【摘要】：炮控系統(tǒng)是步兵戰(zhàn)車、自行火炮等裝甲類武器系統(tǒng)的重要組成部分,它的使用可以確保武器系統(tǒng)能夠迅速、準(zhǔn)確的瞄準(zhǔn)目標(biāo),提高了火炮的射擊精度和命中率。因此很有必要對(duì)炮控系統(tǒng)的相關(guān)戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。隨著高新技術(shù)的不斷出現(xiàn),現(xiàn)階段依賴人工測(cè)量的測(cè)試手段,基本已經(jīng)無(wú)法滿足炮控系統(tǒng)鑒定試驗(yàn)的要求。本文為滿足施力系統(tǒng)施力精度高,動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的要求,提出一種自動(dòng)化形式的新型測(cè)試方案。首先,根據(jù)方案要求,確立施力系統(tǒng)的基本框架,對(duì)施力系統(tǒng)的主要部件進(jìn)行分析、選型。針對(duì)以直線電機(jī)作為執(zhí)行器的施力系統(tǒng),建立了包含火炮身管動(dòng)態(tài)的施力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。之后,根據(jù)施力系統(tǒng)動(dòng)、靜指標(biāo)要求,在線性范圍內(nèi),設(shè)計(jì)施力系統(tǒng)多環(huán)控制器,仿真驗(yàn)證多環(huán)控制器的設(shè)計(jì)效果。其次,針對(duì)實(shí)際控制器中存在多個(gè)飽和非線性環(huán)節(jié),基于反計(jì)算思想提出抗飽和控制方案。采用相對(duì)穩(wěn)定性分析和計(jì)算機(jī)仿真的方法,對(duì)抗飽和補(bǔ)償參數(shù)進(jìn)行整定,并仿真驗(yàn)證其有效性。最后,對(duì)抗飽和補(bǔ)償后的系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)正該設(shè)計(jì)達(dá)到施力指標(biāo)要求。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TJ810.37
【圖文】：

2.2 施力系統(tǒng)組成施力控制系統(tǒng)主要由施力平臺(tái)、直線電機(jī)、力傳感器、火炮身管、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、控制系統(tǒng)及控制軟件等組成。其系統(tǒng)組成示意圖、機(jī)械臺(tái)體等如圖2-1所示。施力平臺(tái)采用2A12超硬鋁，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其質(zhì)量小剛度高。施力平臺(tái)安裝在中空電機(jī)的輸出端，其上安裝直線電機(jī)。施力平臺(tái)旋轉(zhuǎn)到加載方向上鎖緊，為直線電機(jī)按照指標(biāo)進(jìn)行施力提供外部環(huán)境。其中中空電機(jī)只提供旋轉(zhuǎn)方向的改變，施力系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不予考慮。如圖2-2(a)所示。電機(jī)系統(tǒng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和直線電機(jī)組成。電機(jī)為施力系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件，提供加載力。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器用來(lái)控制和管理電機(jī)的使能、掉電、剎車等，并且接受和執(zhí)行主控系統(tǒng)的指令[48]。力傳感器一端通過(guò)機(jī)械裝置相連于直線電機(jī)，另一端通過(guò)一個(gè)光滑觸頭頂在火炮身管上�；鹋谏砉苋鐖D2-2(b)所示�？刂葡到y(tǒng)全面控制施力平臺(tái)，電機(jī)和力傳感器。并且通過(guò)RS232通訊接口與外部試驗(yàn)管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。在進(jìn)行力學(xué)參數(shù)測(cè)量時(shí)

安裝在中空電機(jī)的輸出端，其上安裝直線電機(jī)。施力平臺(tái)旋轉(zhuǎn)到加載方向上鎖緊，為直線電機(jī)按照指標(biāo)進(jìn)行施力提供外部環(huán)境。其中中空電機(jī)只提供旋轉(zhuǎn)方向的改變，施力系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不予考慮。如圖2-2(a)所示。電機(jī)系統(tǒng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和直線電機(jī)組成。電機(jī)為施力系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件，提供加載力。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器用來(lái)控制和管理電機(jī)的使能、掉電、剎車等，并且接受和執(zhí)行主控系統(tǒng)的指令[48]。力傳感器一端通過(guò)機(jī)械裝置相連于直線電機(jī)，另一端通過(guò)一個(gè)光滑觸頭頂在火炮身管上。火炮身管如圖2-2(b)所示�？刂葡到y(tǒng)全面控制施力平臺(tái)，電機(jī)和力傳感器。并且通過(guò)RS232通訊接口與外部試驗(yàn)管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。在進(jìn)行力學(xué)參數(shù)測(cè)量時(shí)，整個(gè)施力系統(tǒng)在控制系統(tǒng)的管理下，接受來(lái)自試驗(yàn)管理計(jì)算機(jī)的指令

本課題選用深圳美思安自動(dòng)化科技有限公司的 PALMRH308 型直線電機(jī)的模組。直線電機(jī)如圖 2-4 所示，參數(shù)如表 2-1 所示。圖2-4 直線電機(jī)表 2-1 直線電機(jī)參數(shù)列表項(xiàng)目 單位 參數(shù)重量 Kg 12.5有效行程 mm -240~240最大驅(qū)動(dòng)力 N 1123.2連續(xù)驅(qū)動(dòng)力 N 300最大驅(qū)動(dòng)電流 A 30連續(xù)驅(qū)動(dòng)電流 A 8反電動(dòng)勢(shì) V/(m/s) 48電機(jī)力常數(shù) N/A 37.44電機(jī)相電阻 9.24電機(jī)常數(shù) N/sqare(W) 10.07電機(jī)相電感 mH 3.74加速度 m/s^2 30最大允許速度 m/s 6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2781117