多雷达天线协同控制方法

摘要

本发明提供一种多雷达天线协同控制方法，该方法通过对多部雷达天线的协同控制，可以任意选择几部雷达协同工作，也可以任意对一部雷达进行控制，通过几部雷达共同工作，既提高工作效率，又完成了以前无法完成的协同工作。本发明的控制方法可实现以下目标控制如下：多雷达天线同步旋转控制，即需要协同的几部雷达时刻保持和基准雷达相同方位、基本相同速度旋转；多雷达天线顺序旋转控制，即需要协同的雷达时刻保持和基准雷达时刻保持一定的夹角、基本相同速度旋转；单雷达天线微动指向控制，即对协同内单一雷达系统提供一个目标外推航迹信息完成对该目标的跟踪控制功能。

主权项

一种多雷达天线协同控制方法，该方法的控制过程如下：开启系统，系统初始化，然后根据控制指令，判断后进入以下三种控制模式之一：1)模式一：同步旋转控制模式a)首先设定任一雷达天线为基准机器，其他雷达自动默认为从动雷达；每部雷达天线的同步机实时向主控单元发送本机器的实时方位值，主控单元读取基准雷达的方位值θ(t)，和从动雷达方位值θn(t)，并计算从动雷达与基准雷达的方位差值ε(t)＝θ(t)‑θn(t)，如若ε(t)＜0，则把此值加360°，表示只能按统一顺时针方向追；其中，θ(t)表示t时刻的基准雷达方位值，θn(t)表示t时刻从动雷达的方位值，n表示各台从动雷达标号，ε(t)表示t时刻从动雷达和基准雷达方位差值；b)给定基准雷达的转速V₀；c)采用Bang‑bang控制形式：当ε(t)大于30°时，调整从动雷达速度按照以V₀+ΔV转/分的转速转动，使ε(t)逐步减小；d)采用PID控制形式：当ε(t)逐步减小至≤30°时，按下式调节从动雷达天线的转速：$V_n\left(t\right)=V_0+K_{\mathrm{nP}}ϵ\left(t\right)+\frac{1}{\mathrm{TnI}}{\int }_0^tϵ\left(t\right)\mathrm{dt}+T_{\mathrm{nd}}\frac{\mathrm{dϵ}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}$逐步减小从动雷达与基准雷达的方位差值ε(t)；式中：n为各台从动雷达的编号,V_n(t)为PID控制器的输出控制量，为比例系数；T_nI为积分时间常数；为微分时间常数；e)当调速至ε_n(t)值小于误差阀值β时，认定为从动雷达方位值与基准雷达方位值保持一致：θn(t)＝θ(t)±β，继而从动雷达按照V_n(t)速度紧密跟随主动雷达，时时保证θn(t)＝θ(t)±β；2)模式二：顺序旋转控制模式a)首先设定任一雷达天线为基准机器，其他雷达自动默认为从动雷达；置入各从动雷达天线的顺序旋转夹角值θ₁，即各部雷达天线按编号与基准雷达的置入角度值分别为θ₁、2θ₁、3θ₁、4θ₁…nθ₁；每部雷达天线的同步机实时向主控单元发送本机器的实时方位值，主控单元读取基准雷达的方位值θ(t)，和从动雷达方位值θn(t)，并计算从动雷达方位值与基准雷达及置入角度值的方位差值λ_n(t)＝θ(t)‑θn(t)‑nθ₁，如若λ_n(t)＜0，则把此值加360°，表示只能按统一顺时针方向追；其中，λ_n(t)表示从动雷达方位值与基准雷达及置入角度值的方位差值；b)给定基准雷达的转速V₀；c)采用Bang‑bang控制形式：当λ_n(t)>30°时，调整从动雷达速度按照以V₀+ΔV转/分的转速转动，使λ_n(t)逐步减小；其中V_n(t)表示从动雷达转速，n表示各台从动雷达标号；d)采用PID控制形式：当λ_n(t)逐步减小至λ_n(t)≤30°时，按下式调节从动雷达天线的转速：$V_n\left(t\right)=V_0+K_{\mathrm{nP}}{\lambda }_n\left(t\right)+\frac{1}{\mathrm{TnI}}{\int }_0^t{\lambda }_n\left(t\right)\mathrm{dt}+T_{\mathrm{nd}}\frac{d{\lambda }_n\left(t\right)}{\mathrm{dt}}$逐步减小从动雷达与基准雷达的方位差值λ_n(t)；式中：n为各台从动雷达的编号,V_n(t)为PID控制器的输出控制量，为比例系数；T_nI为积分时间常数；为微分时间常数；e)当调速至λ_n(t)值小于误差阀值β(β＝0.05°)时，认定为从动雷达方位值与基准雷达已按置入角度值保持一致：θn(t)＝θ(t)+nθ₁±β，继而从动雷达按照V_n(t)速度紧密跟随主动雷达；3)模式三：微动指向控制a)置入一部雷达的目标方位值θ₂；b)该部雷达天线的同步机实时向主控单元发送本机器的实时方位值，主控单元读取该部雷达方位值θn(t)，并计算该部雷达的方位与置入的目标方位值的差值Ι_n(t)＝θn(t)‑θ2，如若Ι_n(t)＜0，则把此值加360°，表示只能按统一顺时针方向追；其中，θ₂表示某部雷达的目标方位值；Ι_n(t)表示t时刻该部雷达的方位值与置入的目标方位值的差值；c)采用Bang‑bang控制形式：当Ι_n(t)>30°时，调整该部雷达速度按照以ΔV转/分的转速转动，使Ι_n(t)逐步减小；d)采用PID控制形式：当Ι_n(t)逐步减小至Ι_n(t)≤30°时，按下式调节该部雷达天线的转速：$V_n\left(t\right)=V_0+k_{n_p}{I}_n\left(t\right)+\frac{1}{\mathrm{TnI}}{\int }_0^t{I}_n\left(t\right)\mathrm{dt}+T_{\mathrm{nd}}\frac{d{I}_n\left(t\right)}{\mathrm{dt}}$逐步减小从动雷达与置入的目标方位值的差值Ι_n(t)；式中：V₀该部雷达的初始化速度，n为雷达的编号,V_n(t)为PID控制器的输出控制量，为比例系数；T_nI为积分时间常数；为微分时间常数；e)当调速至Ι_n(t)值小于误差阀值β时，认定为该部雷达方位值与置入的目标方位值一致，并将该部雷达停至该位置。