某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真
發(fā)布時(shí)間:2022-10-04 16:45
隨著武器裝備系統(tǒng)的發(fā)展及軍事打擊能力要求的提高,火炮身管的口徑及長(zhǎng)徑比不斷增加。與此同時(shí),也使得其柔性特征和非平衡特征對(duì)系統(tǒng)性能的影響越為突出。對(duì)于身管的精準(zhǔn)定位控制,其所需解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一便是對(duì)身管未平衡質(zhì)量誘發(fā)的非平衡力的平衡控制。本論以某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)為研究對(duì)象,研究了系統(tǒng)的模型辨識(shí)和控制策略。論文完成的主要工作包括以下幾個(gè)方面:(1)分析了某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理,介紹了液壓系統(tǒng)的組成和工作原理,推導(dǎo)了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,分析了系統(tǒng)的非線性因素,為下一步的系統(tǒng)辨識(shí)和控制研究奠定基礎(chǔ)。(2)研究了系統(tǒng)的離線辨識(shí)方案。首先采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行離線辨識(shí),針對(duì)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)不易確定問(wèn)題,提出了基于粒子群優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)方法。通過(guò)建模仿真結(jié)果比較,最終選擇了基于粒子群優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)離線辨識(shí)方案,為定位控制器中的在線辨識(shí)器提供初始參數(shù)。(3)分別設(shè)計(jì)了平衡控制器和定位控制器。平衡控制器采用傳統(tǒng)的PID控制器,定位控制器采用基于在線辨識(shí)的單神經(jīng)元自抗擾控制器。仿真結(jié)果表明,平衡控制器可以實(shí)時(shí)平衡重力矩,定位控制器可以使單神經(jīng)元控制器的參...
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 平衡及定位電液伺服系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 電液伺服系統(tǒng)的智能控制策略
1.4 主要研究?jī)?nèi)容
2 某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模型
2.1 引言
2.2 某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.3 液壓系統(tǒng)的組成
2.3.1 液壓泵組
2.3.2 三腔動(dòng)力液壓缸
2.3.3 比例伺服閥
2.3.4 比例減壓閥
2.4 某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
2.4.1 比例伺服閥的數(shù)學(xué)模型
2.4.2 變量泵控上下腔的數(shù)學(xué)模型
2.4.3 比例減壓閥平衡腔的數(shù)學(xué)模型
2.4.4 平衡及定位電液伺服系統(tǒng)傳遞函數(shù)
2.4.5 狀態(tài)空間模型
2.6 本章小結(jié)
3 某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)的辨識(shí)
3.1 引言
3.2 系統(tǒng)辨識(shí)概述
3.2.1 系統(tǒng)辨識(shí)的流程
3.2.2 辨識(shí)數(shù)據(jù)
3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
3.3.1 神經(jīng)元模型
3.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
3.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)
3.4 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辨識(shí)
3.4.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
3.4.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)常用學(xué)習(xí)算法
3.4.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)研究
3.5 基于粒子群優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)
3.5.1 粒子群算法
3.5.2 基于粒子群優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法
3.5.3 基于粒子群優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)研究
3.6 兩種辨識(shí)方法比較
3.7 本章小結(jié)
4 控制器設(shè)計(jì)及仿真
4.1 引言
4.2 平衡控制器設(shè)計(jì)
4.2.1 PID控制器
4.2.2 平衡控制器
4.3 定位控制器設(shè)計(jì)
4.3.1 自抗擾控制器
4.3.2 單神經(jīng)元控制器
4.3.3 基于在線辨識(shí)的單神經(jīng)元自抗擾控制器設(shè)計(jì)
4.4 模型建立及仿真
4.4.1 Matlab/Simulink中仿真模型的建立
4.4.2 仿真結(jié)果及分析
4.5 本章小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)研究
5.1 引言
5.2 某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
5.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
5.3.1 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)
5.3.2 STM32微控制器
5.3.3 采集卡
5.3.4 旋轉(zhuǎn)變壓器與RDC數(shù)字轉(zhuǎn)換器
5.3.5 伺服控制箱
5.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.5.1 某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
5.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)束語(yǔ)
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]粒子群小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在交流伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 侯潤(rùn)民,劉榮忠,高強(qiáng),王力. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2014(04)
[2]某電液伺服系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自抗擾控制[J]. 王榮林,范歡迎,高強(qiáng),侯遠(yuǎn)龍. 煤礦機(jī)械. 2013(10)
[3]某掃雷犁電液伺服系統(tǒng)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制[J]. 王力,彭湧,王永超. 火力與指揮控制. 2012(04)
[4]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 毛健,趙紅東,姚婧婧. 電子設(shè)計(jì)工程. 2011(24)
[5]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的伺服系統(tǒng)自適應(yīng)自抗擾控制[J]. 李匡成. 電氣自動(dòng)化. 2010(02)
[6]大口徑輕型牽引火炮關(guān)鍵技術(shù)[J]. 張景華,余英,康瑞霞. 火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào). 2010(01)
[7]一種改進(jìn)PSO優(yōu)化RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新方法[J]. 段其昌,趙敏,王大興. 計(jì)算機(jī)仿真. 2009(12)
[8]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 湯素麗,羅宇鋒. 電腦開(kāi)發(fā)與應(yīng)用. 2009(10)
[9]單神經(jīng)元PID控制器研究及仿真[J]. 張世韜,楊風(fēng),郝騫. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2009(03)
[10]泵控缸電液位置伺服系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考自適應(yīng)控制[J]. 高強(qiáng),錢(qián)林方,侯遠(yuǎn)龍,王力. 機(jī)床與液壓. 2008(06)
