近代以来的战争形式变化频繁,远距离作战使得后勤补给及战场机动性成为影响战争胜负的关键,国防领域对于武器发射装备的要求越来越高。本文以国家自然科学基金项目为背景,开展了发射箱随车吊装机构的高精度控制方法的研究,主要在以下几个方面展开工作:(1)分析随车吊机械臂的动力学特点,对机械臂进行动力学分析,运用Lagrange动力学公式法建立多自由度机械臂动力学模型。(2)随车吊液压机械臂系统非线性控制策略设计。由于随车吊机构存在严重的非线性,以及关节与连杆间的耦合作用,这都给系统控制器的设计带来困难,而且在实际应用中还会存在系统状态不可测、状态约束问题。针对以上问题,设计扩张状态观测器对系统状态及干扰进行观测,利用指令滤波技术解决反步计算中的“微分爆炸”问题。同时设计指令滤波器实现对液压系统状态的约束控制。(3)利用MATLAB对多自由度液压机械臂系统进行复合仿真。随车吊等机械设备的工作装置通常为2自由度或者3自由度的机械臂,这就需要多个液压系统进行协同控制,每一个控制系统都对最后的控制精度产生很大影响。针对液压机械臂整体模型,进行控制方法的设计,最后利用MATLAB对系统控制方法进行仿真,验证所提出控制策略的有效性。(4)利用实验室现有液压试验平台,建立机械臂单缸液压模型,运用所设计的控制方法进行实验验证。实验结果证明了所提出的控制策略的有效性。