[发明专利]一种雷达目标模拟器运动平台设备及其控制方法

权利要求书

1.一种雷达目标模拟器运动平台设备，其特征在于，包括一台遥控装置和多个摇臂站，其中每个摇臂站包括一台本控装置和一个摇臂本体；

所述遥控装置，用于获取飞行器航路数据，并根据摇臂本体相对于测试雷达的位置，解算出摇臂本体上5轴对应的角度，具体如下：

设定O点和P点分别为测试雷达和摇臂本体所在位置，O点为坐标原点，OP方向为x轴正方向，P点坐标为[x₀00]，z轴垂直地面向上，y轴由x轴绕z轴逆时针旋转90°得到；设定h₁为摇臂高度，l₂为摇臂长度，h₃为云台高度，q₁～q₅分别为5自由度转轴的转角，F点为飞机所在位置，Q点为摇臂方位、俯仰轴的交点，R点为摇臂远端云台的横滚、俯仰轴的交点，T点为云台顶端天线的安装位置，为由O点指向F点的单位向量[n_xn_yn_z]^T，在天线安装位置T点定义坐标系t_xt_yt_z，其中t_z轴为云台的方位轴，t_x轴为天线的指向，t_x轴与t_z轴垂直，t_x轴绕t_z轴逆时针旋转90°得到t_y轴；

根据使用背景，系统中T点坐标与t_x、t_y轴指向应满足如下要求：

(1)天线始终在测试雷达与飞机的连线上，且指向测试雷达，即要求T点在直线OF上，且t_x轴与向量平行；

(2)天线横滚角始终为零，即保持t_y轴平行于XOY平面雷达指向虚拟飞机的方位、俯仰角分别为：

则以T点为零点定义的坐标系t_xt_yt_z由xyz坐标系经上述的方位、俯仰旋转后得到，如式(2)所示，式中c_z表示cos(θ_z)：

由上述定义知，T点坐标表示为即[kn_xkn_ykn_z]^T，其中k为待求的比例系数，结合式(2)，得R点坐标为：

同时，从P点出发，经q₁、q₂的摇臂方位、俯仰变换后，得到R点坐标为：

式中c₁表示cos(q₁)；

由式(3)与式(4)的右侧相等，得关于k、q₁和q₂三个未知数的三个方程，解方程得：

其中，p、q分别为：

同理，以T点为零点定义的坐标系t_xt_yt_z由xyz坐标系经q1～q5的变换得到，同时考虑云台末端天线指向引入的90°旋转，得：

由式(2)与式(7)的右侧相等，得关于q3、q4和q5三个未知数的方程，结合系统中定义的各轴朝向，解方程得：

由式(5)和式(8)即解出系统中五个自由度的转角q₁～q₅；

所述本控装置，用于解算摇臂本体5轴运动控制指令；

所述摇臂本体，包括摇臂大俯仰驱动器、摇臂大方位驱动器、云台横滚一体电机、云台俯仰一体电机和云台方位一体电机，用于安放雷达目标模拟器天线，并执行运动功能。

2.根据权利要求1所述的雷达目标模拟器运动平台设备，其特征在于，所述遥控装置，通过扩展通讯模块的数量，实现对多台本控设备和摇臂本体的联合控制，增加目标模拟器天线的运动范围。

3.根据权利要求1所述的雷达目标模拟器运动平台设备，其特征在于，所述遥控装置通过POWERLINK协议，以光纤为载体与本控装置连接。