CN113608432A - 船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节方法及系统，该方法包括：设置高动态模拟目标，并确定模拟目标的机动类型与速度；对模拟目标进行跟踪，得到船载二自由度伺服系统实时产生的跟踪角度数据与模拟目标的实际角度数据；进行误差分析，判断船载二自由度伺服系统的性能是否满足误差要求，若是则输出当前的PI参数，否则重新设置PI参数后重复上述过程。能够反复调节系统PI环路参数，达到最优跟踪效果，整个操作具有过程实施简便，调节周期时间短，成本低廉，受各方面条件制约少等优点，且无需进行硬件改进，只需在目标模拟控制软件中增加相应的目标模拟模块，减小了系统开发成本。
Description
技术领域
本发明涉及单脉冲雷达系统模拟器及船载二自由度伺服系统技术领域，具体是一种基于大地模拟目标的船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节方法及系统。
背景技术
船载二自由度伺服系统，其功能就是使天线的波束对准飞行器，以便使天线能感应到来自目标的电磁波。当目标进入雷达视线范围内时，伺服分系统应能够自动搜索并捕获目标，以一定的跟踪精度连续跟踪目标，使目标始终处于天线主波束的中心线附近，从而以最大增益可靠地连续接收目标信号。二自由度伺服系统，其天线为俯仰—方位型(A-E)天线,方位能够在±360°间转动，俯仰工作范围在0～180°，二自由度伺服系统的天线结构与控制原理如图1-2所示。
船载二自由度伺服系统分为方位支路与俯仰支路，每个支路都采用经典的电流环、速度环与位置环设计，为敏感船摇，跟踪环路中还加入了陀螺环，其本质上是一个采用PI控制的Ⅱ型系统。实际控制中，由天线控制单元(ACU)接收雷达信号处理单元送来的反映天线指向真实或模拟目标偏移量的误差电压信息，通过对误差电压进行AD采样，ACU软件对输入的误差电压量进行PI控制，输出速度控制电压来正比控制天线运动速度，从而实现速度环路上的速度控制。
针对不同的目标机动特性，船载二自由度伺服系统的PI参数设置是需要调节的，而通过实际跟踪现实场景的高动态目标，需要多次跟踪反复调节参数，资源消耗大，且出于安全考虑真实目标无法模拟过高动态的目标，无法真实反映出船载二自由度伺服系统跟踪高动态目标的性能。因此跟踪真实目标来调整船载二自由度伺服系统的PI参数并不现实。
与陆地布站的伺服系统不同，船载二自由度伺服系统在运行过程中不可避免会受到船摇的影响，因此船载二自由度伺服系统直接测量目标参量是在甲板坐标系下测量，而陆地站测量结果是在大地坐标系下，船载伺服系统要通过加入实时的船摇、航向等参数将甲板坐标系下的测量数据转换到大地坐标系下，从而实现目标的定位。目前的雷达模拟器只具备仿真甲板坐标系下目标的能力，不具备船载二自由度伺服系统PI参数调整所需要的大地坐标系下高动态目标的能力，因此需要在该模拟器上实现仿真高动态大地模拟目标的算法。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种调节方便、灵活性高且能有效实现船载二自由度伺服系统跟踪高动态目标的PI参数调节方法及系统。
为实现上述目的，本发明提供一种船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节方法，包括如下步骤：
步骤1，设置船载二自由度伺服系统初始PI参数；
步骤2，设置符合跟踪要求的大地坐标系高动态模拟目标，并确定模拟目标的机动类型与速度；
步骤3，模拟目标开始运动，通过船载二自由度伺服系统对模拟目标进行跟踪，得到跟踪过程中船载二自由度伺服系统实时产生的跟踪角度数据，并获取模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的实际角度数据；
步骤4，基于跟踪角度数据与实际角度数据进行误差分析，并根据分析结果判断船载二自由度伺服系统在跟踪模拟高动态目标的性能是否满足误差要求，若是则输出船载二自由度伺服系统当前的PI参数，否则重新设置船载二自由度伺服系统的PI参数后重复步骤3-4。
在其中一个实施例中，步骤1中，所述设置船载二自由度伺服系统初始PI参数，具体为：
通过静态测试船载二自由度伺服系统的阶跃响应，初步估算伺服系统的响应能力，设置一组PI参数，作为初始PI参数，其中，船载二自由度伺服系统包括方位支路与俯仰支路，且方位支路与俯仰支路均具有对应的PI参数。
在其中一个实施例中，步骤2中，所述设置符合跟踪要求的大地坐标系高动态模拟目标，具体为：
