

K1: MOV

AL,02

;显示02;提示选择洗衣方式

CALL

CONVERS

CALL

DISP

CALL

KEY

CMP

AL,2

CMP

AL,1

CMP

AL,1

RUOXI

CMP

AL,2

QIANGXI

RUOXI: MOV

WASHTYPE,08H

JMP

QIANGXI: MOV

WASHTYPE,0FH

NEXT: MOV

AL,03

;显示3，提示输入定时时间

CALL

CONVERS

CALL

DISP

CALL

KEY

MOV

DL,10

MUL

MOV

ONTIME,AX

CALL

KEY

CBW

ADD

ONTIME,AX

MOV

CX,ONTIME

LOOP

K2: CALL

DELAY

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

ADD

AX,WASHTIME

ADD

AX,WASHTIME

ADD

AX,WASHTIME

MOV

TIME,AX

CALL

STEP1

;洗衣

MOV

CX,WASHTIME

LOOP

WASH

CALL

STEP3

CALL

SHUAIGAN

CALL

STEP1

;漂洗

MOV

CX,WASHTIME

LOOP

WASH

CALL

STEP3

CALL

SHUAIGAN

CALL

STEP1

;漂洗

MOV

CX,WASHTIME

LOOP

WASH

CALL

STEP3

CALL

SHUAIGAN

CALL

STOP

;洗衣完成，三分钟启动保护

JMP

MAIN

MAIN ENDP;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;WASH;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

WASH PROC

PUSH

MOV

DX,DAPORT

DACON1: MOV

AL,0FFH

OUT

DX,AL

MOV

CX,WASHTYPE

LOOP

W1: CALL

DELAY

DACON2: MOV

AL,80H

OUT

DX,AL

MOV

CX,8H

LOOP

W2: CALL

DELAY

DACON3:

MOV

AL,00H

OUT

DX,AL

MOV

CX,WASHTYPE

LOOP

W3: CALL

DELAY

MOV

AL,80H

OUT

DX,AL

MOV

CX,8H

LOOP

W4: CALL

DELAY

DEC

TIME

MOV

AX,TIME

CALL

CONVERS

CALL

DISP

POP

RET

WASH ENDP

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;STEP1;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

STEP1 PROC

;判断水位

PUSH

ADCONTORL: CALL

FORMAT

ADCON: MOV

AX,00

MOV

DX,ADPORT

OUT

DX,AL

DELAYS: LOOP

DELAYS

MOV

DX,ADPORT

MOV

DX,ADPORT

AL,DX

PUSH

CALL

CONVERS

CALL

DISP

POP

CMP

AL,0EEH

JAE

CALL

JINSHU

LA: MOV

DX,IOCONPT;水满，关水

MOV

AL,89H

OUT

DX,AL

MOV

DX,IOCPT

AL,DX

AND

AL,0FEH

PUSH

MOV

DX,IOCONPT

MOV

AL,80H

OUT

DX,AL

MOV

DX,IOCPT

POP

OUT

DX,AL

POP

RET

STEP1 ENDP;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;JINSHU;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

JINSHU

PROC

;控制进水

PUSH

MOV

DX,IOCONPT

MOV

AL,89H

OUT

DX,AL

MOV

DX,IOCPT

AL,DX

AL,01H

PUSH

MOV

DX,IOCONPT

MOV

AL,80H

OUT

DX,AL

MOV

DX,IOCPT

POP

OUT

DX,AL

POP

JMP

ADCON

JINSHU

ENDP;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;XIANSHI;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

CONVERS:

;字符转换

PUSH

MOV

AH,AL

AND

AL,0FH

DISP:

DISP0:

DISP1:

