【摘要】：在不規(guī)則路面上行駛的坦克將隨地形的起伏而振動。這種振動再加上坦克火炮發(fā)射裝置固有的射擊延遲無疑將導致坦克炮的炮身軸線偏離正確的射擊位置,造成炮彈的發(fā)射方向在高低和水平方向上產(chǎn)生偏差。為了解決這一問題,現(xiàn)代坦克都采用了能夠穩(wěn)定坦克炮的穩(wěn)定裝置,也即炮控系統(tǒng),以實現(xiàn)快速調(diào)炮和精確瞄準。然而,即便如此仍然不能保證坦克彈丸能準確命中目標。因為彈丸從離開火炮到飛抵目標這段時間內(nèi)將受到各種內(nèi)在和外在隨機因素的影響,這些影響將導致坦克火炮的射彈散布,從而影響坦克火炮命中率。鑒于此,本文的研究內(nèi)容分為兩大部分,即坦克火炮控制系統(tǒng)的研究和坦克火炮彈丸的外彈道研究。第一部分,提出了一種基于多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制(MTN Optimal Control)的坦克火炮穩(wěn)定控制系統(tǒng)的設計方法。這一部分包括坦克模型的建立、坦克火炮穩(wěn)定控制系統(tǒng)的設計以及控制器參數(shù)的調(diào)優(yōu)和仿真等內(nèi)容。借助于Adams(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)強大的多體動力學仿真分析能力,我們將建立包含強烈非線性和耦合性的坦克虛擬樣機作為被控對象。MTN優(yōu)化控制系統(tǒng)的設計則在Matlab下完成,并以動態(tài)鏈接庫的方式供Adams調(diào)用。由于多維泰勒網(wǎng)控制器參數(shù)較多,因此本文將使用一種所謂的“單純形法”的參數(shù)優(yōu)化方法來對控制器參數(shù)進行優(yōu)化。最終在Adams下進行仿真分析,仿真結果證明了 MTN優(yōu)化控制有比PID優(yōu)化控制更快的反應速度、更小的穩(wěn)態(tài)誤差;在坦克炮管可控的前提下,MTN優(yōu)化控制下的坦克具有比PID優(yōu)化控制下更高的行進速度。第二部分,首先分別建立旋轉穩(wěn)定彈丸在真空和空氣中飛行的質(zhì)心運動數(shù)學模型并仿真分析二者的差異。然后,在此基礎上建立包含角運動的彈丸剛體六自由度數(shù)學模型,分析彈丸在飛行過程中角運動對質(zhì)心運動的影響。最后,研究旋轉穩(wěn)定彈丸的飛行穩(wěn)定性問題和各種隨機因素對彈丸射彈散布及命中精度的影響。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TJ811

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 朱延飛;王君;;炮口振動對轉管武器射彈散布的影響分析[J];機械管理開發(fā);2015年08期

2 王天雄;薄煜明;趙高鵬;;高速行進坦克身管速度對射擊精度影響[J];火力與指揮控制;2015年01期

3 林屹;嚴洪森;周博;;基于多維泰勒網(wǎng)的非線性時間序列預測方法及其應用[J];控制與決策;2014年05期

4 張維;郝秀平;;基于旋轉穩(wěn)定和尾翼穩(wěn)定的彈丸飛行穩(wěn)定性研究[J];裝備制造技術;2014年01期

5 陳嵐峰;楊靜瑜;崔崧;潘慶超;李柳;;基于MATLAB的最小二乘曲線擬合仿真研究[J];沈陽師范大學學報(自然科學版);2014年01期

6 雷灝;尉廣軍;姚志敏;;國外坦克裝甲車輛主動防護系統(tǒng)發(fā)展綜述[J];飛航導彈;2013年11期

7 周博;嚴洪森;;基于小波和多維泰勒網(wǎng)動力學模型的金融時間序列預測[J];系統(tǒng)工程理論與實踐;2013年10期

8 武新;王曉;苗成;武海玲;李樹濤;楊偉苓;李國飛;呂緋;;國外坦克主動防護技術進展及發(fā)展趨勢[J];兵器材料科學與工程;2013年02期

9 侯健;張方方;;非標準條件下旋轉彈丸剛體外彈道的建模與仿真[J];海軍工程大學學報;2012年05期

10 郝永平;孟慶宇;;基于空氣動力學及運動學的外彈道仿真[J];彈箭與制導學報;2012年06期

相關碩士學位論文 前6條

1 金濤;坦克高速行進間發(fā)射的多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制研究與仿真[D];東南大學;2016年

2 楊春艷;隨機擾動下彈箭飛行穩(wěn)定性研究[D];南京理工大學;2016年

3 張維;基于MATLAB的武器外彈道仿真可視化技術研究[D];中北大學;2014年

4 李蓓蕾;多次自適應最小二乘曲線擬合方法及其應用[D];長江大學;2014年

5 馬利兵;基于MATLAB的外彈道系統(tǒng)仿真[D];中北大學;2006年

6 薛幫猛;旋轉彈丸/導彈馬格努斯效應數(shù)值計算研究[D];西北工業(yè)大學;2005年

本文編號：2744269