通用機(jī)槍是目前各國陸軍裝備的主要班組支援武器。通用機(jī)槍的班組攜行輕量化與陸用、車載多用途化是目前主要的發(fā)展趨勢。通用機(jī)槍的輕量化會造成其發(fā)射時結(jié)構(gòu)振動加劇問題。通用機(jī)槍的車載化也面臨著調(diào)槍與穩(wěn)定射角的技術(shù)問題。對通用機(jī)槍陸用發(fā)射響應(yīng)特性分析及車載控制方案研究貼合軍事需求,具有較大的價值和重要的意義。提出了一套采用單臺高速攝影測量槍口三維振動參數(shù)的方法,測量得到通用機(jī)槍沙袋、土壤兩種地面條件下槍口振動響應(yīng)。重點(diǎn)分析了兩種地面條件下槍口高低方向和水平方向的槍口振動位移,分析了造成試驗所得現(xiàn)象的可能原因。根據(jù)彈著點(diǎn)位置計算了通用機(jī)槍的射彈散布。分析土壤地面條件下彈丸出槍口瞬間槍口的振動位移與彈丸落點(diǎn)的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)大部分彈丸在高低、水平方向上落點(diǎn)的位置與槍口在高低、水平方向上的振動位移基本成正相關(guān)。建立通用機(jī)槍發(fā)射系統(tǒng)的剛?cè)狁詈夏Ｐ?綜合考慮地面條件及槍手作用對通用機(jī)槍發(fā)射響應(yīng)特性的影響。改變仿真參數(shù),模擬了通用機(jī)槍發(fā)射系統(tǒng)在沙袋地面條件和土壤地面條件下的發(fā)射振動響應(yīng)情況。分析了兩種地面條件下槍口在高低方向和水平方向的振動位移-時間曲線,并將仿真結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行對比,兩者一致性較好。結(jié)合外彈道模型對彈著點(diǎn)位置進(jìn)行預(yù)測,仿真所得射彈散布與試驗所得射彈散布基本一致。根據(jù)實(shí)際有控槍架所會面臨的作戰(zhàn)情形,給出了車載通用機(jī)槍有控槍架的設(shè)計指標(biāo)要求。提出了一種載用有控槍架總體方案,完成了該有控槍架的方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計。對結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行力學(xué)分析,并進(jìn)行了伺服電機(jī)及減速器的選型。進(jìn)行有控槍架位置伺服控制研究,建立了永磁同步電機(jī)、驅(qū)動器等相關(guān)環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)之上利用全閉環(huán)PID控制算法對有控槍架進(jìn)行位置伺服控制。利用Matlab/Simulink與Adams建立有控槍架位置伺服控制的機(jī)械與控制聯(lián)合仿真模型。仿真結(jié)果表明,有控槍架伺服系統(tǒng)能迅速準(zhǔn)確地對通用機(jī)槍射角進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)通用機(jī)槍進(jìn)行車載時,在仿真中引入路面干擾進(jìn)行穩(wěn)槍控制,仿真表明,有控槍架伺服控制系統(tǒng)能較好地穩(wěn)定通用機(jī)槍射角,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)控射擊。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TJ201
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 論文研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.2.1 身管武器發(fā)射響應(yīng)特性的建模與仿真研究
        1.2.2 通用機(jī)槍連發(fā)射擊響應(yīng)特性試驗研究
        1.2.3 車載槍架及發(fā)射控制研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
2 通用機(jī)槍槍口振動與射彈散布測試
    2.1 引言
    2.2 通用機(jī)槍槍口振動與射彈散布測試方案
        2.2.1 試驗對象與目的
        2.2.2 試驗設(shè)備與方法
    2.3 沙袋地面條件射擊試驗
        2.3.1 試驗現(xiàn)場情況
        2.3.2 高速攝影拍攝參數(shù)調(diào)節(jié)