基于雷达目标模拟器设置符合跟踪要求的大地坐标系高动态模拟目标；
所述模拟目标的机动类型包括以下三种：
水平直线运动：模拟目标的机动方向不变，即模拟目标在大地坐标系中进行高程不变的直线运动；
水平余弦机动：模拟目标的高程保持不变，且模拟目标第N时刻的运动方向KN＝(K+360)MOD(360)，其中，K＝K0-90*COS(2π*PRI*N*Freq)，K0为模拟目标运动的初始方向，PRI为雷达脉冲重复时间间隔，N为从零开始的正整数计数，按照雷达PRF频率增加，Freq为机动频率；
垂直正弦机动：模拟目标的机动方向不变，将模拟目标的速度V分解为水平分量Vh与垂直分量Vv，第N时刻的Vh＝V*sin(2π*PRI*N*Freq)与Vv＝V*COS(2π*PRI*N*Freq)，第N时刻的高程HN＝H0*(1+Vv*PRI)，H0为模拟目标运动的初始高程，即模拟目标以速度Vv在垂直方向上进行余弦机动。
在其中一个实施例中，在模拟目标的三种机动类型下，模拟目标的速度V也可以按照一定的余弦变化规律进行速度变化。
在其中一个实施例中，步骤3中，所述跟踪角度数据包括跟踪过程中船载二自由度伺服系统实时产生的跟踪方位角Ar与跟踪俯仰角Er。
在其中一个实施例中，步骤3中，所述获取模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的实际角度数据，具体为：
以大地坐标(Lo,Bo,Ho)设置为模拟目标的起始点位置，(L,B,H)为模拟目标大地坐标经度、纬度及高程，按雷达PRF定时计算下一帧目标大地坐标位置，为：
式中，
为卯酉圈的曲率半径，e2＝0.00669438487525为地球第一偏心率的平方，R为地球半径，V、K和H为模拟目标运动的速度、方向和高程，ΔL和ΔB分别为目标经度和纬度的变化量，Re、Rn为为地球球面换算到平面的中间量；
由公式(1)可以得到雷达最新PRF时刻的目标大地坐标经度、纬度及高程(L,B,H)；
依据公式(2)将模拟目标从大地坐标转换至地心直角坐标系，为：
式中，(Xe,Ye,Ze)为模拟目标的大地直角坐标系坐标；
依据公式(3)将模拟目标从地心直角坐标系转换到测量大地直角坐标系，为：
式中，(Xo,Yo,Zo)为模拟目标起始点位置(Lo,Bo,Ho)对应的地心直角坐标系坐标，(X,Y,Z)为模拟目标的测量大地直角坐标系坐标；
依据公式(4)将模拟目标从测量大地直角坐标系转换到测量甲板直角坐标系，为：
式中(Xj,Yj,Zj)为模拟目标的测量甲板直角坐标系坐标，(α,β,γ)分别为船的纵摇角、横摇角和航向角；
依据公式(5)将模拟目标从测量甲板直角坐标系转换到测量甲板极坐标系，为：
式中(Rj,Aj,Ej)模拟目标的测量甲板极坐标系坐标，其中，Rj为模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的距离值，Aj为模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的实际方位角，Ej为模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的实际俯仰角，其中，Aj与Ej即为模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的实际角度数据。
在其中一个实施例中，船的纵摇角、横摇角和航向角由惯性导航设备实时提供。
在其中一个实施例中，步骤4具体包括：
对船载二自由度伺服系统的方位支路与俯仰支路独立进行误差分析统计，即：在Aj与Ar之间进行误差分析统计，得到方位跟踪误差；在Ej与Ej之间进行误差分析统计，得到俯仰跟踪误差；
若方位跟踪误差与俯仰跟踪误差均满足对应的跟踪误差要求，则输出船载二自由度伺服系统当前的PI参数；
若方位跟踪误差和/或俯仰跟踪误差均满足对应的跟踪误差要求，则调整船载二自由度伺服系统方位支路和/或俯仰支路的PI参数后重复步骤3-4。
为实现上述目的，本发明还提供一种船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
与现有技术相比，上述本发明提供的一种船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节方法及系统具有如下有益技术效果：