MOV

BX,077AH MOV

DS:[BX],AL INC

BX MOV

AL,AH AND

AL,0F0H MOV

CL,04H SHR

AL,CL MOV

DS:[BX],AL POP

DX POP

CX POP

BX POP

AX RET

;显示 PUSH

AX PUSH

BX PUSH

CX PUSH

DX MOV

DX,077FH MOV

AH,20H MOV

CX,00FFH MOV

BX,DX MOV

BL,DS:[BX] MOV

BH,0H PUSH

DX MOV

DX,0FF22H MOV

AL,CS:[BX+1060H] OUT

DX,AL MOV

DX,0FF21H MOV

AL,AH OUT

DX,AL LOOP

DISP1 POP

DEC

SHR

AH,01H

JNZ

DISP0

MOV

DX,0FF22H

MOV

AL,0FFH

OUT

DX,AL

POP

RET

DATA1:

0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0AH

86H,8EH,0FFH,0CH,89H,0DEH,0C7H,8CH,0F3H,0BFH

FORMAT:

;显示初始化

PUSH

MOV

BX,0

MOV

WORD PTR DS:[BX+077AH],0000H

ADD

BX,2

MOV

WORD PTR DS:[BX+077AH],0009H

ADD

BX,2

MOV

WORD PTR DS:[BX+077AH],0008H

POP

RET;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;STEP3;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

STEP3 PROC

;判断水是否排干?

PUSH

DX ADCON1TORL: CALL

FORMAT

ADCON1: MOV

AX,00

MOV

DX,ADPORT

OUT

DX,AL

MOV

CX,0500H

DELAYSS: LOOP

DELAYSS

MOV

DX,ADPORT

AL,DX

PUSH

CALL

CONVERS

CALL

DISP

POP

CMP

AL,08H

JBE

LAA

CALL

PAISHU

LAA: MOV

DX,IOCONPT;排干，停止排水

MOV

AL,89H

OUT

DX,AL

MOV

DX,IOCPT

AL,DX

AND

AL,0FDH

PUSH

MOV

DX,IOCONPT

MOV

AL,80H

OUT

DX,AL

MOV

DX,IOCPT

POP

OUT

DX,AL

POP

RET

STEP3 ENDP

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;PAISHU;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

PAISHU PROC

;控制进水

PUSH

MOV

DX,IOCONPT

MOV

AL,89H

OUT

DX,AL

MOV

DX,IOCPT

AL,DX

AL,02H

PUSH

MOV

DX,IOCONPT

MOV

AL,80H

OUT

DX,AL

MOV

DX,IOCPT

POP

OUT

DX,AL

POP

JMP

ADCON1

PAISHU ENDP;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;SHUAIGAN;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

SHUAIGAN PROC

PUSH

MOV

DX,DAPORT

MOV

AL,0FFH

OUT

DX,AL

MOV

CX,80H

LOOP

SHUA1

SHUA1: CALL

DELAY

MOV

AL,80H

OUT

DX,AL

POP

RET

SHUAIGAN ENDP;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;DELAY;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

DELAY:

POP

MOV

CX,0FFFFH

DELAY1: LOOP

DELAY1

PUSH

RET;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;STOP;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

STOP PROC

PUSH

MOV

CX,0FFFFH

LOOP

DE: CALL

DELAY

POP

RET

STOP ENDP;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;键盘扫描;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

KEY: PUSH

PUSH

MOV

AL,0FFH

MOV

DX,0FF22H

OUT

DX,AL

MOV

BL,00H

MOV

AH,0FEH

MOV

CX,08H

KEY1: MOV

AL,AH

MOV

DX,0FF21H

OUT

DX,AL

SHL

AL,01H

MOV

AH,AL

NOP

MOV

DX,0FF23H

AL,DX

NOT

NOP

AND

AL,0FH

JNZ

KEY2

INC

LOOP

KEY1

JMP

KEY

KEY2: TEST

AL,01H

KEY3

MOV

AL,00H

JMP

KEY6

KEY3: TEST

AL,02H

KEY4

MOV

AL,08H

JMP

KEY6

KEY4: TEST

AL,04H

KEY5

MOV

AL,10H

JMP

KEY6

KEY5: TEST

AL,08H

KEY

MOV

AL,18H

KEY6: ADD

AL,BL

CMP

AL,10H

JNC

FKEY

MOV

BL,AL

MOV

BH,0H

MOV

AL,BYTE PTR DS:[BX+DATA2]