        2.3.3 試驗結(jié)果處理分析
    2.4 土壤地面條件射擊試驗
        2.4.1 試驗現(xiàn)場情況
        2.4.2 高速攝影拍攝參數(shù)調(diào)節(jié)
        2.4.3 試驗結(jié)果處理分析
    2.5 本章小結(jié)
3 通用機(jī)槍連發(fā)射擊剛?cè)狁詈隙囿w動力學(xué)建模與仿真研究
    3.1 引言
    3.2 通用機(jī)槍連發(fā)射擊多剛體動力學(xué)模型
        3.2.1 通用機(jī)槍連發(fā)射擊動作流程分析
        3.2.2 槍膛合力及導(dǎo)氣室壓力計算
        3.2.3 通用機(jī)槍支撐系統(tǒng)力學(xué)模型
        3.2.4 多剛體動力學(xué)Adams模型
    3.3 部件有限元模型及通用機(jī)槍連發(fā)射擊剛?cè)狁詈夏Ｐ?br>        3.3.1 典型回轉(zhuǎn)式閉鎖機(jī)構(gòu)有限元建模及動強(qiáng)度分析
        3.3.2 槍管與槍架部件的模態(tài)分析
        3.3.3 剛?cè)狁詈隙囿w動力學(xué)虛擬樣機(jī)技術(shù)理論基礎(chǔ)
        3.3.4 通用機(jī)槍連發(fā)射擊剛?cè)狁詈隙囿w動力學(xué)模型
    3.4 通用機(jī)槍連發(fā)射擊動態(tài)響應(yīng)特性仿真結(jié)果與試驗結(jié)果對比
        3.4.1 沙袋地面條件模型驗證
        3.4.2 土壤地面條件模型驗證
    3.5 基于通用機(jī)槍連發(fā)射擊剛?cè)狁詈隙囿w動力學(xué)模型的射彈散布計算
        3.5.1 武器系統(tǒng)外彈道計算模型
        3.5.2 彈丸落點(diǎn)及射彈散布計算
    3.6 參數(shù)對通用機(jī)槍連發(fā)射擊響應(yīng)特性的影響
        3.6.1 導(dǎo)氣室位置對通用機(jī)槍連發(fā)射擊響應(yīng)特性的影響
        3.6.2 機(jī)框后座到位作用點(diǎn)對通用機(jī)槍連發(fā)射擊響應(yīng)特性的影響
        3.6.3 槍管壁厚對通用機(jī)槍連發(fā)響應(yīng)特性的影響
    3.7 本章小結(jié)
4 有控槍架方案研究
    4.1 引言
    4.2 有控槍架總體設(shè)計思想
        4.2.1 有控槍架指標(biāo)給定
        4.2.2 有控槍架功能劃分
    4.3 有控槍架方案設(shè)計
        4.3.1 武器子系統(tǒng)電擊發(fā)方案設(shè)計
        4.3.2 控槍子系統(tǒng)方案設(shè)計
        4.3.3 有控槍架受力分析
        4.3.4 電機(jī)選型
    4.4 本章小結(jié)
5 有控槍架位置控制建模與仿真分析
    5.1 引言
    5.2 永磁同步電動機(jī)數(shù)學(xué)模型
        5.2.1 永磁同步電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型
        5.2.2 Clark變換矩陣
        5.2.3 Park變換矩陣
        5.2.4 永磁同步電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型
    5.3 驅(qū)動器模型
        5.3.1 電流環(huán)參數(shù)設(shè)計
        5.3.2 速度環(huán)參數(shù)設(shè)計
    5.4 位置伺服系統(tǒng)的建立
    5.5 有控槍架機(jī)械與控制聯(lián)合仿真分析
    5.6 本章小結(jié)
6 工作總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊紅軍;李剛炎;;車載平臺的調(diào)平方法與控制技術(shù)研究[J];機(jī)械設(shè)計與制造;2008年12期

2 李強(qiáng);薄玉成;王惠源;張鵬軍;;轉(zhuǎn)管機(jī)槍膛口振動位移的測試[J];測試技術(shù)學(xué)報;2005年04期

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本文編號：2867524