自适应模糊滑模控制在火箭炮电液伺服系统中的应用

针对某火箭炮电液位置伺服系统,提出了一种自适应模糊滑模控制方法。为了使等效控制器的设计不依赖于对象的精确数学模型,利用切换函数及其变化率设计了自适应模糊系统来代替等效控制,并且为了解决抖振问题,利用抖振参数和切换函数的绝对值设计了模糊系统动态调节边界层厚度。仿真结果表明,该方法不仅能保证系统的响应速度和控制精度,有效抑制抖振,并且对结构参数不确定性具有很强的鲁棒性。     

纤维增强复合材料身管阻尼特性分析

针对火炮发射时纤维增强复合材料身管的阻尼效应,根据粘弹性材料动态特性,给出了纤维增强复合材料能量耗散公式,采用基于有限元技术的模态应变能分析方法,对某口径复合材料身管进行了阻尼特性分析,获得了该复合材料身管在各阶固有频率下的应变能和阻尼损耗因子,为复合材料身管的动态特性分析提供了阻尼特性参数.     

移动质量激励悬臂梁振动主动控制系统

利用压电材料的正逆压电效应,实现了移动质量激励悬臂梁振动主动控制;建立了压电元传感方程和作动方程,进一步将其转化为状态空间模型中的状态方程和输出方程;设计了基于线性二次型最优控制(LQR)策略的振动主动控制器,以TMS320VC33 DSP芯片为核心组建了相应的硬件电路。实验结果表明:采用压电自感作动器可很好地抑制移动质量激励引起的悬臂梁振动。     

双自动机并联发射时膛口流场数值仿真

为研究双自动机近距离并联发射时膛口流场特征及其对弹丸运动影响问题,采用计算流体力学方法结合动网格技术,建立了包含弹丸运动的膛口流场数值仿真模型,对双自动机近距离并联发射时复杂膛口流场进行了数值仿真.以三种不同身管间距为例,得出了双自动机并联发射时膛几流场的形成、发展及相互干扰过程,及膛口流场对弹丸出炮u后运动姿态的影响情况.仿真结果表明双自动机在近距离发射时,相互干扰的膛口流场对弹丸出炮口后运动姿态有较大影响,以至影响火炮系统射击精度.在双自动机近距离并联发射时,为保证武器系统射击精度,应采取相应措施消除两身管间膛口流场的相互干扰,减小膛内流场对弹丸运动姿态的影响.     

大口径火炮抽筒故障分析

某大口径火炮的抽筒机构系统完成开关炮闩和抛筒的功能，在工作过程中，该机构系统有时会发生抛筒不顺利的情况，应用机械系统动力学分析软件ADAMS，建立了该机构系统的ADAMS模型，详细考虑构件间的摩擦，间隙和接触碰撞，建立了该机构系统的ADAMS模型，详细考虑构件间的摩擦，间隙和接触碰撞，研究了各种条件下的抽筒过程，分析摩擦，间隙和复进速度等参数对抽筒过程的影响，动画再现了抛筒故障的发生，提出克服故障的技术措施。     

复合材料厚壁圆筒的损伤问题

基于连续介质损伤力学理论,引入表征材料内部微细缺陷的损伤变量,导出了三维复合材料厚壁圆筒的损伤模型,预测该结构内各处的损伤过程;针对不同损伤模式,推导出包含不同结合力和损伤变量的损伤扩展准则;利用三维有限元分析软件模拟计算出结构损伤破坏的全过程,分析了复合材料圆筒的损伤模式与破坏机理,以及能量变化关系。     

基于径向基点插值法的大口径火炮身管固有频率特性研究

考虑炮口制退器和炮尾的影响,建立身管弹性动力学方程,结合有限元法与无网格方法的各自优点,基于径向基点插值法。以积分点所在的单元支持域作为积分点的插值域,提出单元支持域径向基点插值法。建立离散形式的身管弹性动力学方程,计算获得身管固有频率。通过数值算例和实验验证了所提方法求解身管模态的有效性。计算结果表明：在相同网格数的情况下,所提方法能够得到更准确的结果,而且与实验结果相吻合。     

弹带对高速旋转弹丸气动特性影响的数值模拟

为了研究弹带对高速旋转弹丸气动特性的影响,采用2阶Roe差分格式求解三维Navier-Stokes方程,湍流模型为SST k-ω模型。采用滑移网格技术处理弹体旋转引起的运动边界。以文献［6］进行风洞实验的155 mm无弹带弹丸为算例,数值计算结果与风洞实验数据吻合良好。分别对含弹带与无弹带弹丸在不同来流马赫数与攻角条件下的绕流场开展数值模拟,得到二者流场结构图谱及气动特性差异。分析结果表明：两种弹丸计算模型在弹带之前的压力分布基本一致,但弹带将诱导弹丸气动阻力面积增大,阻力系数有一定程度的升高,而且在弹带之后二者的压力分布差异较大;弹带因素对旋转弹丸气动特性的影响不可忽略。     

自抗扰控制在泵控缸电液位置伺服系统中的应用

针对某泵控缸电液位置伺服系统的特点,提出了自抗扰控制方案。自抗扰控制器的设计不依赖于被控对象的精确数学模型,并可将对象的不确定性、未建模动态和外界干扰的总量都估计出来,使系统性能得到有效补偿。仿真结果表明,该方案能保证系统具有响应快、无超调、稳态精度高的特点,并且对内、外扰动具有较强的抑制能力。     

某大口径火炮弹带热力耦合挤进动力学数值模拟研究

为研究弹带挤进过程机理以及弹丸在挤进过程的运动规律,对大口径火炮挤进过程进行了仿真分析。考虑了火药气体在带锥度药室及坡膛内的分布,得到挤进时期的内弹道学方程,将该方程的解作为力边界条件,同时引入考虑温度的摩擦力模型来模拟身管与弹带间的摩擦,采用显式方法建立大口径火炮弹带挤进过程热力耦合仿真模型;分别对经典内弹道挤进过程和绝热挤进进行计算,验证了耦合计算的必要性;同时考虑不同弹炮间隙、卡膛速度以及初始摆角对挤进过程的影响,得到挤进过程中挤进阻力、弹丸速度、火药气体压力、弹丸摆角的变化规律。计算结果表明,弹炮间隙对挤进阻力和挤进速度有着重要的影响,而弹丸卡膛前摆角对弹丸挤进过程中的摆角有着重要的影响。