POP

FKEY: RET

DATA2: DB

07H,04H,08H,05H,09H,06H,0AH,0BH

01H,00H,02H,0FH,03H,0EH,0CH,0DH;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

CODE ENDS

END

MAIN 收获、体会

在这次微机的课程设计中进一步熟悉的汇编语言的编程方法，借助现代的网络技术，解决问题，不让问题遗留到下一天，极大地加快的进度，也让我们对汇编有了更深一层的认识，并且还让我们初步领略到计算机控制的魅力，可谓一举多得。

课程设计是我们从书本到实践非常关键的一步，当代大学生动手创新能力是社会所急需的，正因如此我们应该加强对自身动手实践能力的锻炼。当今社会计算机科学在应用上得到飞速发展，因此，学习知识必须紧密联系实际：掌握这方面的知识更要强调解决实际问题的能力。要着重学会面对一个实际问题，如何去自己收集资料，如何自己去学习新的知识，如何自己去制定解决问题的方案并通过实践不断地去分析和解决前进道路上的一切问题，最终到达胜利的彼岸。

课程设计中我们不仅培养了我们的实践能力，也培养了我们发现问题、分析问题、解决问题的能力。在学习设计过程中我查询了相关资料，也学习到了很多东西。感谢老师的谆谆教导和学校给我们提供了这么一次机会。

参考文献

微型计算机技术及应用，戴梅萼，清华大学出版社

第四篇：论文相控阵雷达天线的工作原理及应用

相控阵雷达天线的工作原理及其应用

Xx（鲁东大学物理学院 09级物理一班 2xxxxxxxxxxxx）

摘要：本文应用惠更斯菲涅耳原理以及平面衍射光栅原理简要的分析了相控阵雷达天线的工作原理，并简要说明了实际相控阵雷达的工作原理及其优点。最后举例说明了相控阵雷达天线的应用。

关键词：相控阵；相位差；天线；

PHased array radar antenna working principle and its applicatio

LuHan

(Lu dong university Physics institute 09 level physics class20092312579)Abstract: this paper applied the huygensI型SAR天线为集中馈电的相控阵（下图）。它工作于C频段，峰值功率为5000W的波导窄片缝隙相控阵天线孔径面积为15m×1.5m, 质量300kg。方位方向上32个数字式铁氧体移相器可灵活地改变天线的波束指向和形状，使RadarsatП的天线阵面采用了T/R组件是一部接受和发射双通道，幅度和相位皆能数字控制的多极化、超分辨成像的固态游园【2】相控阵微带天线。

Radarsat-I 的天线阵面

五、结束语

相控阵雷达是当今最先进的军事技术之一，在某种程度上来说它影响了当今新军事技术革命的发展方向。虽然存在一些不足之处，但我们有理由坚信：随着科学技术的进步，建立在物理基石上的相控阵雷达将会得到不断的完善。在未来，不论是军事斗争上还是民用事业上，相控阵雷达必定会发挥它不可替代的巨大作用。参考文献：

【1】相控阵雷达技术张光义、赵玉洁编著

【2】相控阵雷达天线束咸荣、何炳发、高铁著

【3】光学教程第四版姚启钧原著华东师大光学教材编写组改编

第五篇：雷达阵列天线介绍

■开课目的

“阵列天线分析与综合”是电子信息工程专业电磁场与微波通信方向的专业选修课程。课程的任务是使学生掌握阵列天线的基本理论、基本分析与综合方法，掌握单脉冲阵列、相控阵扫描天线的基本理论和概念、以及阵列天线的优化设计思想，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后从事天线理论研究、工程设计和开发工作打下良好的基础。

■课程要求

● 约有五次作业 ● 考核

平时成绩占20％。包括平时作业，出勤情况。期末考试成绩占80％(一页纸开卷)

