【摘要】：彈藥自動(dòng)裝填系統(tǒng)是火炮武器系統(tǒng)的核心部分,協(xié)調(diào)輸彈器作為自動(dòng)裝填系統(tǒng)的重要組成部分,其性能直接影響到彈藥自動(dòng)裝填系統(tǒng)的性能。本文以某新型兩自由度協(xié)調(diào)輸彈器為研究對(duì)象,結(jié)合多體動(dòng)力學(xué)、PID控制、優(yōu)化設(shè)計(jì)、區(qū)間不確定性優(yōu)化、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等理論對(duì)其進(jìn)行研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)為對(duì)協(xié)調(diào)輸彈器進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,基于HyperWorks和ADAMS建立了協(xié)調(diào)過(guò)程的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型,在Simulink中搭建了 PID控制框圖,實(shí)現(xiàn)了協(xié)調(diào)過(guò)程的聯(lián)合仿真,并分析了協(xié)調(diào)臂的應(yīng)力響應(yīng)。建立了輸彈過(guò)程的動(dòng)力學(xué)模型,分析得到底座的極限工況。(2)為對(duì)底座進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論和拓?fù)鋬?yōu)化理論,利用OptiStruct軟件對(duì)底座進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化和尺寸優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了底座結(jié)構(gòu)輕量化。(3)為建立協(xié)調(diào)過(guò)程中變量和響應(yīng)間關(guān)系,分析了協(xié)調(diào)過(guò)程中影響協(xié)調(diào)臂應(yīng)力響應(yīng)的不確定性參數(shù),利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),分別建立了參數(shù)不確定性協(xié)調(diào)過(guò)程動(dòng)力學(xué)的代理模型,并比較了三種代理模型的預(yù)測(cè)精度,最終選擇RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立代理模型。(4)為對(duì)協(xié)調(diào)臂在參數(shù)不確定影響下進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,利用區(qū)間數(shù)序關(guān)系將協(xié)調(diào)臂的不確定性優(yōu)化轉(zhuǎn)化為確定性優(yōu)化,在代理模型的基礎(chǔ)上,利用智能優(yōu)化算法,求解協(xié)調(diào)臂的區(qū)間不確定性優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,驗(yàn)證了優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的合理性,實(shí)現(xiàn)了輕量化。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TJ303.3
【圖文】：

邐碩士學(xué)位論文逡逑量小，并且可以逼近原有模型，顯著提高了計(jì)算效率，如圖１．１所示。逡逑在工程實(shí)際中，對(duì)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題，約束和目標(biāo)一般很難以用顯式表達(dá)，屬于黑盒逡逑子問(wèn)題，一般都是通過(guò)求解有限元模型或者多體動(dòng)力學(xué)獲得，優(yōu)化效率非常低。通過(guò)代逡逑理模型，可以用顯式函數(shù)表述出變量和優(yōu)化目標(biāo)及約束之間的未知黑盒子關(guān)系，提高優(yōu)逡逑化效率［２７］。逡逑／邋／逡逑７黑盒子逡逑——邐逡逑設(shè)計(jì)變量＜邐３優(yōu)化目標(biāo)和約束逡逑邐１、、、＇邐Ｚ＇ｚ邐逡逑、、＼邋邐１邋，，逡逑＇、代理模型Ｚ逡逑邐■■真實(shí)關(guān)系邐邐？近似關(guān)系逡逑圖１．１代理模型基本構(gòu)架逡逑２0世紀(jì)５０年代，Ｂｏｘ和Ｗｉｌｓ0ｎ［２８］首次提出代理模型技術(shù)，在很多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，逡逑是解決復(fù)雜工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的有效途徑，如圖１．２所示，主要領(lǐng)域有全局優(yōu)化多目標(biāo)逡逑優(yōu)化［３Ｑ］、多學(xué)科優(yōu)化［３１］、不確定設(shè)計(jì)［３２］等。代理模型的基本思想是：設(shè)計(jì)空間中有一逡逑部分己知的樣本點(diǎn)

對(duì)于扭轉(zhuǎn)電機(jī)而言，采取五級(jí)齒輪傳動(dòng)，總傳動(dòng)比為：“＝２９２．６０８：１。逡逑對(duì)液壓平衡裝置的平衡力矩進(jìn)行建模，過(guò)程如下：逡逑圖２．２給出了液壓平衡裝置的工作原理。液壓平衡系統(tǒng)由一個(gè)平衡油缸和一個(gè)蓄能逡逑器構(gòu)成。為了避免空氣存在的不利影響，平衡油缸由全部充滿油液的三個(gè)油缸組成：內(nèi)逡逑缸、中缸和外缸。外缸和內(nèi)缸通過(guò)管路相通接，蓄能器則和外缸相通接。系統(tǒng)工作時(shí)，逡逑內(nèi)缸和外缸是靜止不動(dòng)的，僅中缸發(fā)生上下移動(dòng)。由于蓄能器中氣壓的存在，使得該系逡逑統(tǒng)可以平衡掉一部分協(xié)調(diào)過(guò)程的重力矩。逡逑，一，中缸逡逑一廣－－一外缸逡逑一ｆ邋ｒ邋１邋１，內(nèi)缸逡逑￣邋－邋—邐逡逑蓄能器邋ＮＸＱ－Ｌ２．５逡逑圖２．２平衡裝置原理圖逡逑當(dāng)中缸上移時(shí)，蓄能器中的液體會(huì)進(jìn)入外缸，而由中缸排出的液體通過(guò)管路先進(jìn)入逡逑內(nèi)缸

大大提高計(jì)算效率，因此本文對(duì)協(xié)調(diào)臂實(shí)體部分采用六面體網(wǎng)格進(jìn)行劃分。逡逑由于協(xié)調(diào)臂的實(shí)體部分結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不能直接進(jìn)行六面體網(wǎng)格劃分，因此需要將逡逑協(xié)調(diào)臂切為多個(gè)形狀規(guī)則，并且有規(guī)則公共面的實(shí)體。以左臂的實(shí)體切分為例，如圖２．４逡逑所示。逡逑圖２．４左臂實(shí)體切分示意圖逡逑圖２．４中黃色部分為切割實(shí)體所生成的公共面，公共面將實(shí)體分為很多規(guī)則的形狀。逡逑在這些小實(shí)體上先劃分２Ｄ平面網(wǎng)格并檢查單元質(zhì)量，保證２Ｄ單元的質(zhì)量；然后通過(guò)逡逑２Ｄ網(wǎng)格再拉伸，生成實(shí)體單元。實(shí)體單元和殼單元連接的地方應(yīng)該保證其共節(jié)點(diǎn)。最逡逑后，劃分完網(wǎng)格后需要檢查網(wǎng)格的連續(xù)性，通過(guò)ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ功能檢查網(wǎng)格之間是否存在逡逑縫隙，如果存在，則需要縫合。最后得到協(xié)調(diào)臂的有限元網(wǎng)格模型，如圖２．５所示。其逡逑中綠色部分為實(shí)體單元，紫色部分為殼單元。其中左臂實(shí)體單元有３６８７５個(gè)，殼單元有逡逑１３０９２個(gè)；右臂實(shí)體單元有１１２８８?jìng)�(gè)，殼單元有１８６３３個(gè)。逡逑１３逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2781841