【摘 要】
:
炮控系统对于坦克装备尤为重要,而炮管作为炮控系统的主要组成部分,其重心与耳轴存在非线性摩擦;炮管自身存在非平衡重力矩;复杂路面环境会引起炮管上下颠簸等问题。以上因素会导致炮管俯仰运动性能降低,影响坦克行进间射击精准性。随着现代化战争发展,为提高炮管俯仰的响应速度、控制精度和抗干扰能力,考虑身管运动特征与复杂路面坏境的影响,满足系统整体紧凑型和轻量化的要求,本文以非平衡身管俯仰系统为主要研究对象,提
论文部分内容阅读
炮控系统对于坦克装备尤为重要,而炮管作为炮控系统的主要组成部分,其重心与耳轴存在非线性摩擦;炮管自身存在非平衡重力矩;复杂路面环境会引起炮管上下颠簸等问题。以上因素会导致炮管俯仰运动性能降低,影响坦克行进间射击精准性。随着现代化战争发展,为提高炮管俯仰的响应速度、控制精度和抗干扰能力,考虑身管运动特征与复杂路面坏境的影响,满足系统整体紧凑型和轻量化的要求,本文以非平衡身管俯仰系统为主要研究对象,提出一种基于改进型趋近律的RBF-DOB-SMC控制器,并与PID、FOPID控制器进行比较,最终实现对非平衡身管系统俯仰位置的精准控制。本文首先介绍非平衡身管俯仰系统的整体组成与工作原理,建立非平衡身管俯仰系统的数学模型。分析非平衡重力矩与路面波动分别对被控对象的干扰影响,并对其进行主动补偿设计。考虑炮控系统行进间的速度,结合路面不平度标准,对F级、G级路面进行拟合。针对主动补偿装置,通过PID控制搭建了仿真模型对其验证分析。为了提高系统的鲁棒性,设计分数阶PID控制器,搭建Matlab/Simulink仿真模型,分析非平衡身管俯仰系统的阶跃响应并与PID控制器的阶跃响应做比较。为了减小系统调节时间与稳态误差,在此基础上提出滑模变结构控制器,以指数趋近律作为切换项中和滑模抖振,搭建了仿真模型进行阶跃、正弦响应分析。针对复杂路面与较高车速带来的影响,设计干扰观测器并通过前馈补偿的方式将其抵消,为了消除抖振使运动点快速到达切换面,切换项采用改进型趋近律,通过RBF神经网络对其参数进行优化。将基于改进型趋近律的RBF-DOB-SMC控制器应用到非平衡身管俯仰系统控制中,得到不同趋近律、不同路面波动、不同速度下的仿真结果,分析控制器的动态性能。通过仿真,基于改进型趋近律的RBF-DOB-SMC能实现对非平衡身管俯仰系统的控制要求。最后搭建实物试验台,设计硬件驱动电路,进行实物实验,局部验证了控制器对阶跃信号的跟踪。实验结果表明,阶跃响应的调节时间为1.546s,最大稳态误差为0.08°。本文设计的基于改进型趋近律的RBF-DOB-SMC控制器,可以有效解决复杂路面环境的影响,能够实现非平衡身管快速稳定定位。为解决速度与复杂路面环境的干扰提供了一种新的解决方案。
其他文献
随着军事应用需求的增加和无人机性能和技术的提高,无人机在军事领域的应用范围迅速增大。因无人机的机动性好、灵活性强、部署容易等优点,而被广泛应用于侦察作战中。在多无人机协同侦察作战过程中,无人机电池容量和计算资源有限,处理任务时会产生过多的能耗和时延等问题。而利用云计算技术处理,不仅会造成的带宽资源浪费、数据信息传输时延和能耗过大、实时性不能得到更好的满足等问题。移动边缘计算(Mobile edge
地面模拟放线系统被用于模拟某型光纤制导武器放线过程,以观测光纤的运动状态以及信号传输质量,而长距离收线装置是放线系统中的重要组成部分,其通过收线轮高速旋转实现拉拽并收集由线包解脱下的光纤。为模拟光纤随制导武器由发射到平飞阶段的运动状态,其容线槽区域内线速度需在规定时间内达到340m/s,最大线速度属于超音速,因此受离心载荷影响,易产生因刚强度不足带来的塑性破坏,同时由于在空气中高速旋转,收线轮对周