雷达阵列天线简介

1、“AN/SPY—1”S波段相控阵雷达

是海军“宙斯盾”(Aegis)武器系统中的一部分，由RCA公司研制。它有四个相控阵孔径，提供前方半空间很大的覆盖范围。

接收时它使用带68个子阵的馈电系统，每个子阵包含64个波导辐射器，总共有68×64＝4352个单元。

发射时，子阵成对组合，形成32个子阵，每个子阵128个单元，总共32×128＝4096辐射单元。

移相器为5位二进制铁氧体移相器，直接向波导辐射器馈电。为了避免相位量化误差引起的高副瓣电平，后来移相器改为7位二进制移相器，合成的相控阵由强制馈电功分网络馈电，辐射单元也改为4350个，单脉冲的和、差波瓣及发射波束均按最佳化设计。

AN/SPY—1天线正在进行近场测试(RCA公司电子系统部提供)目前该系统安装在导弹巡洋舰上

导弹巡洋舰上的AN/SPY—1系统

2、爱国者(PATRIOT)多功能相控阵雷达

是Raytheon公司为陆军研制的一种多功能相控阵雷达系统。其天线系统使用光学馈电的透镜阵列形式。和差波瓣分别通过单脉冲馈源达到最佳。孔径呈圆形，包含大约5000个单元，采用4位二进制铁氧体移相器和波导型辐射器单元。它安装在车辆上，并可平叠以便于运输。

爱国者多功能相控阵雷达天线(Raytheon公司提供)

3、机载预警和控制系统(AWACS)世界上第一个具有超低副瓣的作战雷达天线是由西屋电气公司为AWACS系统研制的。它取得成功后，便有很多产品紧随其后，而且常常得到比规定的副瓣电平还要低的副瓣。AWACS雷达天线是波导窄边缝隙阵列，有4000多个缝隙单元。该系统可用于空中监视的预警机，如下图所示。它在可一起转动的圆形天线罩内做机械旋转，在垂直面上用28个铁氧体精密移相器实现相控扫描。

AWACS预警机雷达天线波导窄边缝隙阵列(西屋公司提供)

4、电子捷变雷达

西屋电气公司以前为机载应用研制了这种X波段相控阵雷达。后来此系统演化为B1－B轰炸机上的AN/APQ—164雷达，如下图所示。该图显示正在装配的这种雷达天线，它有1526个圆波导口辐射单元，组成的阵列为椭圆形孔径，每个单元都带有可逆铁氧体移相器，可以实现空间二维扫描。该系统有形成波束变化的灵活性，其口径相位的变化可以实现尖锐的笔形波束、余割平方波束、垂直扇形波束。极化可从垂直极化改变为圆极化。这是通过每个单元的可开关的法拉第旋转器结合铁氧体/4薄片来实现。天馈系统还包括故障定位和隔离系统，还有检测、校验系统，这可通过合成信号的变化来确定合适的相位分布(校正馈电系统的误差)，检验激励幅度，并检查极化分集的功能。

正在装配的AN/APQ—164相控阵雷达天线(西屋公司提供)

5、多功能电扫描自适应雷达(MESAR)

这是一部具有挑战性的S波段固态相控阵雷达，它由英国海军部研究中心和Plessey雷达公司共同研制。阵面为1.8m×1.8m孔径，共有918个波导型辐射单元，如下图所示。采用4位二进制移相器，功率放大器为分立器件，有22％的带宽，2W输出功率。接收时信号在模块中被前置放大和移相，并在波束形成器中聚集成16个子阵，每一子阵都有各自的接收机，这些接收机的输出用8位A/D转换器数字化，提供强大的自适应置零能力。

MESAR固态相控阵雷达天线(Plessey公司提供)

6、AN/TPS-70多波束阵列雷达

这是一种不用移相器相控扫描的低副瓣阵列，在方位上为低副瓣波束并采用机械旋转扫描，在俯仰面上实现多个波束以覆盖空间较大的范围。天线使用36根水平波导管，每根波导管上有94个缝隙以形成主瓣宽度为1.6o的方位窄波束。在俯仰面上，发射时激励22根波导管，产生20o的俯仰波束，该波束为赋形波束，低仰角时的增益高，高仰角时的增益低；接收时来自全部36根波导的能量结合在一起产生6个同时波束以覆盖0～20o的仰角范围。6个波束的仰角宽度从最低波束的2.3o变化到6o。这6个波束均有自己的接收机，通过比较这些波束中的能量可提供仰角的单脉冲信息。

