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水下自主航行器(AUV)建模仿真研究

2024-06-21 来源:好走旅游网
…………………………一 筮 一. J 简述雷达装配完成后的水平调试方法 中国电子科技集团公司第38研究所和调整方法进行全面阐述,并用实例说明雷达天线座水平误差的标定过程,为今后雷达装配的天线座水平的测试与调整提供参考。 【关键词】水平仪;调整方法;天线座水平误差 一凌飞 【摘要】雷达作为大型结构件随着汽车到处移动,如果在装配过程中水平没有找准,将直接影响后续测试的精度。本文对雷达天线座水平误差的测量、计算分析 、综述 在雷达维护工作中,对雷达天线座水 平的测试和调整是一项重要工作,是保证 雷达系统能够精确工作的前提。 雷达中的雷达天线座要保持较高的 水平度,以确保雷达系统对目标定位的高 精准度,所以雷达维护人员必须按相关规 定,定期用水平仪来检测雷达天线座的水 平度。下面就雷达天线座水平度的测量、 天线座水平误差的计算分析和调整方法进 行阐述和讨论。 二、雷达天线座水平误差的测量方法 水平仪是一种测量小角度倾斜程度的 仪器。有读数装置供间接读数的气泡式水 平仪,称为合像水平仪。它是利用棱镜将 水准器中的气泡放大的方法,来提高读数 的精确度,利用杠杆、微动螺杆这一套传 动机构,提高读数的灵敏度。在合像水平 仪中可精确读出倾斜0.0lmm/m时被测件的 水平误差,合像水平仪的“精度”用符号 “Acr”表示, ̄PAcr=O.01/1000为无量纲 数。我们使用的合象水平仪2支点的距离为 165mm。 水平调整时,旋转盘上的每格刻度为 0.0Imm,侧向上的每个刻度为旋转盘上刻 度的100倍,即为lmm。所以合像水平仪读 数包括水平仪侧面垂直刻度读数L1和刻度 圆盘的读数L2,合像水平仪的实际读数计 算公式为H=100LI+L2。 利用合像水平仪测量天线座的水平误 差,首先将合像水平仪放置在天线俯仰转 台顶端的平面上,以方位旋转轴为中心向 外辐射的方向上。 同时保证水平仪与转台平面之间光 洁、平整,使其在天线转动过程中,不出 现晃动。控制雷达伺服系统,将雷达天线 的方位和仰角都调到。口,此时通过转动度 盘调节合像水平仪上的气泡位置,直至两 气泡重合。记下水平仪刻度圆盘的读数L2 和水平仪侧面垂直刻度读数L1,则合像水 平仪的实际读数为H=100LI+L2。此值即为 雷达方位角为0。时雷达天线座的倾斜值 控制天线,将方位角增加一固定增量。由 行为进行仿真,并将仿真结果与文献[7] 中的实验结果进行对照比较。在以下各图 形中可以看 ̄REMUS的机动情况。图3显示 了航行体方向舵偏角渐变对其运动的影 响,其中仿真开始的最初lOs内水平舵设为 零度,随后的25s内航行体方向舵转为正4 度,再后30s内方向舵转为负4度。 6.结论 利用本文讨论的航行体刚体动力学模 型,通过改变航行体的方向舵,艉部水平 舵和发动机功率等参数值可以产生航行体 的开环行为结果。所开发的软件不仅可用 于系统结构和行为控制策略的最优设计, 还可以作为已设计完成系统的试验台。 于水平误差,水准器中的气泡发生漂移, 再旋转刻度盘使气泡重合。记录合像水平 仪的实际读数以及该读数所对应的方位 角。依此类推,重复以上步骤得到天线座 在各个方位上合像水平仪两气泡重合时的 实际读数,即雷达天线座各方位的倾斜 值。 通过对合像水平仪结构原理和刻度 盘、刻度板读数产生过程的深入分析,参 考相关资料,得到被测对象倾斜角度n的 具体解析计算公式: a(弧度)=arctan(H×Acr) (i) c1(角秒)=arctan(HXAcr)×3600× 180/n (2) 式中,H为合像水平仪实际读数,根据 合像水平仪的“精度”可得到,Acr=0.01 /1000为无量纲数。由天线底座水平度的实 际计算公式可以计算出天线底座某一方位 上的水平误差13。 13=(Ⅱ1一a 1+180)/2 (3) 式中,n l表示某一方位上的倾斜 角度,n l+180表示与之对应的天线旋转 180。后的倾斜角度。根据大量的实际测量 和计算结果分析可知,雷达天线底座某一 的对应方位角。 轻微拧动此方位对应的2个水平调整 螺栓,使合像水平仪读数变化合适的位移 量,并记录调整后的读数。天线旋转180。 读出合像水平仪读数。再粗略计算此方位 水平误差。如此反复直至调整到符合要求 为止。