1、由于船载二自由度伺服系统的特殊性，其测量数据为甲板坐标系下的数据，需要与实时的船摇及航向数据一同转换为大地坐标系下数据才可作为最终的目标测量数据。而船载二自由度伺服系统对目标的跟踪是在大地坐标下实施，伺服方位和俯仰支路的跟踪是需要感应船摇实现对目标的跟踪，而原有雷达模拟器只具备模拟甲板坐标系下目标能力，无法模拟大地坐标系下目标，因此无法检验船载二自由度伺服系统方位和俯仰支路使用陀螺环路跟踪大地目标的能力，而本发明可以有效克服这一缺点；
2、目前船载二自由度伺服系统环路参数调整主要通过跟踪实际目标来实现，准备过程时间长，且受成本、气象条件及机型影响较大，无法实现高动态的飞行性能及多架次的飞行验证。本发明的给出的高动态模拟目标可以较好模拟出高动态目标的运动特性，船载二自由度伺服系统通过跟踪高动态大地模拟目标，可反复调节系统PI环路参数，达到最优跟踪效果，整个操作具有过程实施简便，调节周期时间短，成本低廉，受各方面条件制约少等优点；
3、整个模拟大地目标及后续的PI参数调节过程都是基于软件控制实现，无需对现有雷达目标模拟器及伺服系统进行硬件改进，只需在目标模拟控制软件中增加相应的目标模拟模块，减小了系统开发成本，加载灵活。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为船载二自由度伺服系统的天线结构示意图；
图2为船载二自由度伺服系统的控制框图；
图3为本发明实施例中船载二自由度伺服系统PI参数调整方法流程图；
图4为本发明实施例中雷达模拟器工作流程图；
图5为本发明实施例中大地坐标系目标模拟流程示意图；
图6是本发明实施例中PI参数调整前的船载伺服系统跟踪高动态目标方位支路跟踪效果图；
图7是本发明实施例中PI参数调整前的船载伺服系统跟踪高动态目标俯仰支路跟踪效果图；
图8是本发明实施例中PI参数调整后的船载伺服系统跟踪高动态目标方位支路跟踪效果图；
图9是本发明实施例中PI参数调整后的船载伺服系统跟踪高动态目标俯仰支路跟踪效果图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图3所示为本实施例公开的一种船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节方法，包括如下步骤：
步骤1，设置船载二自由度伺服系统初始PI参数，具体为：
通过静态测试船载二自由度伺服系统的阶跃响应，初步估算伺服系统的响应能力，设置一组PI参数，作为初始PI参数，其中，船载二自由度伺服系统包括方位支路与俯仰支路，且方位支路与俯仰支路均具有对应的PI参数。
步骤2，根据船位信息设置符合跟踪要求的大地坐标系高动态模拟目标；设置大地模拟目标的初始经度纬度与高程，确定大地模拟目标的初始位置，雷达目标模拟器的航路数据产生与系统控制计算机通过读取当前船位信息，计算模拟目标与船载二自由度伺服系统的初始方位角度、俯仰角度和距离信息，可为船载二自由度伺服系统提供目标的初始信息便于跟踪。再根据实际需要设置目标的机动类型、速度。
步骤3，在步骤2的模拟目标设置完成后，模拟目标开始运动，船载二自由度伺服系统根据模拟目标输出的角误差电压进行目标跟踪，得到跟踪过程中船载二自由度伺服系统实时产生的跟踪角度数据，并同步记录模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的实际角度数据，其中，跟踪角度数据包括跟踪过程中船载二自由度伺服系统实时产生的跟踪方位角Ar与跟踪俯仰角Er；实际角度数据包括模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的实际方位角Aj与实际俯仰角Ej。
步骤4，基于跟踪角度数据与实际角度数据进行误差分析，并根据分析结果判断船载二自由度伺服系统在跟踪模拟高动态目标的性能是否满足误差要求，若是则输出船载二自由度伺服系统当前的PI参数，否则重新设置船载二自由度伺服系统的PI参数后重复步骤3-4，具体为：
对船载二自由度伺服系统的方位支路与俯仰支路独立进行误差分析统计，即：在Aj与Ar之间进行误差分析统计，得到方位跟踪误差；在Ej与Ej之间进行误差分析统计，得到俯仰跟踪误差；
若方位跟踪误差与俯仰跟踪误差均满足对应的跟踪误差要求，则输出船载二自由度伺服系统当前的PI参数；
若方位跟踪误差和/或俯仰跟踪误差均满足对应的跟踪误差要求，则调整船载二自由度伺服系统方位支路和/或俯仰支路的PI参数后重复步骤3-4。
雷达目标模拟器是针对船载单脉冲跟踪测量雷达系统所设计的一套半实物的目标仿真系统，包括航路数据产生与系统控制计算机和射频和差模拟网络。其主要产生模拟目标的航迹产生和操作控制，可用于雷达各子系统的调试测试以及操作手培训。雷达目标模拟器工作流程为：
