隨著現(xiàn)代陸戰(zhàn)武器信息化、智能化和網(wǎng)絡化的發(fā)展,大口徑火炮采用全自動裝填系統(tǒng)已是必然趨勢。彈藥協(xié)調(diào)機械臂是火炮自動裝填系統(tǒng)中非常重要的部分,由于外界的隨機擾動和負載的變化,會對其設(shè)計和研究產(chǎn)生較大的影響。針對這些問題,本文設(shè)計了一個采用滾珠絲杠機構(gòu)和磁流變-彈簧平衡裝置的彈藥協(xié)調(diào)機械臂,建立了機械臂的控制方案并進行機械臂本體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。(1)首先給出了彈藥協(xié)調(diào)機械臂的工作原理和總體設(shè)計方案。為了提高彈藥協(xié)調(diào)機械臂的傳動效率,設(shè)計了滾珠絲杠傳動機構(gòu)。為了平衡機械臂、彈丸的重力以及外界的隨機擾動力,設(shè)計了一個磁流變-彈簧平衡裝置。最后建立完整的彈藥協(xié)調(diào)機械臂的三維模型。(2)對磁流變-彈簧平衡裝置計算分析,得到在不同磁場下磁流變缸提供的阻力與活塞桿速度的關(guān)系。設(shè)計變化的電流來半主動控制磁流變-彈簧裝置的平衡阻力,計算結(jié)果表明磁流變-彈簧平衡裝置具有較好的平衡效果。(3)對于存在外界隨機擾動和負載變化的機械臂位置控制問題,本文推導了機械臂的動力學方程,設(shè)計了基于隱式李雅普諾夫函數(shù)的控制方案。仿真結(jié)果表明,該控制方案達到了預期的目的,有較好的控制效果。(4)為了減輕機械臂本體的重量,本文采用人工...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究狀況
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 彈藥自動裝填機械臂設(shè)計
    2.1 總體方案設(shè)計
    2.2 機械臂設(shè)計
        2.2.1 托彈盤設(shè)計
        2.2.2 翻轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計
    2.3 滾珠絲杠傳動機構(gòu)設(shè)計
        2.3.1 滾珠絲杠機構(gòu)工作原理
        2.3.2 絲杠的選型設(shè)計
        2.3.3 螺母的確定
        2.3.4 傳動桿設(shè)計
        2.3.5 滾珠絲杠裝配設(shè)計
    2.4 磁流變-彈簧平衡裝置設(shè)計
        2.4.1 磁流變簡介
        2.4.2 磁流變阻尼器工作原理
        2.4.3 磁流變-彈簧平衡裝置原理
    2.5 本章小結(jié)
3 磁流變-彈簧平衡裝置計算與分析
    3.1 ANSYS軟件介紹
    3.2 磁流變缸工作原理
    3.3 麥克斯韋電磁場理論
    3.4 磁流變缸磁場分析
    3.5 磁流變缸阻力計算
    3.6 ADAMS機械臂仿真
    3.7 磁流變-彈簧平衡裝置所需電流計算
    3.8 本章小結(jié)
4 機械臂控制方案設(shè)計
    4.1 機械臂動力學方程的建立
    4.2 機械臂控制器設(shè)計
    4.3 機械臂仿真研究
    4.4 本章小結(jié)
5 機械臂本體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    5.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡和粒子群法簡介
    5.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡關(guān)鍵技術(shù)
        5.2.1 人工神經(jīng)元模型
        5.2.2 激活函數(shù)
        5.2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型
        5.2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡的學習方法
    5.3 粒子群優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)
    5.4 機械臂本體結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程
        5.4.1 機械臂基本設(shè)置
        5.4.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡的建立
        5.4.3 粒子群優(yōu)化過程
    5.5 優(yōu)化后機械臂仿真
    5.6 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)和展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻



本文編號：3794044