小型无人发射装置的研究是以无人作战平台为设计原型,增强其智能化以及小型化,从而满足未来战场需求。论文以小型无人发射装置为研究对象,以提高其控制响应能力为目标,采用理论、仿真和实验相结合的分析方法,对小型无人发射装置进行了总体结构设计和多种控制策略性能的比较分析,通过建立小型无人发射装置的动力学和控制模型完成了机电联合仿真的研究,通过样机搭建完成了实验研究,具有一定的国防应用价值。学位论文主要完成了以下几个方面工作:(1)完成了无人作战平台的国内外发展现状与发展趋势分析,并根据现状提出了国内无人作战平台存在的缺陷以及研究方向,确定了本课题的研究方向和方法。(2)确定小型无人发射装置的技术指标,根据工作原理进行相关参数计算,由计算结果和性能差异选择合适的电机和减速器,对小型无人发射装置按照功能进行模块化设计,主要包括以下5个模块:方位机模块、俯仰机模块、武器分系统模块、光电感知组件模块、随动控制组件模块,完成了总体结构设计。(3)为了弥补传统PID的不足,本文基于三环控制理论采用了3种位置环控制器控制策略。对3种控制策略分别进行以输入信号为单位阶跃信号、突加0.1 N?m负载干扰情况下的仿真,并与传统PID进行对比,分析结果显示:4种控制策略各有优缺点,但在比较了其响应性和抗负载能力后,选择综合性能较优的模糊自适应PID控制策略。(4)建立了小型无人发射装置动力学与伺服控制联合仿真模型,基于位置环模糊自适应PID控制策略完成了机电联合仿真,并分析了方位电机和俯仰电机的位置、角速度以及扭矩的变化,仿真结果表明:本文所设计的小型无人发射装置的机械性能和控制性能均满足随动控制组件的设计指标。(5)安装了DSP处理器、控制箱,构建了小型无人发射装置的实验样机。论文采用了通过高速摄影测基于传统PID控制器下随动系统实时角速度的方案:给电机输入24V稳压电源,通过高速摄影捕捉枪口标记点状态,从而获得方位随动系统和俯仰随动系统的角速度变化规律,然后与机电联合仿真结果和自动调枪的技术指标比较分析,结果表明设计方案是可行的。