第46卷第19期机械工程学报Vol.46No.192010年10月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGOct.2010DOI：10.3901/JME.2010.19.140一种雷达天线伺服系统结构与控制的集成设计研究*李素兰黄进段宝岩(西安电子科技大学电子装备结构教育部重点实验室西安710071)摘要：雷达天线的性能主要取决于其伺服系统的设计水平。伺服系统的设计包括结构设计和控制设计两部分，这两部分是相互影响紧密耦合的。一般所采用的设计方法是对结构系统和控制系统先分别设计，然后再根据要求进行调校，这往往会导致产品研制的周期长、成本高、性能差、结构笨重，不能保证伺服系统总体的综合性能最优。针对雷达天线伺服系统设计中存在的结构设计与控制设计相分离的问题，提出一种结构与控制集成优化设计的模型，给出求解策略与方法，并进而应用于三个典型例子，取得了满意的结果。数值例子和实物试验都验证了上述雷达天线伺服系统结构与控制的集成设计模型与方法的有效性和正确性。该模型与方法对其他伺服系统的设计也具有一定的参考和借鉴价值。关键词：雷达结构伺服机构集成设计中图分类号：TH112IntegratedDesignofStructureandControlforRadarAntennaServo-mechanismLISulanHUANGJinDUANBaoyan(KeyLaboratoryofElectronicEquipmentStructureofMinistryofEducation,XidianUniversity,Xi’an710071)Abstract：Theperformanceofradarantennamainlydependsonthedesignlevelofitsservosystem.Thedesignconsistsoftwoparts,structuraldesignandcontroldesign.Thesetwopartsareinteractingandcloselycoupled.Usually,thestructureandthecontrolaredesignedrespectively,andthentheyareadjustedaccordingtotherequirement.Thismethodoftenleadstolongproductdevelopmentcycle,highcost,poorperformance,andbulkystructure,thusbeingunabletoensuretheoptimalcomprehensiveperformanceofthewholeservosystem.Adesignmodelofintegratedstructureandcontrolisproposedtogivethesolvingstrategyandmethodology,andtheyareappliedtothreetypicalexamples,andsatisfactoryresultsareobtained.Bothnumericalexamplesandpracticalexperimentsdemonstratethevalidityandcorrectnessofthenewmodelandmethod,andtheyarealsovaluabletothedesignofotherservosystems.Keywords：RadarStructureServomechanismIntegrateddesign计[2-4]，尤其是柔性结构系统，选择结构杆件的横截*0前言面为设计变量，结构的质量和控制能量为目标，但不适应于可变结构(或机构)问题；②直流电动机的机电系统是由机构(或结构)与控制两个子系统结构与控制的集成设计问题[5-6]，以直流电动机为[1]组成的，两者的集成设计是十分必要的。结构与例，从状态空间模型入手，研究了结构和控制之间控制集成设计的研究自20世纪80年代开始以来，的耦合，指出集成设计的必要性，但是对于复杂机国内外学者进行了卓有成效的研究，主要集中在如构来说，其状态空间模型并不容易获得；③机构下3个方面：①太空系统结构与控制的集成设系统中机构与控制的集成(或协同、并行)设计问[7-10]题，根据集成的理念来设计机构。这些都未曾*国家自然科学基金资助项目(50475171)。20091012收到初稿，20100529考虑机构的固有频率、动态目标跟踪控制的稳定性、收到修改稿月2010年10月李素兰等：一种雷达天线伺服系统结构与