射频和差网络是按雷达目标模拟器产生的模拟航路目标提供的和、方位差、俯仰差三路的控制信号，根据天线馈源和差网络特性，通过相应的数控衰减器、数控移相器等形成与模拟目标相关的三路高频和差信号。
参考图4，航路数据产生与系统控制计算机根据装订的航路参数以中断工作方式不断计算航路的坐标数据。其中模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的实际方位角Aj、实际俯仰角Ej与伺服轴角编码器送来的跟踪过程中船载二自由度伺服系统实时产生的跟踪方位角Ar、跟踪俯仰角Er进行比较操作后，其方位角差值ΔA、俯仰角差值ΔE作为模拟的角度控制量，产生相应控制码控制模拟器差路信号幅度及相位；同时模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的距离值Rj经距离延时器成为触发高频信号源的距离延时脉冲；送到和差信号网络的脉冲高频信号经过S/N信号幅度调制，通过和差信号网络输出与模拟航路相关的角度距离信号，经过三路定向耦合器输入馈线系统。
参考图5，获取模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的实际角度数据，具体为：
以大地坐标(Lo,Bo,Ho)设置为模拟目标的起始点位置，(L,B,H)为模拟目标大地坐标经度、纬度及高程，按雷达PRF定时计算下一帧目标大地坐标位置，为：
式中，
为卯酉圈的曲率半径，e2＝0.00669438487525为地球第一偏心率的平方，R为地球半径，V、K和H为模拟目标运动的速度、方向和高程，ΔL和ΔB分别为目标经度和纬度的变化量，Re、Rn为为地球球面换算到平面的中间量；
由公式(1)可以得到雷达最新PRF时刻的目标大地坐标经度、纬度及高程(L,B,H)；
依据公式(2)将模拟目标从大地坐标转换至地心直角坐标系，为：
式中，(Xe,Ye,Ze)为模拟目标的大地直角坐标系坐标；
依据公式(3)将模拟目标从地心直角坐标系转换到测量大地直角坐标系，为：
式中，(Xo,Yo,Zo)为模拟目标起始点位置(Lo,Bo,Ho)对应的地心直角坐标系坐标，(X,Y,Z)为模拟目标的测量大地直角坐标系坐标；
依据公式(4)将模拟目标从测量大地直角坐标系转换到测量甲板直角坐标系，为：
式中(Xj,Yj,Zj)为模拟目标的测量甲板直角坐标系坐标，(α,β,γ)分别为船的纵摇角、横摇角和航向角，由惯性导航设备实时提供；
依据公式(5)将模拟目标从测量甲板直角坐标系转换到测量甲板极坐标系，为：
式中(Rj,Aj,Ej)模拟目标的测量甲板极坐标系坐标。
本实施例中，模拟目标具有三种不同的大地坐标系下模拟目标的机动模式，分别是水平直线运动、水平余弦机动和垂直正弦机动。具体地：
水平直线运动：公式(1)中的K∈(0:360°)，该机动模式下保持模拟目标的机动方向K不变，即模拟目标在大地坐标系中进行高程不变的直线运动；
水平余弦机动：模拟目标的高程保持不变，且模拟目标第N时刻的运动方向KN＝(K+360)MOD(360)，其中，K＝K0-90*COS(2π*PRI*N*Freq)，K0为模拟目标运动的初始方向，PRI为雷达脉冲重复时间间隔，N为从零开始的正整数计数，按照雷达PRF频率增加，Freq为机动频率；
垂直正弦机动：模拟目标的机动方向不变，将模拟目标的速度V分解为水平分量Vh与垂直分量Vv，第N时刻的Vh＝V*sin(2π*PRI*N*Freq)与Vv＝V*COS(2π*PRI*N*Freq)，第N时刻的高程HN＝H0*(1+Vv*PRI)，H0为模拟目标运动的初始高程，即模拟目标以速度Vv在垂直方向上进行余弦机动。
作为优选地实施方式，在模拟目标的三种机动类型下，模拟目标的速度V也可以按照一定的余弦变化规律进行速度变化。
船载二自由度伺服设备在完成安装后，由于陆地不具备模拟船摇的条件，伺服设备需要在海上动态环境里开展性能测试调试，一般采用跟踪飞行目标来实现。通过计算跟踪数据，分析船载伺服系统的跟踪动态目标性能是否满足设计要求，主要通过分析船载伺服系统的测角系统差与随机差情况来调整船载伺服系统的各项参数，最终使系统达到设计指标要求。由于实际飞行目标受到诸多因素的限制，且不能做高动态机动，船载二自由度伺服系统的跟踪环路PI参数调整无法得到实际检验，因此本实施例提出了基于模拟器大地模拟目标的船载二自由度伺服伺服系统高动态PI环路参数调节方法，该方法通过在模拟器上记录每一个PRF周期内仿真的模拟角度数据与实际伺服角度数据，在模拟跟踪完成后，将两者数据进行比对分析，计算残差、均值与均方差结果，并对数据进行绘图处理，观测是否存在跟踪异常点。由于不存在大气折射、多路径扰动等误差项，因此，与实际跟踪实际目标比较，该方法的误差源更少，能更好的反映船载二自由度伺服系统的跟踪性能，为其环路PI参数调整提供依据。