博士論文
[1]電液位置伺服控制系統(tǒng)的模糊滑?刂品椒ㄑ芯縖D]. 靳寶全.太原理工大學(xué) 2010
[2]大口徑車(chē)載火炮多柔體動(dòng)力學(xué)與總體優(yōu)化研究[D]. 蔡文勇.南京理工大學(xué) 2009
[3]電液伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)遞歸模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)與魯棒控制研究[D]. 張友旺.中南大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的某坦克炮平衡與定位控制[D]. 葛小川.南京理工大學(xué) 2015
[2]自抗擾控制器及其應(yīng)用研究[D]. 蘇思賢.江南大學(xué) 2011
[3]某火炮電液伺服系統(tǒng)的新型控制策略研究[D]. 宗岳.南京理工大學(xué) 2009
[4]電液伺服系統(tǒng)的智能控制研究[D]. 劉坤.燕山大學(xué) 2003
本文編號(hào):3685395
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 平衡及定位電液伺服系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 電液伺服系統(tǒng)的智能控制策略
1.4 主要研究?jī)?nèi)容
2 某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模型
2.1 引言
2.2 某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.3 液壓系統(tǒng)的組成
2.3.1 液壓泵組
2.3.2 三腔動(dòng)力液壓缸
2.3.3 比例伺服閥
2.3.4 比例減壓閥
2.4 某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
2.4.1 比例伺服閥的數(shù)學(xué)模型
2.4.2 變量泵控上下腔的數(shù)學(xué)模型
2.4.3 比例減壓閥平衡腔的數(shù)學(xué)模型
2.4.4 平衡及定位電液伺服系統(tǒng)傳遞函數(shù)
2.4.5 狀態(tài)空間模型
2.6 本章小結(jié)
3 某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)的辨識(shí)
3.1 引言
3.2 系統(tǒng)辨識(shí)概述
3.2.1 系統(tǒng)辨識(shí)的流程
3.2.2 辨識(shí)數(shù)據(jù)
3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
3.3.1 神經(jīng)元模型
3.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
3.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)
3.4 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辨識(shí)
3.4.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
3.4.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)常用學(xué)習(xí)算法
3.4.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)研究
3.5 基于粒子群優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)
3.5.1 粒子群算法
3.5.2 基于粒子群優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法
3.5.3 基于粒子群優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)研究
3.6 兩種辨識(shí)方法比較
3.7 本章小結(jié)
4 控制器設(shè)計(jì)及仿真
4.1 引言
4.2 平衡控制器設(shè)計(jì)
4.2.1 PID控制器
4.2.2 平衡控制器
4.3 定位控制器設(shè)計(jì)
4.3.1 自抗擾控制器
4.3.2 單神經(jīng)元控制器
4.3.3 基于在線辨識(shí)的單神經(jīng)元自抗擾控制器設(shè)計(jì)
4.4 模型建立及仿真
4.4.1 Matlab/Simulink中仿真模型的建立
4.4.2 仿真結(jié)果及分析
4.5 本章小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)研究
5.1 引言
5.2 某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
5.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
5.3.1 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)
5.3.2 STM32微控制器
5.3.3 采集卡
5.3.4 旋轉(zhuǎn)變壓器與RDC數(shù)字轉(zhuǎn)換器
5.3.5 伺服控制箱
5.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.5.1 某武器平衡及定位電液伺服系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
5.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)束語(yǔ)
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]粒子群小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在交流伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 侯潤(rùn)民,劉榮忠,高強(qiáng),王力. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2014(04)
[2]某電液伺服系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自抗擾控制[J]. 王榮林,范歡迎,高強(qiáng),侯遠(yuǎn)龍. 煤礦機(jī)械. 2013(10)
[3]某掃雷犁電液伺服系統(tǒng)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制[J]. 王力,彭湧,王永超. 火力與指揮控制. 2012(04)
[4]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 毛健,趙紅東,姚婧婧. 電子設(shè)計(jì)工程. 2011(24)
[5]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的伺服系統(tǒng)自適應(yīng)自抗擾控制[J]. 李匡成. 電氣自動(dòng)化. 2010(02)
[6]大口徑輕型牽引火炮關(guān)鍵技術(shù)[J]. 張景華,余英,康瑞霞. 火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào). 2010(01)
[7]一種改進(jìn)PSO優(yōu)化RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新方法[J]. 段其昌,趙敏,王大興. 計(jì)算機(jī)仿真. 2009(12)
[8]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 湯素麗,羅宇鋒. 電腦開(kāi)發(fā)與應(yīng)用. 2009(10)
[9]單神經(jīng)元PID控制器研究及仿真[J]. 張世韜,楊風(fēng),郝騫. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2009(03)
[10]泵控缸電液位置伺服系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考自適應(yīng)控制[J]. 高強(qiáng),錢(qián)林方,侯遠(yuǎn)龍,王力. 機(jī)床與液壓. 2008(06)
博士論文
[1]電液位置伺服控制系統(tǒng)的模糊滑?刂品椒ㄑ芯縖D]. 靳寶全.太原理工大學(xué) 2010
[2]大口徑車(chē)載火炮多柔體動(dòng)力學(xué)與總體優(yōu)化研究[D]. 蔡文勇.南京理工大學(xué) 2009
[3]電液伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)遞歸模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)與魯棒控制研究[D]. 張友旺.中南大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的某坦克炮平衡與定位控制[D]. 葛小川.南京理工大學(xué) 2015
[2]自抗擾控制器及其應(yīng)用研究[D]. 蘇思賢.江南大學(xué) 2011
[3]某火炮電液伺服系統(tǒng)的新型控制策略研究[D]. 宗岳.南京理工大學(xué) 2009
[4]電液伺服系統(tǒng)的智能控制研究[D]. 劉坤.燕山大學(xué) 2003
本文編號(hào):3685395
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