3D激光雷达测量调炮精度的检测方法与精度分析

火炮武器装备调炮精度直接影响武器系统射击精度。基于3D激光雷达工作原理,结合火炮武器装备调炮工作过程,将3D激光雷达扫描测量空间点三维坐标的测量原理应用于火炮调炮精度检测,提出一种针对火炮调炮精度的检测方法。通过测量模型搭建,使用3D激光雷达扫描火炮身管(或火箭炮定向管)上能代表其轴线方向上的两个工具球,测量得到代表火炮身管轴线方向的两个工具球球心的三维坐标,进而解算出调炮后火炮身管轴线的方向角度和高低角度变化量;并开展测量精度分析和实验验证。该测量方法不仅具有测量精度高、测量简便的特点,还可以提高测量的自动化程度。     

基于固定目标式检测火箭炮方向调炮精度研究

自动操瞄式火炮在出厂前均要进行调炮精度检测,自动操瞄式火箭炮也是如此。当采用基于固定目标方式进行火箭炮方向调炮精度检测时,由于火箭炮自身结构及其他原因,存在一定的方向调炮精度检测误差。根据现场工作实践,总结出基于固定目标方式的火箭炮方向调炮精度检测方法,以及在进行这种方向调炮精度检测时对场地形态的要求;火箭炮在场地上停放的位置的要求;具体分析了火箭炮相对固定检测目标位置不同时对方向调炮误差精度的影响;对火箭炮与固定目标距离不同时的最大调炮误差进行了估算。     

基于图像透视畸变校正的调炮速度测量方法

针对传统调炮速度测试过程繁琐、测量精度低的问题,提出了一种图像透视畸变校正的调炮速度测量方法。采用激光器、靶板、CCD相机和计算机构建调炮速度测量系统,利用CCD相机实时记录激光在靶板上的光斑位置,根据光斑的位移和时间解算出调炮速度。利用特征点成像,通过透视变换原理构建变换矩阵求得图像校正模型,进而实现光斑靶板图像的透视畸变校正,在校正后的图像上提取光斑并计算出光斑质心,获取光斑质心的位移和时间,最终解算出调炮速度。实验结果表明：与传统的图像测量方法相比,利用该方法测量调炮速度的精度提高了10倍,满足靶场对高精度测量调炮速度的要求;该方法适用于靶场测试以及其他调炮速度的实际测量工程。     

火箭炮倾斜调炮修正数学模型研究

针对火箭炮武器在野外进行自动操瞄时,由于车体倾斜而导致调炮精度降低的现象,文中在结合对火箭炮车体倾斜时定向管的射向、射角计算的基础上提出了火箭炮调炮精度修正方法。从理论上证明了该方法在消除调炮精度偏差上的可行性。同时,文中建立的数学模型也适用于其它武器发射系统。     

火炮调炮精度检测技术

将测绘专业中双经纬仪空间交会测量空间点三维坐标的原理引入火炮调炮精度检测,通过测量火炮身管上2点的空间坐标,确定炮膛轴线的高低角和方位角,经过计算机的处理可得到被测火炮的调炮精度,该测量方法具有精度高、成本低的特点.     

基于全站仪的火箭炮操瞄精度检测装置研发

为了在火箭炮装调中快捷测量操瞄精度、管间平行度等特性,设计了一种基于全站仪的火箭炮自动操瞄精度检测装置.利用全站仪测量原理建立了火箭炮精度测量的空间解算模型,在预先标定火箭炮管上两十字贴标记点的前提下,给出了精度检测、管间平行度检测方法及流程,并设计了相应的软件.试用结果表明,装置检测精度控制在1 mil内,操作快捷,提高了检测速度.此设计为火箭炮操瞄精度检测提供了一种简明实用的解决方案,满足了精度快速检测的要求.     

基于蒙特卡洛法的单全站仪调炮精度测量系统不确定度研究

为改进调炮精度测量系统,对单全站仪调炮精度测量系统进行数学建模,采用蒙特卡洛法进行测量精度分析,并在数学模型中修正了测量过程中影响测量精度的主要因素。其测量不确定度与双经纬仪调炮精度测量系统进行了基于蒙特卡洛法的MATLAB仿真计算比较。其仿真结果表明,单全站仪测量系统满足布站距离要求时,测量精度优于双经纬仪调炮精度测量系统,且单全站仪系统操作工作量仅为双经纬仪系统的一半,极大地简化了操作,提高了效率,在调炮精度测量中具有良好的应用价值。     

轴向柱塞泵流量脉动对火箭炮俯仰调炮精度的影响分析

为研究火箭炮电液比例液压系统驱动俯仰调炮时流量脉动对调炮精度的影响,建立基于系统仿真AMESim软件的斜盘式轴向柱塞泵仿真模型,研究柱塞泵斜盘倾角和输入轴转速对柱塞泵流量脉动的影响规律,并辨识典型工况。提出流量脉动体积的概念,建立相应的数学模型,利用MATLAB软件进行仿真分析,得到典型工况下流量脉动引起的调炮误差与射角的定量关系。结果表明：随着斜盘倾角的增大,柱塞泵流量脉动周期不变、流量脉动振幅变大;随着输入轴转速的增大,柱塞泵流量脉动周期变小、流量脉动振幅变大;流量脉动引起的俯仰调炮误差随射角的增大而减小,该火箭炮流量脉动引起的调炮误差满足随动系统调炮精度的要求,且该理论模型可作为油缸式高低机设计的参考依据。     

刚柔耦合的火箭炮高低调炮动力学仿真

为准确描述火箭炮高低调炮中的动力学特性,对其进行刚柔耦合的动力学仿真分析。以刚柔多体动力学 理论为基础,利用SolidWorks、ANSYS 和ADAMS 软件构建火箭炮高低随动装置刚柔耦合动力学模型,通过对模型 进行检验及参数设置,并结合实际工况进行仿真对比,确定了起落架应力集中区域。仿真结果表明：该研究能准确 反映火箭炮高低调炮时的动态性能,可为进行调炮的运动精度及可靠性分析提供数据支持,为高低随动装置的设计 优化提供参考。     

基于极点配置的火箭炮电液伺服系统设计

针对某火箭炮电液伺服系统负载参数变化范围大的特点,提出了基于ITAE模型多项式的极点配置方法.它设计了数字控制器,克服不平衡力矩和惯量引起的扰动影响,实现电液伺服调炮快速到位.结合系统精度要求,提出了参数选取方法,确定了系统采样频率最佳范围为11～17倍输入信号带宽,特征多项式频带至少为0.3倍采样频率.试验验证结果表明,调炮无超调,精度能够控制在0.2 mil以内,调整时间低于0.5s,能够满足操瞄数字控制器设计要求.