磁流变弹性体因其在减振、降噪方面的巨大潜力,引起了国内外广泛关注。磁流变弹性体是由铁磁性颗粒和高分子聚合物混合制备而成的一种智能磁控材料,该材料可有效解决磁流变液在使用过程中面临的铁磁性颗粒沉积、密封困难以及污染环境等问题,其模量、阻尼、形变等材料性能,可以通过外加磁场进行实时控制。为了制备出一致性好、机械强度高、适用于工程应用的磁流变弹性体,本文以硅橡胶基磁流变弹性体为研究对象,针对其制备工艺、
排气弯管主要被应用于特种车辆、舰艇等领域的大马力发动机内部,是大马力发动机专用排气部件,研究其生产制备技术,对我国大马力发动机的发展及应用具有重要意义。目前排气弯管制造方式主要是熔模铸造、机械加工、焊接成型等多种技术配合生产,其制造工序多,周期长,成本高,产品合格率低。因此,研究出排气弯管熔模铸造新工艺,对其生产过程及可靠性具有重要影响。本文主要是改进排气弯管的生产工艺,应用熔模铸造技术实现排气弯
液晶偏振光栅是一种能够实现光束非机械式偏转的新型液晶器件,具有轻量化、小型化、低功耗等特性,广泛应用于激光雷达、空间光通信、扫描成像等领域。然而,单片液晶偏振光栅的扫描视场有限。为实现高分辨率与大视场的光束扫描,需要将多片液晶偏振光栅与液晶电控波片交替级联形成级联式液晶偏振光栅。但是光束在级联式液晶偏振光栅传播过程中产生的斜入射现象,会使液晶电控波片出射的圆偏光发生退偏,导致液晶偏振光栅能量利用率
近年来,随着脉冲功率技术、电力电子技术等基础学科的突飞猛进和半导体技术的蓬勃发展,兆安级的高性能脉冲电源在测试、工业、军事等领域得到广泛应用并且产生巨大的经济效益。极高性能指标给大功率脉冲电能源检测设备的研制带来了巨大的挑战,研制出高精准、可控性好的脉冲电源,是解决高功率瞬态大电流电性能指标快速测试难题的措施,对大功率脉冲电能源装置的测试评估和升级改造有着重大意义。本课题针对兆安级可控脉冲电流源的
次口径高速破片弹(SHVFB)由于独特的破片弹结构,将火药气体释放的能量传递给破片,适时摧毁战场上出现的目标,成为目前此类火炮最有效的弹药之一。但配用在近程防御武器上时射速将大幅度提升,所以对此类弹药的结构、弹道性能及稳定性提出了更多新的要求,成为各国争相研究的重要课题。因此,本文在深入研究次口径高速破片弹技术的基础上,设计一种整体式破片弹结构,主要完成工作如下:(1)分析次口径高速破片弹国内外研
无人机蜂群(SUAV by swarm)凭借其体积小、超低空飞行的特点能够规避大部分传统检测和跟踪手段,被广泛应用于军事作战领域。俄乌战场表明,无人机技术正在朝着自主化、智能化、集群化的方向发展,因此开展基于视觉的无人机蜂群目标识别与跟踪算法研究具有十分重要的意义。地对空识别固定翼无人机蜂群存在精确率低、跟踪无人机数量不准确、无人机飞出视场后复现跟踪失败的问题,本文提出了优化目标识别模型并融合目标
坦克车辆在有倾角驻车的工况下,炮塔的转动会对其轴系负载产生变化,从而对驱动器的性能产生影响,导致炮塔在该条件下转动的机动性能降低。本文旨在分析坦克炮塔在有倾角驻车状态下转动时的负载的变化情况,针对该变化设计一套动态负载模拟装置,用于驱动器性能的检测。主要研究工作如下:本文首先针对坦克炮塔在有倾角驻车状态下进行数学建模分析,对炮塔转动过程中力矩的变化与角加速度变化进行基于MATLAB的仿真。通过分析
作为智能化战争的一种重要作战形式,无人机集群作战突破了单架无人机负载受限和功能单一的局限,与计算机视觉技术的有效结合,使得其在战场感知、智能导航、目标跟踪打击和战场三维重构等方面展现出了巨大的优势,不管是在军用还是在民用领域,都具有十分重大的研究和应用价值。因此探索具备高精度、高鲁棒性的目标跟踪与图像视觉三维重建算法始终是国内外研究的热门课题之一。本文利用无人机集群已传输回的视频序列与多视角图像序