Application of Adaptive Backstepping Sliding Mode Control in Alternative Current Servo System of Rocket Launcher

An adaptive backstepping sliding mode control approach is introduced to control the pitch motion of a rocket launcher. Its control law is proposed to guarantee that the control system is ultimately bounded in a Lyapunov sense and make the servo system track the instruction of reference position globally and asymptotically. In addition, the sliding mode control can restrain the effects of parameter uncertainties and external disturbance. The functions of adaptive mechanism and sliding mode control are analyzed through the simulation in the different conditions.The simulation results illustrate that the method is applicable and robust.     

阶梯型发射管内燃气流场的正格式数值模拟

为研究阶梯型发射管内燃气流场特性,将2维守恒方程的正格式方法发展到轴对称Euler方程组的求解,并对阶梯型发射管内燃气流场进行了数值计算,给出了发射管内流场的流动图形及发射管中心线和管壁的压力分布,分析了管内复杂波系结构的变化趋势.验证算例结果与实验照片反映的流动特征及已有数值格式的计算结果吻合较好,表明推广是有效的.该方法能够较好地捕捉到包括射流边界、相交激波、马赫盘、三波点和二次流等阶梯型发射管内流场波系结构,计算结果在发射管轴线反射点附近的分辨率较高;数值解具有较大的梯度变化,表明该方法对激波具有较强的捕捉能力.     

带积分项的火箭炮最优化滑模伺服控制

针对某防空火箭炮交流位置伺服系统负载、参数大范围变化以及发射时具有强干扰力矩的特点,提出了带积分项的基于最优化的滑模变结构控制方法并设计了控制器。计算机仿真结果表明,该控制器不仅消除了经典控制所存在的静差,同时对负载扰动和系统参数摄动具有较强的鲁棒性,并保证了系统的瞬态性能指标。     

高压弹射装置内弹道建模与计算

针对压力和温度大范围变化条件下的高压空气弹射装置,基于改进的对应态维里方程, 建立了内弹道模型。计算了改进的对应态方程的第二及第三维里系数,并以截断到第三维里系数的体积级数形式的维里方程为基础,推导了比热力学能及比焓的解析表达式,获得了动态的热力学参数。进行了数值求解,给出了高低压室的热力学参数变化规律、导弹过载系数及速度。数值实验表明:压缩因子达到1. 107,高压室温度和压力的减小值大于理想减小值,高压空气的综合做功能力偏离理想气体,真实气体效应研究必不可少。     

基于扩张状态观测器的火箭炮耦合系统反步控制

针对存在参数摄动、冲击力矩大的火箭炮位置伺服系统的控制问题,建立了火箭炮位置伺服系统的机电耦合模型,基于扩张状态观测器提出了一种反步控制策略。该方法运用扩张状态观测器以实时估计控制系统的外界负载扰动,选择合适的Lyapunov函数,得到了使系统跟踪误差有界的调整策略。仿真和试验结果表明,该方法不仅保证了系统的静、动态特性,而且对参数摄动具有较强的鲁棒性。研究结果为进一步完善控制器理论结构及实践应用提供了参考依据。     

基于虚拟试验的液压泄漏因素评估与定量研究

以某型全液压驱动式发射平台的多管火箭发射系统为研究对象,利用半相对灵敏度分析法,分析了液压系统的泄漏因素参数对火箭发射装置性能指标的影响规律,利用虚拟试验获得了高低油缸在高温、低温和常温下的泄漏参数变化的阈值及液压马达的泄漏系数阈值,为全液压驱动的多管火箭武器液压元件的维护和更新提供了定量化的理论依据.     

弹箭在直升机旋翼下洗流场作用下运动规律研究

本文详细分析了弹箭在直升机旋翼下洗流场作用下所受的力及力矩，推导并获得了各力及力矩的表达式，在此基础上建立了弹箭在直升机旋翼下洗流场作用下的数理模型。通过数值仿真获得了弹箭在该下洗流场作用下的运动规律以及部分参数对弹箭运动的影响规律。研究结果为弹箭的弹道控制与修改提供了依据，具有重要意义。     

防空火箭炮递阶控制策略设计

针对防空火箭炮运行时负载与参数大范围变化的特点,结合递阶控制理论,设计一种两层改进型递阶控制策略。其中,决策级根据火箭炮的运行状态计算实时转动惯量,实时控制级采用二阶滑模控制器,能在满足系统指标的前提下平滑控制输入曲线、有效抑制系统参数摄动与外部干扰。计算机仿真和实验表明,使用该控制策略,系统具有较好的鲁棒性与动态响应性能。     

箱式火箭炮系统阻尼减振仿真分析

以某车载箱式多管火箭炮为例，根据其结构和发射特点，运用阻尼减振技术来减少火箭发射时发射装置的振动，从而减小火箭初始扰动提高射击密集度。对施加复合阻尼前后定向管口的速度和加速度的时间历程进行仿真分析，说明了阻尼减振的有效性。     

基于Lanczos模态分析及密集度分析的发射装置轻量化研究

针对某型号多管火箭发射装置轻量化设计,采用有限元法建立其刚柔耦合动力学模型,对轻量化前后的模态响应特性及其火箭弹发射密集度进行对比分析,验证了此轻量化设计的可行性。首先,对Lanczos迭代法在经典的特征值问题中进行了推导求解; 其次,建立了某复合材料定向管的有限元模型,计算结果与此定向管样机模态试验结果进行对比分析,结果表明基于Lanczos迭代法的有限元模型求解模态是正确的; 最后,根据轻量化设计要求,建立了2种材料火箭炮发射装置的整车有限元模型,采用Lanczos迭代法计算其模态特性,根据模态特性选择合理的射击间隔,并通过对比轻量化前后此发射装置火箭弹的射击密集度,验证了此轻量化设计的可行性。