【摘要】：隨著現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中偵查技術(shù)和精確打擊技術(shù)的快速發(fā)展,武器系統(tǒng)射前生存能力將面臨越來越大的威脅。對于陸基發(fā)射武器系統(tǒng),在滿足發(fā)射角控制精度要求的前提下,進(jìn)一步縮短發(fā)射起豎準(zhǔn)備時(shí)間,將有效提升武器系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力,對于保存自身力量和快速捕捉戰(zhàn)機(jī)有著極其重要的作用。近年來,控制仿真技術(shù)日趨成熟,通過運(yùn)用仿真技術(shù)手段探索滿足高精度指標(biāo)要求的發(fā)射架快速起豎閉環(huán)控制方式成為可能,研究并建立新的發(fā)射臺起豎閉環(huán)控制方式一方面能改善控制策略的適應(yīng)性,另一方面能降低對液壓閥件性能的要求,得到更理想的控制效果。同時(shí),通過在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)研制流程中加入建模仿真環(huán)節(jié),可以提前確認(rèn)系統(tǒng)的控制策略和控制參數(shù),驗(yàn)證系統(tǒng)控制流程,避免因設(shè)計(jì)缺陷帶來對實(shí)物設(shè)計(jì)的修改和反復(fù)。本論文擬基于某型號導(dǎo)彈通用發(fā)射平臺研制,在給定的機(jī)械和液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下,進(jìn)行傾斜式發(fā)射平臺起豎過程控制研究。首先,結(jié)合傾斜式發(fā)射平臺總體方案建立起豎系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型;其次,在分析現(xiàn)有的根據(jù)位置角度進(jìn)行階梯式的流量開環(huán)控制策略基礎(chǔ)上,進(jìn)行控制過程優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)分段角速度PID閉環(huán)控制策略;然后,以MATLAB/Simulink控制仿真軟件為工具,建立傾斜發(fā)射平臺起豎機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)仿真模型,按照控制策略選取不同的軌跡規(guī)劃方式進(jìn)行起豎過程仿真及仿真結(jié)果分析;最后,結(jié)合實(shí)物試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。本文所得結(jié)論,對導(dǎo)彈起豎過程的控制具有重要的參考價(jià)值,特別是導(dǎo)彈起豎過程控制策略具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,同時(shí),也可推廣應(yīng)用于民用大型液壓起豎設(shè)備設(shè)計(jì)研究。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TJ768
【圖文】：

帶回轉(zhuǎn)裝置的傾斜發(fā)射平臺具有更好的方向適應(yīng)性和更快的反應(yīng)能力。傾斜發(fā)射平臺示意圖如圖1-1 所示。圖 1-1 傾斜發(fā)射平臺示意圖車載式傾斜發(fā)射平臺主要適用于載運(yùn)多種型號、不同質(zhì)量負(fù)載的導(dǎo)彈或火箭彈進(jìn)行公路及越野機(jī)動(dòng)、戰(zhàn)前野外集結(jié)待機(jī)并實(shí)施發(fā)射作戰(zhàn)任務(wù)。用于完成導(dǎo)彈在水平與垂直（傾斜）發(fā)射兩種狀態(tài)之間切換的功能系統(tǒng)稱為起豎系統(tǒng)。合理的設(shè)計(jì)起豎系統(tǒng)，對于減輕發(fā)射車的質(zhì)量、縮短發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間、提高發(fā)射車的可靠性和降低造價(jià)均具有重要意義。由發(fā)射車的起豎臂或發(fā)射筒、車價(jià)和起豎油缸組成的三鉸點(diǎn)式起豎機(jī)構(gòu)，已被廣泛的應(yīng)用于各種類型的導(dǎo)彈發(fā)射車[2]。液壓傳動(dòng)相比機(jī)械傳動(dòng)與電力傳動(dòng)，其具有載荷質(zhì)量大、工作環(huán)境多樣，且受到液壓油液泄漏、粘度和外界干擾等因素的影響，造成系統(tǒng)存在非線性和不確定性，導(dǎo)致傳統(tǒng)的控制方式很難達(dá)到預(yù)想的控制效果[3]。在液壓、控制系統(tǒng)在不作改變的情況下，發(fā)射平臺起豎的控制需要適應(yīng)不同負(fù)載，滿足控制精度、時(shí)間及平穩(wěn)性等要求。因此，發(fā)射平臺起豎的控制設(shè)計(jì)是系統(tǒng)研制的重點(diǎn)內(nèi)容之一，本課題結(jié)合實(shí)際產(chǎn)品研制對傾斜式發(fā)射平臺起豎的控制方法進(jìn)行研究。在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)開發(fā)流程中，一般先做出一個(gè)真實(shí)的控制器硬件，然后編

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文架與地面之間為油缸的硬支撐；以車架為基礎(chǔ)，回轉(zhuǎn)油缸、回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，回轉(zhuǎn)油缸提供轉(zhuǎn)動(dòng)力矩推動(dòng)回轉(zhuǎn)臺繞回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)；礎(chǔ)，起豎油缸、發(fā)射架和回轉(zhuǎn)臺之間以轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，起豎油缸提供發(fā)射架繞起豎耳軸轉(zhuǎn)動(dòng)；彈箱與發(fā)射架之間以固定副連接。際系統(tǒng)中采用回轉(zhuǎn)編碼器測量回轉(zhuǎn)角σ ，回轉(zhuǎn)范圍為( 30 30 ) ， ；采起豎角θ ，起豎范圍為(1.85 67 ) ， 。1 起豎力矩平衡方程圖 2-2 所示起豎機(jī)構(gòu)的尺寸結(jié)構(gòu)示意圖。起豎油缸在油缸上下支點(diǎn)處別與發(fā)射架和回轉(zhuǎn)臺連接；發(fā)射架在起豎耳軸處采用轉(zhuǎn)動(dòng)副與發(fā)射程中，起豎油缸的推力eF 作用于發(fā)射架上的油缸上支點(diǎn)，推動(dòng)發(fā)射轉(zhuǎn)動(dòng)，為導(dǎo)彈提供發(fā)射的俯仰角；起豎油缸繞油缸下支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖 2-3 回轉(zhuǎn)力臂變化圖(1.85 67 ) ， 內(nèi)變化時(shí)，起豎油缸作用力臂el 大小的的力臂el 最小，約為 662mm；然后力臂el 隨起豎角.6 時(shí)，力臂el 達(dá)到最大，約為 1460mm；然后力臂起豎角 θ =67 時(shí)，力臂el 約為 1408mm。導(dǎo)彈負(fù)載重力繞起豎耳軸產(chǎn)生的重力矩gM ，如下2cos( )g g gM = m g l θ + θ起豎機(jī)構(gòu)及負(fù)載重力；重心到起豎耳軸的距離，實(shí)際系統(tǒng)負(fù)載變化，gl 重心偏移角度，重心和耳軸連線與油缸上支點(diǎn)和見，重力矩gM 隨著起豎角θ 在 (1.85 ~ 67 ) 范圍大而增高，由于重心變高，穩(wěn)定性隨之降低，干擾缸與起豎角關(guān)系

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2760368