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

發(fā)布時間：2020-10-22 04:49

　　坦克以其射擊火力強大、越野機動性高和防護力堅固的特點,在很大程度上決定了第二次世界大戰(zhàn)的結(jié)果,當(dāng)今軍事裝備已經(jīng)高度現(xiàn)代化,但坦克仍然是各國作戰(zhàn)武器庫中的重要成員。坦克具有獨特的打擊穩(wěn)定性和強大的通過性,其可靠性與性價比均強于其他作戰(zhàn)武器,因此當(dāng)今各國都十分重視坦克的研究。隨著科技的不斷發(fā)展,坦克火控系統(tǒng)水平不斷提高,越來越多的控制方法應(yīng)用到坦克火炮控制中。坦克機械系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜,同時具有強耦合與非線性的特點。本文設(shè)計了兩種適用于機理未知的非線性系統(tǒng)控制方法,對坦克高速行進間的發(fā)射角進行控制,并且通過仿真對比各自的優(yōu)缺點。本文首先根據(jù)坦克的物理機械構(gòu)造在多體系統(tǒng)仿真軟件Adams中建立坦克虛擬樣機,同時根據(jù)路面不平度理論生成了Adams仿真路面文件。然后使用Adams/Control插件,采用控制系統(tǒng)導(dǎo)入的方法使坦克機械系統(tǒng)模型與控制系統(tǒng)模型相關(guān)聯(lián)。選取經(jīng)典控制方法PID控制作為第一種控制方法。針對所建立的坦克虛擬樣機模型的輸入輸出變量設(shè)計PID控制器,并使用Simulink/RTW工具箱生成控制器模塊的C代碼,然后導(dǎo)入Adams使之與坦克虛擬樣機相關(guān)聯(lián),并在不同坦克行駛速度下進行仿真。采用最新提出的多維泰勒網(wǎng)控制作為第二種控制方法。首先簡單地介紹了多維泰勒網(wǎng)的理論和應(yīng)用；然后介紹了多維泰勒網(wǎng)控制器設(shè)計方法和優(yōu)化過程；最后以PID控制為基礎(chǔ)設(shè)計了坦克行進間高低角和方向角的多維泰勒網(wǎng)控制器,生成相應(yīng)的多維泰勒網(wǎng)控制器代碼,并導(dǎo)入Adams進行仿真。在相同車速和路面等級條件下,分析坦克行進間火炮身管和炮塔振動特性,對比兩種不同控制方法各自控制效果。仿真結(jié)果表明,在同等條件下,對于本文所建立的坦克虛擬樣機行進間高低角和方向角的控制,PID控制比多維泰勒網(wǎng)控制的超調(diào)量大,調(diào)節(jié)時間長,在目標(biāo)角度附近的振動更大,因此多維泰勒網(wǎng)控制器對坦克高速行進間發(fā)射角的控制在動態(tài)性能和抗干擾能力方面都有一定的優(yōu)勢。最后總結(jié)所做工作,同時對后續(xù)工作做進一步展望。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TJ811
【部分圖文】：

身管,炮塔,物理屬性,耳軸

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耳軸,局部坐標(biāo)系,身管,炮塔