某中口徑自行火炮自動裝填系統(tǒng)關鍵問題研究.pdf

1、彈藥自動裝填系統(tǒng)是現(xiàn)代中大口徑自行火炮的關鍵子系統(tǒng)，與其他自行火炮子系統(tǒng)及整個自行火炮大系統(tǒng)之間存在密切的相互作用和影響，許多技術問題亟待解決。本文以“十二五”研究課題為背景，應用多體系統(tǒng)動力學、確定型優(yōu)化、魯棒優(yōu)化、模糊數學、滑?？刂频壤碚搶δ持锌趶阶孕谢鹋趶椝幾詣友b填系統(tǒng)設計及其關鍵技術問題進行了深入研究，為工程實際問題的解決提供理論支撐。本文的主要研究內容包括:
　　(1)介紹了某中口徑自行火炮彈藥自動裝填系統(tǒng)的結構形式、系

2、統(tǒng)構成，簡要敘述了各組件的功能、工作原理，系統(tǒng)地介紹了彈藥自動裝填系統(tǒng)的工作流程。分析了關鍵結構部件的動力學特性，在進行了相關的受控動力學分析基礎上，提出傳統(tǒng)自動裝填系統(tǒng)設計存在的問題，并在后續(xù)章節(jié)中進行分析研究，為尋求若干行之有效的方法提供理論依據;
　　(2)針對某中口徑自行火炮自動裝填系統(tǒng)協(xié)調器協(xié)調油缸驅動力大引起的沖擊振動嚴重的問題，采用確定型多目標優(yōu)化方法改善其響應性能。引入多目標優(yōu)化模型，簡要介紹了Pareto最優(yōu)解的

3、概念，概括和總結多目標優(yōu)化問題的處理方法及多目標進化算法及工程優(yōu)化設計實踐中的注意事項。結合多目標進化算法，對自動裝填系統(tǒng)中的協(xié)調器多目標多學科一體化設計優(yōu)化問題進行了分析研究，優(yōu)化后選擇的偏好解使得原協(xié)調器系統(tǒng)具有更好的動力學響應性能;
　　(3)針對確定型優(yōu)化存在的問題，提出了參數區(qū)間不確定魯棒優(yōu)化技術，并應用于彈藥自動裝填系統(tǒng)協(xié)調器多學科優(yōu)化問題。通過將參數區(qū)間變化從參數變差空間映射到目標和約束空間，得到了目標和約束性能退化

4、估計，并作為原優(yōu)化問題的附加約束，形成了外層——內層的優(yōu)化結構。針對桁架結構不確定問題、機械臂結構優(yōu)化問題以及雙目標函數問題進行了對比研究，獲得了理想的優(yōu)化結果，并將該方法應用于某中口徑火炮協(xié)調器系統(tǒng)的不確定優(yōu)化問題，結果顯示了參數區(qū)間不確定魯棒優(yōu)化方法能夠很好的處理具有參數不確定的復雜工程問題;
　　(4)考慮自動裝填系統(tǒng)彈藥艙PD控制的缺點，結合模糊變換方法，提出了一種強魯棒性滑?？刂撇呗浴＝榻B了非奇異終端滑模變結構控制及全局

5、快速滑模變結構控制理論，結合兩者的非奇異特性與快速響應特性，利用模糊數學的方法，得到了模糊運動滑模變結構控制策略，基于斯坦福機器人模型進行了對比研究，獲得了較優(yōu)的控制性能。針對動態(tài)彈藥艙控制系統(tǒng)，通過與傳統(tǒng)的PD控制結果相比，該控制策略只需估計攝動及擾動的大小，提供簡單的確定性物理模型，即可獲得較優(yōu)的控制性能;
　　(5)研究了中大口徑火炮輸彈過程中存在影響彈丸在膛內的運動特性和火炮的射擊精度的彈丸卡膛一致性問題?？紤]輸彈過程中的