某大口径火炮弹药自动装填控制系统关键问题研究

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1、分类号密级ＵＤＣ＾东令建又乂李ＮＡＮＪＩＮＧＵＮｉＶ巧Ｓ！ＴＹＯＦＳＣＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ博壬学位论文某大口径火炮弹药自动装填控制系统关键问题研究（题名和副题名）邹权（作者姓名）指导教师姓名钱林方教授学位类别工学博壬学科名称机械工程研究方向机械设计及理论论文提交时间２０１５年１０月注１：拒明《国际十进分类法ＵＤＣ》的类号。．禅壬学佐４＾文某大口径火炮弹药自动装填控制系统关键问题研究作者：邹权指导教师：钱林方

2、甫京理工大学２０１５年１０月Ｐｈ．Ｄ．ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｎ化ｅＫｅＰｒｏｂｌｅｍｓｏｆＡＷｏｌｏａｄｅｒｙＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｌ：ｅｍｉｎａＬａｒｇｅＣａＵｂｅｒＨｏｗｉｔｚｅｒＢｙＺｏｕＱｕａｒｔＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．－ａｎｇＱｉａｎＬｉｎｆＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｊｇｙｇｙＯｃｔｏｂｅｒ，２０１５声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位

3、论文中，除了加Ｗ标注和致谢的部分外，不包含其它人己经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的一材料。与我同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生簇名＝又以仅年／／月日ｙ学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文文件，可Ｗ借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可向有关部口或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。—研究生签名：钟味义２＾／３年＂月

4、日＾瞎±论文某大口径火炮弹药自动装填控制系统关键问题研究摘要弹药自动装填系统是现代大口径火炮的主要组成部件，与火炮其它子系统相互联系一并相互制约，已成为制约大Ｕ径火炮弹药发射速度的主要因素之。与世界上先进的大Ｕ径火炮弹药自动装填系统相比，我国大口径火炮弹药自动装填系统的自动化程度较一一低，装填速度较慢，可靠性还有待于进步提高。大口径火炮弹药自动装填系统是个一复杂的多学科賴合系统，集机械、电气、液压、计算机和自动控制等技术于体，许多技术问题亟需解决。＂＂本文十二五研究课题为背景，结合多体系统动力学、滑

5、模控制、模糊数学、’自适应控制，研究了某大口径火炮弹药自动装填控制系统的若、控制系统可靠性等理论干关键问题，包括复杂环境下链式回转弹仓和协调器的高精度位置控制器的设计理论和一设计方法，Ｗ及控制系统的可靠性设计方法，为实际工程问题的解决提供了定的理论和技术支撑，，实验室环境下的最。目前该弹药自动装填系统的试验台架已经装调完成大装填速度为１１发／分钟：。本论文的主要研究内容包括（１）详细介绍了某大口径火炮弹药自动装填系统的基本构成和工作流程，设计并构建了基于ＣＡＮｏｐｅｎ总线的分布式实时控制系统，确定了永磁同步电

6、机伺服系统和液压伺服系统的控制策略，；结合系统集成与联试联调过程中出现的问题总结和阐述了大Ｕ径火炮弹药自动装填控制系统的若干关键问题；通过合理地简化，得到了链式回转逆仓和协调器的动力学方程。口，并在此基础上对其高精度位置控制技术进行）构建了链式回转弹仓的实验平台了深入研究。结合自适应控制理论，给出了链式回转弹仓的自适应滑模控制器的设计方法，采用自适应算法调整切换增益，，削弱了抖振获得了较好的控制效果。设计了链式回转弹仓的模糊滑模控制器，不需要精确知道链式回转弹仓的数学模型，大大减轻了控ａｎｓ－制器设计的难度

7、。引入了Ｔｒｌａｔｉｏｎｗｉｄ也思想，在保证滑模条件的前提下，避免了常规滑模控制中不连续控制项的使用，有效地消除了抖振现象。研究了扰动观测器技术在链式回转弹仓控制系统中的应用，，通过等效扰动的前馈补偿减小了其对控制性能的影响，考虑了非线性摩擦因素的影响，。在链式回转弹仓的自适应鲁棒控制器的设计过程中，获得了较好的控制效果通过自适应补偿技术削弱了其影响。（３）建立了基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件和ＡＭＥＳｉｍ软件的协调器控制系统联合仿真平台。在协调器的高精度位置控制器的设计过程中，采用自适应算法估计系统的未

8、知参数，减小了模型不确定性对控制性能的影响；根据系统状态在线调整切换增益，削弱了抖振。结合模糊万能逼近理论，设计了协调器的模糊滑模控制器，不需要精确知道协调器的数学模型，不仅简化了