發(fā)布時(shí)間：2020-04-25 08:54

【摘要】：自行火炮等武器裝備的動(dòng)態(tài)性能是靶場(chǎng)鑒定、定型實(shí)驗(yàn)評(píng)定系統(tǒng)中的重要戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)指標(biāo)之一。因此,在武器的研發(fā)、生產(chǎn)和試驗(yàn)過程中,其動(dòng)態(tài)穩(wěn)定精度是必不可少的測(cè)試環(huán)節(jié)�；贑CD和雙靶面的火炮動(dòng)態(tài)穩(wěn)定精度測(cè)試方法,可以有效的消除模擬試驗(yàn)中炮管的平移量而只保留旋轉(zhuǎn)量,提高了火炮的測(cè)試范圍及精度。本文以雙靶面伺服跟蹤系統(tǒng)為背景,采用交流伺服控制技術(shù),針對(duì)非線性摩擦等內(nèi)外擾動(dòng)可能引起的負(fù)載時(shí)變問題,重點(diǎn)研究了自抗擾控制(ADRC)方法,實(shí)現(xiàn)了靶面的快速高精度的跟蹤控制。首先,依據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求,進(jìn)行了系統(tǒng)關(guān)鍵器件的選型,搭建了伺服系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái),并建立了滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模型及伺服系統(tǒng)整體的動(dòng)力學(xué)模型,為后文的算法仿真調(diào)試奠定了基礎(chǔ)。其次,完成了控制系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計(jì)。硬件部分設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的電路原理圖及PCB,包括DSP28335最小系統(tǒng)、DA輸出模塊、CAN總線模塊、位置信號(hào)采集模塊等。軟件設(shè)計(jì)包括控制器編程及上位機(jī)編程兩部分:以CCS6.1為開發(fā)環(huán)境,編寫了控制器的主程序、CAN中斷服務(wù)子程序和定時(shí)中斷服務(wù)子程序;以VS2015為開發(fā)環(huán)境,利用C#語言編寫了上位機(jī)監(jiān)控界面,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)可視化控制。再次,在分析了傳統(tǒng)PID控制缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,分析了自抗擾控制算法克服PID缺點(diǎn)的具體方法,并設(shè)計(jì)了自抗擾控制器。之后,針對(duì)自抗擾控制器的非線性因素過多、參數(shù)整定復(fù)雜等問題,論文又研究了線性自抗擾控制器及其穩(wěn)定性,并在MATLAB上進(jìn)行了線性自抗擾控制器的設(shè)計(jì)和仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,相對(duì)于PID,線性自抗擾控制器有著更好的動(dòng)態(tài)特性和控制效果。最后,為了檢驗(yàn)自抗擾控制器在雙靶面伺服跟蹤系統(tǒng)上的實(shí)際效果,在實(shí)物平臺(tái)進(jìn)行了三個(gè)自由度上的驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,自抗擾控制器能夠滿足系統(tǒng)的性能指標(biāo),實(shí)現(xiàn)靶面的快速、高精度跟蹤控制。
【圖文】：

第 1 章 緒論背景及意義紀(jì)以來，隨著現(xiàn)代軍事科技的不斷發(fā)展，“狂轟濫炸”的時(shí)代早已宣擊”已成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的代名詞。因此，火炮等武器裝備的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定驗(yàn)評(píng)定的重要指標(biāo)之一[1]。為了提高武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能，對(duì)武器裝與評(píng)定，研制滿足現(xiàn)代測(cè)試需求的動(dòng)態(tài)跟蹤精度測(cè)量系統(tǒng)是十分必常采用多自由度的運(yùn)動(dòng)模擬器來模擬火炮在不同環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)動(dòng)模擬平臺(tái)不僅包含沿方位向、俯仰向和橫滾向的旋轉(zhuǎn)量，同時(shí)也的平移量。然而動(dòng)態(tài)穩(wěn)定精度只關(guān)心火炮角度的變化量而不包括平]中提出了一種基于雙靶面的伺服跟蹤測(cè)試系統(tǒng)，炮管的激光器在前光斑，獲得兩個(gè)光斑的坐標(biāo)后進(jìn)行相減即可消除平移量，從而得到度。其測(cè)試系統(tǒng)的原理圖如下所示：

圖 1.2 炮管偏轉(zhuǎn)角度幾何關(guān)系的數(shù)學(xué)模型可由下式得到：( )2 21 11= arctanh d ddα+ ( )2 22 12= arctanh d ddα+ ′ 炮口激光器所在的初始位置，α 為火炮垂直方向上的夾時(shí)刻所在的位置，α′為該時(shí)刻火炮垂直方向上的夾角；，1h 為前靶面到地面的垂直距離，2h 為前后靶面基準(zhǔn)線可得出 O 與 O' 之間角度在垂直方向上的實(shí)際偏轉(zhuǎn)量 Δα Δα =α ′ α求出水平方向的偏轉(zhuǎn)量和穩(wěn)定誤差。經(jīng)過上述工作，即角度偏轉(zhuǎn)量，，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)計(jì)算出炮體的穩(wěn)定精度均方差和
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TJ06;TP273

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本文編號(hào)：2640047