图6与图7是船载二自由度伺服系统跟踪的模拟器模拟的高动态大地坐标系目标的效果图，分别是方位支路和俯仰支路的跟踪效果。从图中可以看出方位和俯仰支路跟踪残差的均方差较大，说明跟踪过程中角度残差起伏大，导致角度跟踪总体的系统差较大，系统PI参数需要调节以适应跟踪高动态目标。
通过调节伺服系统中的P参数(比例参数)，通过调整该参数可以影响系统的稳定性以及瞬态反映能力，调节I参数(积分参数)可以减小或者消除系统的稳态误差。分别调整船载二自由度系统的方位和俯仰支路的PI参数，可提高其方位和俯仰支路在跟踪高动态目标的瞬态响应能力，减少跟踪误差。
图8与图9为调整PI参数后的船载二自由度伺服系统在跟踪模拟器模拟的高动态大地坐标系目标的效果图，从图中可以看出，调整参数后的伺服方位与俯仰支路跟踪模拟器仿真实际目标残差、均方差稳定且数值较小，说明调整参数后的船载伺服系统跟踪性能满足要求。
本实施例还公开了一种船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。具体地，该系统包括：
雷达目标模拟器，包括航路数据产生与系统控制计算机和射频和差模拟网络，航路数据产生与系统控制计算机生成模拟目标的控制算法，按照雷达PRF频率生成目标信息控制码送至射频和差模拟网络对雷达模拟信号的和路、方位差路和俯仰差路射频信号的相位和幅度进行控制；
伺服轴角编码器，用于获取天线方位角和天线俯仰角，并以PRF频率送至雷达目标模拟器航路数据产生与系统控制计算机；
雷达信号处理单元，用于获取误差电压信号；
天线控制单元，对船载二自由度伺服系统环路实现PI控制单元；
陀螺，用于获取船摇数据供船载二自由度伺服系统陀螺环路使用；
惯性导航设备，向雷达目标模拟器航路数据产生与系统控制计算机提供船实时船摇与航向数据，用于实时测量数据的坐标系转换。
其中，上述方法中的大地坐标系下的高动态目标模拟算法存储在雷达目标模拟器中的航路数据产生与系统控制计算机上，船载二自由度伺服系统PI参数修改与存储在天线控制单元软件中进行。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，设置船载二自由度伺服系统初始PI参数；
步骤2，设置符合跟踪要求的大地坐标系高动态模拟目标，并确定模拟目标的机动类型与速度；
步骤3，模拟目标开始运动，通过船载二自由度伺服系统对模拟目标进行跟踪，得到跟踪过程中船载二自由度伺服系统实时产生的跟踪角度数据，并获取模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的实际角度数据；
步骤4，基于跟踪角度数据与实际角度数据进行误差分析，并根据分析结果判断船载二自由度伺服系统在跟踪模拟高动态目标的性能是否满足误差要求，若是则输出船载二自由度伺服系统当前的PI参数，否则重新设置船载二自由度伺服系统的PI参数后重复步骤3-4。
2.根据权利要求1所述船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节方法，其特征在于，步骤1中，所述设置船载二自由度伺服系统初始PI参数，具体为：
通过静态测试船载二自由度伺服系统的阶跃响应，初步估算伺服系统的响应能力，设置一组PI参数，作为初始PI参数，其中，船载二自由度伺服系统包括方位支路与俯仰支路，且方位支路与俯仰支路均具有对应的PI参数。
3.根据权利要求1所述船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节方法，其特征在于，步骤2中，所述设置符合跟踪要求的大地坐标系高动态模拟目标，具体为：
基于雷达目标模拟器设置符合跟踪要求的大地坐标系高动态模拟目标；
所述模拟目标的机动类型包括以下三种：
水平直线运动：模拟目标的机动方向不变，即模拟目标在大地坐标系中进行高程不变的直线运动；
水平余弦机动：模拟目标的高程保持不变，且模拟目标第N时刻的运动方向KN＝(K+360)MOD(360)，其中，K＝K0-90*COS(2π*PRI*N*Freq)，K0为模拟目标运动的初始方向，PRI为雷达脉冲重复时间间隔，N为从零开始的正整数计数，按照雷达PRF频率增加，Freq为机动频率；