所有方位调整完毕后,最后拧紧联 结螺栓,然后转动天线按上述的水平测量 方法进行再次测星,最后精确计算出天线 座的水平误差。 例如:第一次测量天线座方位间隔 45。时,可以看出,雷达天线座在0。方 位上和45。方位上水平误差较大,需要调 整 根据上述调整方法在0。方位上,下调 0。对应的水平调整螺栓或上调l80。对应 的水平调整螺栓即可。在45。方位上方法 相同。 方位上的水平误差 (以角秒为单位)与对 应的一条直线上2次合像水平仪实际读数之 参考文献 差近似,即公式(4)成立。 B(角秒)≈H1一HI+f80 (4) 式中,Hl表示某一方位上合像水平仪 四、结语 雷达中的雷达天线座要保持较高的水 平度,以确保雷达系统对目标定位的高精 准度,所以雷达维护人员应熟练掌握天线 座水平误差的测量、调整和计算方法。实 践证明,以上介绍的测量、调整和计算方 法是一种易于理解和方便具体操作的有效 方法,可供其他装配人员参考。 【1】张维全,李洋,李闻生.雷达水平仪检测数据误差 订正与数学处理方法初探U】.气象与环境学报,2007, 23(5). 实际读数,HI+l8O表示与之对应天线旋转 180。后合像水平仪实际读数。这样在调整 雷达天线座水平时,就不必反复计算。调 整完毕后,只需精确计算1次即可得到雷达 天线座的水平误差值,方法简便。 三、雷达天线座水平误差的调整实例 雷达天线座与安装基础通常是通过 多个联结螺栓进行连接并固定。另有几个 均匀分布在天线座的底面上供水平调整的 螺栓。根据测量记录的结果,可以分别粗 略地计算天线各个方位角直线上的水平误 差,并依此数据进行天线座的水平调整。 水平调整时,应先适当松开联结螺栓。针 对粗略计算结果,将天线控制到需要调整 参考文献 [1】Fossen T.I,“Guidance and Control of Ocean [2]李顺芬.高机动雷达天线座的设计探讨U].电子机 械工程.2005[4). [3】王覆云便携式雷达天线座结构分析U】.现代电子 技术,2005(14) 【4j牛忠文,程海平雷达天线座水平误差的一种测量 方法 电子机械工程,2005,21(6) 作者简介:凌飞(1987一),安徽合肥人,雷达装 配高级工,主要从事雷达整机及大型结构件装配工 作。 [6]Narimani M,Loeipour M, Positioning Control of Remotely Operated Vehicle ,UDT Conference,2006. Vehicles John Wiley&Sons.1994. [2]Louei ̄’our M,Narimani M, Dynamic Modelingand simulation of Remotely Operated Vehicles ,UDT Conference,2006. [7]Prestero T, Development of Six—DOF simulated model for the REMUS Autonomous Underwater Vehicle”A dissertation University ofCaliforia n[31u ̄eipoW M., Dynamic ofunderwater vehicles ,sub sea R&D research centre,Isfahan University of 作者简介: 刘桂山(1968一),男,湖北当阳人,毕业于南京 理工大学自动控制系,现供职于中国船舶重工集团 公司第710研究所,主要从事uuV研究工作。 胡玉梅(1967一),女,浙江金华人,毕业于哈尔 滨工业大学机械制造系,现供职于中国船舶重工集 团公司第710研究所,主要从事uuv研究工作。 Technology,Isfahan,Iran,2001. [4]LoeipOUt"M.,。Design of Control System for ROV based on qFT Me ̄od 'M.S Thesis,1997. 【5]Tabesh A,Nadmani M Desin of gcontrol system orf a ROV ,Sub sea R&D centre.Isfahan University of Technology,1999. 电子tt|鼻-91— 

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