舰载火炮射击模拟装置高速高精度控制研究

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1、分类号学号M201271469学校代码10487密级硕士学位论文舰载火炮射击模拟装置高速高精度控制研究学位申请人：周开学科专业：轮机工程指导教师：李维嘉教授答辩日期：2015年5月22日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringResearchontheHighAccuracyControlfortheShipboardArtilleryShootingSimulationDeviceCandida

2、te:ZhouKaiMajor:MarineEngineeringSupervisor:Prof.LiWeijiaHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文

3、作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要电液伺服控制系统有着响应速度快、控制精度高及输出功率大等优点

4、，因而被广泛应用于航空、船舶、火炮等各个领域。重达600KN的舰载火炮连续射击模拟装置，是一个由电液伺服系统驱动控制的大负载运动系统。本文针对其高速、大惯性、高精度的控制要求展开研究工作。根据舰载火炮射击模拟装置的性能指标要求，完成了液压伺服系统核心元件的选型设计及校核、控制系统的设计及搭建；并详细分析了大惯性液压伺服系统的结构特点和技术参数，针对实际大惯性液压伺服系统，依据液压控制系统原理，建立了非对称阀控制非对称性缸数学模型、阀芯动态数学模型等，从而得到其液压系统简化后的开环传递函数；基于大惯性液压伺服系统的数学模型，提出了基于速

5、度及加速度前馈的分区变参数PID控制方法，并完成了控制器的设计，最后采用AMESim及Matlab/Simulink搭建联合仿真模型进行仿真分析；然后以界面友好、用户体验好、易操作性强、安全性高及可靠性好为设计宗旨，为用户提供了一款操作性强、安全可靠、界面友好的射击模拟软件；最终借鉴仿真分析得到的结论，针对大惯性液压伺服系统，采用基于bang-bang控制及积分分离控制的分区变参数PID控制算法，通过反复的调试试验，结果表明该控制方法对于本文研究的高速大惯性伺服系统的位置控制能够获得较好的控制效果。关键词：液压伺服系统大惯性负载比例阀

6、分区变参数控制联合仿真I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTElectro-hydraulicservocontrolsystemisequippedwithfastresponse,highcontrolprecision,andlargeoutputpower,etc.Therefore,theresearchaboutthehydraulicservosystemwithlargeinertialoadwhichis600KNiscarriedouttoarchievethehighperformancecontrolfor

7、thedevice.Basedontheshipboardartilleryshootingsimulationdevice,thehydraulicservosystemwithlargeinertiaandhighspeedistakenastheresearchobject.Accordingtotheperformanceindexesoftheshipboardartilleryshootingsimulationdevice,thetypeselectionanddesignforthecoreelementanddesi

8、gnandcheckingforthecontrolsystem,areaccomplishedforthehydraulicservosystem.Andthehydraulicservosystemwithlarge