垂直正弦机动：模拟目标的机动方向不变，将模拟目标的速度V分解为水平分量Vh与垂直分量Vv，第N时刻的Vh＝V*sin(2π*PRI*N*Freq)与Vv＝V*COS(2π*PRI*N*Freq)，第N时刻的高程HN＝H0*(1+Vv*PRI)，H0为模拟目标运动的初始高程，即模拟目标以速度Vv在垂直方向上进行余弦机动。
4.根据权利要求3所述船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节方法，其特征在于，在模拟目标的三种机动类型下，模拟目标的速度V也可以按照一定的余弦变化规律进行速度变化。
5.根据权利要求1至4任一项所述船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节方法，其特征在于，步骤3中，所述跟踪角度数据包括跟踪过程中船载二自由度伺服系统实时产生的跟踪方位角Ar与跟踪俯仰角Er。
6.根据权利要求5所述船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节方法，其特征在于，步骤3中，所述获取模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的实际角度数据，具体为：
以大地坐标(Lo,Bo,Ho)设置为模拟目标的起始点位置，(L,B,H)为模拟目标大地坐标经度、纬度及高程，按雷达PRF定时计算下一帧目标大地坐标位置，为：
式中，
为卯酉圈的曲率半径，e2＝0.00669438487525为地球第一偏心率的平方，R为地球半径，V、K和H为模拟目标运动的速度、方向和高程，ΔL和ΔB分别为目标经度和纬度的变化量，Re、Rn为为地球球面换算到平面的中间量；
由公式(1)可以得到雷达最新PRF时刻的目标大地坐标经度、纬度及高程(L,B,H)；
依据公式(2)将模拟目标从大地坐标转换至地心直角坐标系，为：
式中，(Xe,Ye,Ze)为模拟目标的大地直角坐标系坐标；
依据公式(3)将模拟目标从地心直角坐标系转换到测量大地直角坐标系，为：
式中，(Xo,Yo,Zo)为模拟目标起始点位置(Lo,Bo,Ho)对应的地心直角坐标系坐标，(X,Y,Z)为模拟目标的测量大地直角坐标系坐标；
依据公式(4)将模拟目标从测量大地直角坐标系转换到测量甲板直角坐标系，为：
式中(Xj,Yj,Zj)为模拟目标的测量甲板直角坐标系坐标，(α,β,γ)分别为船的纵摇角、横摇角和航向角；
依据公式(5)将模拟目标从测量甲板直角坐标系转换到测量甲板极坐标系，为：
式中(Rj,Aj,Ej)模拟目标的测量甲板极坐标系坐标，其中，Rj为模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的距离值，Aj为模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的实际方位角，Ej为模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的实际俯仰角，其中，Aj与Ej即为模拟目标相对于船载二自由度伺服系统的实际角度数据。
7.根据权利要求6所述船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节方法，其特征在于，船的纵摇角、横摇角和航向角由惯性导航设备实时提供。
8.根据权利要求6所述船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节方法，其特征在于，步骤4具体包括：
对船载二自由度伺服系统的方位支路与俯仰支路独立进行误差分析统计，即：在Aj与Ar之间进行误差分析统计，得到方位跟踪误差；在Ej与Ej之间进行误差分析统计，得到俯仰跟踪误差；
若方位跟踪误差与俯仰跟踪误差均满足对应的跟踪误差要求，则输出船载二自由度伺服系统当前的PI参数；
若方位跟踪误差和/或俯仰跟踪误差均满足对应的跟踪误差要求，则调整船载二自由度伺服系统方位支路和/或俯仰支路的PI参数后重复步骤3-4。
9.一种船载二自由度伺服系统高动态环路参数调节系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8任一项所述方法的步骤。
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