同时多波束的优点是，在强杂波环境中它能提供实现信号处理功能所需的时间。该雷达可运输。其作用距离240英里，有3MW的峰值功率和5KW的平均功率。该雷达及其改型已在全世界广泛使用。

AN/TPS-70多波束阵列雷达天线(西屋公司提供)

7、AN/TPQ-37武器定位雷达

又称火力搜索雷达，为美军陆军装备，由休斯(Hughes)飞机公司研制。用来探测炮弹弹道，并反向寻找其发射点。该雷达使用有限扫描相控阵，它能在方位上提供宽扫描角，在仰角上提供有限的扫描角，有限扫描范围将大大减少移相器数目。系统只使用360个二极管移相器，每个移相器控制阵列垂直线上的6个辐射单元。其峰值功率为4KW，平均功率为165W。

该雷达为单脉冲体制，其馈电网络可形成和波束、方位差波束和俯仰差波束，馈电网络由空气带状线和波导功分器组成。天线尺寸8×12×2(ft)3。在美国和其他国家和地区，以装备了数十套这种雷达。

AN/TPQ-37武器定位雷达(Hughes公司提供)

8、铺路爪(Pave Paes)雷达

该雷达由Raytheon公司研制。它用于提供弹道导弹的预警，也可实现对卫星的跟踪，它是超高频(UHF)固态相控阵雷达。一套系统包含孔径相互倾斜120o的两部雷达，可提供240o的总观察范围，它可检测到3000英里处的10m2的目标。

铺路爪超高频固态相控阵雷达天线(Raytheon公司提供)

9、丹麦眼镜蛇(Cobra Dane)雷达

是Raytheon公司研制的一部庞大的L波段相控阵雷达，它是为收集国外洲际导弹试验情报而研制和部署的，其雷达天线如下图所示。它有一些与众不同的特性，它是一种稀疏阵列，直径为95ft，共有34768个单元，其中15360个单元是有源单元，其余是无源单元。有源单元分成96个子阵，每个子阵有160个辐射器。发射时由行波管馈电，加到天线上的总峰值功率为15.4MW，其频带宽度为200MHz，有2.5ft的距离分辨能力，以探测目标的尺寸和形状。

丹麦眼镜蛇L波段相控阵雷达天线(Raytheon公司提供)

10、“朱迪”眼镜蛇雷达

是一种独特的大型相控阵雷达，由Raytheon公司为美国空军研制。用以收集国外弹道导弹实验的数据。他安装在美国舰船“膫望岛”的转台上，如下图所示。阵列直径为22.5ft，包含12288个单元，由16个行波管馈电

美国舰船“膫望岛”上的“朱迪”眼镜蛇大型可旋转相控阵雷达天线

(Raytheon公司提供)

11、空中预警机雷达

又叫机载搜索雷达。最初是为远程侦察机探测舰艇研制的，第二次世界大战后期美海军研制了几种机载预警雷达，用来探测舰艇雷达天线探测不到的低空飞行的飞机。在增大对空、对海面目标的最大探测距离方面，机载雷达的优势是显而易见的。因为海面上高度为100ft的天线，其雷达视线距离只有12英里，而高度为10000ft的飞机，雷达视线距离为123英里。

日本神风突击队的袭击造成美国多艘哨舰的损失，激发了机载预警雷达的设想，后来这种系统发展成为一种用于洲际防空的边界预警巡逻机。

下图为航空母舰的舰载E－2C预警机。

E－2C预警机 12、3D雷达概念

又叫三坐标雷达，这种雷达可同时测量目标的3个基本位置坐标(距离，方位和仰角)。3D雷达是一种警戒雷达，其天线在方位上机械旋转，以测量目标的距离和方位，在仰角上扫描一个或多个波束，或者通过邻接的固定仰角波束来获得目标的仰角。

