无人炮塔炮控系统自抗扰控制

本文运用机器人分析技术来建立无人炮塔的数学模型,这种方法考虑了炮塔方位向和高低向之间的耦合关系.同时,由于陀螺机构测得的是惯性空间中的角位移,结合三轴稳定原理,对无人炮塔的方位向和高低向射角进行修正,实现火炮轴线在惯性空间中的稳定.针对炮控系统这一包含非线性和不确定性的复杂系统,能在参数摄动和不确定的外部扰动的情况下获得高跟踪精度和稳定性,提出了一种基于自抗扰控制的解耦方法.系统的内部参数摄动、外部扰动和耦合项作为总扰动被扩张状态观测器估计出来,然后在采样间隔被补偿掉.将仿真结果与PID控制作比较,结果表明该控制算法能够有效抵抗系统的不确定非线性因素,并验证了其强鲁棒性和有效性     

基于光电技术的炮控系统动态性能检测方法研究

针对目前坦克炮控系统动态性能检测过程中出现的操作繁琐、精度低、费时长、灵活性差、对人员素质要求高等突出问题,提出一种利用光电技术和计算机技术实现坦克炮控系统动态性能非接触检测的新方法.系统通过CCD和计算机检测标志物的运动来获得火炮和炮塔的运动状态特征,并据此进行分析计算,最终实现炮控系统的动态性能评估.应用结果表明,此方法不仅减少了检测人员的工作负担,而且从整体上提高了炮控系统检测过程的自动化程度和精确性.     

带有大刚度柔性梁系统的非线性控制

针对火炮身管振动影响射击准确度的问题,建立考虑身管微形变的炮塔动力学模型和状态空间模型.基于该系统模型,利用多项式平方和(SOS)方法设计非线性状态反馈控制器和非线性状态观测器,给出控制器和观测器在设计时满足分离原理的条件.数值仿真结果表明,所提出的方法可以使火炮随动系统在驱动炮台的同时有效抑制身管振动.     

基于陀螺仪的坦克炮控稳定精度检测仪设计

火炮稳定精度决定了坦克炮控系统的性能。针对现有的稳定精度测试手段不足,首次提出了采用陀螺仪为传感器对坦克炮控系统稳定精度进行检测。以陀螺仪为传感器采集火炮角度信号,传送到数据采集电路进行处理,采集到的数据存储在测试仪的电子盘中。在测试仪中可以观察到火炮振动曲线,得到稳定精度,也可以将数据传送到计算机中对数据进一步处理。本检测仪采集到的角度位置与象限仪作比较,测量误差在1．5％以内,能够有效地对稳定精度进行检测。     

火炮发射精度优化问题分析

火炮发射精度由射击密集度和射击准确度组成,身管振动影响火炮射击密集度和准确度.但影响身管振动的因素很多,一直来很难建立符合实际的振动模型,对火炮的射击精度进行准确分析.目前火炮发射精度分析时模型较简单,考虑因素较单一,特别是缺少多因素同时作用时火炮发射时的精度问题研究.为解决上述问题,建立了起落部分的虚拟样机模型,利用ADAMS动力学仿真软件综合分析了弹丸质心偏移量、高低机齿轮啮合间隙和衬瓦身管配合间隙三种因素耦合对炮口振动的影响.分析表明多因素对炮口振动存在耦合影响,为炮口振动特性的综合分析以及对接触间隙的优化控制提供了依据.     

基于陀螺仪的炮塔角速度测量装置的设计

针对国内炮控系统性能参数测试中对角速度测量的成本较高、操作复杂、时间较长等问题,设计了一种基于MEMS陀螺仪的炮塔角速度高精度测量装置,通过中值滤波、均值滤波以及加权平均融合的方法,抑制了测量噪声等因素对炮塔角速度值的影响.通过在转台和坦克上对该装置进行标定和测试,分析了滤波和融合前后的实验结果,其对炮塔角速度的测量精度可达0.02°/s.该装置操作简单、灵敏度高、成本较低、实用性强,能有效地提高测试精度,节省了人力物力,缩短了测量时间,满足实际应用的需求,具有很高的实用价值.     

基于模糊推理的炮控系统性能评估与故障诊断

分析了坦克炮控系统技术状况评估的特点和难点,建立了炮控系统层次化技术状况评价体系,针对炮控系统的各种信号属性,分别设计了电流电压信号、功率信号、液压流量信号和开关信号的隶属度函数,结合工程实际,利用模糊层次分析法确定了各性能指标权重,设计了综合模糊推理机,依据指标权重系数的不同,不但实现了系统的性能评估,而且优化了故障诊断推理过程,并结合某大型测试系统,实现了炮控系统性能与故障的同步管理.     

基于摇架约束的炮口振动仿真分析

针对火炮射击时身管振动动力学和减小炮口振动的问题,建立了综合考虑弹炮刚柔耦合和摇架约束的身管振动动力学模型,以和射击精度相关的炮口振动横向线速度、横向线加速度和角位移、角速度表征炮口振动,在ADAMS中对身管振动动力学模型的四个参量进行了数值仿真求解,并考虑通过改变模型中摇架前后衬套距离来减小炮口振动。仿真结果表明,摇架约束的模型能够反应火炮射击时的身管实际振动规律,为减小炮口振动设计提供的依据。     

火炮振动分析与多体系统模型研究

研究火炮振动对于提高射击精度有重要意义. 冲击激励的特殊性和机械系统的复杂性,使火炮振动成为长期关注的经典问题,建立逼近火炮真实运动状态的动力学模型、分析掌握各种冲击作用下的振动特性,是火炮振动的核心研究分支. 本文在发展多刚体与多柔体系统动力学理论的基础上,研究了火炮动力学的 Lagrange 方程及 Guass 变分建模方法,并由其建立了火炮振动的刚性、刚柔耦合多体系统模型; 针对案例分别研究了火炮系统的冲击响应规律及固有振动特性,获得了火炮振动与其结构参数的内在联系. 研究结果对于改善火炮的振动性能、提高射击精度,具有理论指导意义和工程应用价值.     

大误差报警系统在防空火炮调平中的应用

火炮在射击时,由于各种外力的影响,导致炮床不能保持水平,影响火炮射击精度;因此,建立数学模型,利用Matlab仿真,得出仿真曲面图,通过曲面形状分析其变化特点,得出当炮床不水平时,X轴和Y轴的倾斜角度对火炮射击精度影响的结论,并通过仿真计算出允许炮床倾斜的最大误差;然后,通过利用8051单片机作为主控制器,二维倾角传感器作为反馈元件,实时检测炮床的水平状态,与误差设定值比较,并将其结果传给单片机;单片机根据预置程序输出信号,控制报警指示灯,实现报警功能。