按照怎样形成仰角波束和怎样在仰角上的扫描波束，3D雷达可分为堆积多波束雷达，频扫雷达、相扫雷达，机械扫描雷达和数字波束形成雷达。

13、S713Martello堆积多波束3D雷达

它是L波段可移动的包含8个波束的堆积多波束雷达，如下图所示。其平面阵列高10.6m，宽6.1m，共有60行，每行32个辐射单元，装有60个接收机用以把接收到的射频信号下变频为中频。方位波束宽度为2.8o，机械旋转，转速为3圈/秒。仰角上，发射时为余割平方方向图，覆盖范围30 o，接收时形成并处理8个堆积窄波束。发射峰值功率为3MW，平均功率8KW。这种雷达为警戒雷达。对100英里处的小型战斗机，其测高精度达1000ft(约300m)。

S713Martello堆积多波束3D雷达(Marconi公司提供)

14、AN/SPS－52C频扫3D雷达

频率扫描雷达是指天线辐射波束指向随频率改变而改变的雷达。应用于空中监视任务的3D雷达技术之一是频率扫描。频扫阵列是利用一段波导传输线的相位频率相关特性来扫描笔形波束。馈电波导在阵列的一侧折叠成蛇形状，对波导行波阵进行耦合馈电，如下图所示。改变发射或接收频率在口径上产生不同的相位变化剃度，从而使天线辐射波束指向发射偏转。实际应用的频扫阵列天线如下图所示的AN/SPS-52C雷达天线。

频扫雷达的测量精度比不上堆积多波束雷达和相扫单脉冲雷达。其原因之一是为了控制波束指向需要改变系统工作频率，从而导致目标回波幅度的波动，降低了多波束目标回波中可用的目标角度信息的质量。

具有蛇形波导馈电的波导窄变缝隙阵列及AN/SPS-52C舰载频扫3D雷达

(Hughes公司提供)

15、AN/FPS－117相扫3D雷达

方位上采用机械旋转扫描，仰角上采用相控扫描来进行目标的三坐标定位，是3D雷达测高技术中最为灵活的雷达。可以和相扫阵列一起使用的测高技术包括各种相参同时波束转换技术(单脉冲、和相位干涉等)，以及幅度比较顺序波束转换技术。相控阵雷达在当今武器市场中变得越来越普遍，这要归因于目标和环境的威胁不断地升级和变化。

AN/FPS－117固定站固态相扫3D雷达(通用电气公司提供)AN/FPS－117是典型的S波段相扫3D雷达，如上图所示。其天线为平面阵列，共有44行带状线馈电的水平振子，每行有30个单元。44行中的每一行包含它自己的固态收发组件。该收发组件由峰值功率为1KW的固态发射机、集成电源、低噪声接收机、移相器、收发开关和逻辑控制单元组成，且全部安装在天线上。平面阵列的馈源结构在接收时可产生双轴单脉冲波束集，即一个和波束与两个差波束。一个附加的列馈为最低角波束位置提供了特殊的低仰角测高能力。馈源产生一对和波束被小心地放置在某仰角上并作为单脉冲对其进行处理，采用此技术使多路径的影响为最小。

16、其他雷达天线

波导宽壁纵缝阵

低副瓣的波导窄壁斜缝阵(机载预警雷达天线)

机载雷达天线及馈电网络

机场监视雷达天线及馈电网络形式

圆环阵列天线

多普勒角度扫描缝隙阵列

圆柱形频率扫描阵列

俯视图

A方向侧视图

B方向侧视图

圆锥共形阵列(单元为直缝、斜缝和横缝)

俯视图

A方向侧视图

B方向侧视图

圆锥共形阵列(单元为“十”字缝)

弹头锥体上的“十”字缝隙阵，及单元形式

球形开关阵列

双极化C波段微带贴片天线

八木天线阵列

对称振子天线阵列

自动控制原理课程设计-雷达天线伺服控制系统（5篇）

第一篇：自动控制原理课程设计-雷达天线伺服控制系统

第二篇：雷达天线伺服控制系统要点

第三篇：微机原理课程设计——洗衣机控制系统

第四篇：论文相控阵雷达天线的工作原理及应用

第五篇：雷达阵列天线介绍

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