自動供輸彈系統(tǒng)是火炮的重要子系統(tǒng)之一,其安全穩(wěn)定的響應(yīng)和與總體性能的匹配將直接關(guān)系到火炮總體能否達到可靠性和可行性要求。自動供輸彈系統(tǒng)作為機、電、液一體化的系統(tǒng),其機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜,工作環(huán)節(jié)多樣,是火炮故障發(fā)生較高的子系統(tǒng)之一。隨著現(xiàn)代武器裝備智能化程度的不斷提高,原始的人工故障判斷已經(jīng)無法滿足實戰(zhàn)需求,自動供輸彈系統(tǒng)的智能化診斷系統(tǒng)研究已迫在眉睫。本文以某科研項目為背景,以大口徑火炮可靠性裝填臺架為主要研究對象,建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng),實現(xiàn)自動供輸彈系統(tǒng)的在線故障診斷。論文的主要研究內(nèi)容包括:(1)深入研究大口徑火炮自動供輸彈系統(tǒng)存在的故障現(xiàn)象,基于現(xiàn)代化戰(zhàn)爭對智能武器裝備的高性能要求,提出故障診斷技術(shù)的基本概念,對大口徑火炮自動裝填系統(tǒng)進行詳細的故障模式統(tǒng)計和影響分析(FMEA),為建立故障診斷專家系統(tǒng)提供理論依據(jù)。(2)結(jié)合火炮自動裝填各分系統(tǒng)的故障特點,將專家診斷技術(shù)引入故障診斷中,詳細介紹了專家系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理,有針對性地建立故障診斷的模型,設(shè)計分系統(tǒng)的故障診斷策略。(3)針對傳統(tǒng)專家系統(tǒng)的不足,提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的專家系統(tǒng)方法,詳細分析了 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的過程,并以分藥故障為例介紹了利用Matlab實現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷的過程。(4)在Labview平臺下開發(fā)出大口徑火炮自動裝填預(yù)測軟件系統(tǒng),介紹了系統(tǒng)的硬件組成結(jié)構(gòu)和軟件實現(xiàn)功能,并通過實驗論證,達到故障診斷和故障預(yù)測的效果,成功將故障診斷技術(shù)從理論論證帶入實際應(yīng)用中。
【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】：E924
【部分圖文】：

輸彈機、輸藥機、機械手、協(xié)調(diào)器等，控制系統(tǒng)包含ＰＬＣ控制器、伺服電機、驅(qū)動器、??傳感器、繼電器等，液壓系統(tǒng)包含液壓油缸、油源電機、換向閥、壓力傳感器、安全閥??等。自動裝填系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成框圖如圖２．１所示。??火炮自動裝填系統(tǒng)??機械系統(tǒng)?控制系統(tǒng)?液壓系統(tǒng)??產(chǎn)模?穿蠢彈?司電?Ｓ?電?ａ?Ｈ??裔塊甲?機藥益?ｇ?搵?機器繼?機鑾液?換力安??露藥彈?輸調(diào)爲?恝靂?動傳器?動貴缸?閥感閥??５?倉倉藥器擎器機器感?器機?器??甘機寧?器??圖２．２火炮自動裝填系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖??機械系統(tǒng)主要完成彈丸和模塊藥的輸送任務(wù)，彈、藥倉根據(jù)計算機指令選擇相應(yīng)的??彈丸種類和模塊藥數(shù)量，彈交接機械手將彈丸從回轉(zhuǎn)彈倉中取出送到輸彈機上，在協(xié)調(diào)??油缸將彈丸和模塊藥協(xié)調(diào)至輸彈線后由輸彈機、輸藥機完成彈丸和模塊藥輸送入膛的動??作；控制系統(tǒng)負責給執(zhí)行器件發(fā)送控制信號和相關(guān)到位信號以及采集運行的參數(shù)，保證??裝填系統(tǒng)時序動作的可靠進行；液壓系統(tǒng)為輸彈機、協(xié)調(diào)器和身管高低油缸提供動力源，??７??

碩士學(xué)位論文??通過對可靠性實驗和部隊訓(xùn)練中火炮故障的調(diào)研分析，得出自動裝填系統(tǒng)的故障率??與時間的關(guān)系是“盆浴曲線”，如圖２．２［３火??Ｉ?Ｉ??“初始故障期丨?偶然故障期?丨耗損故障期??？??？??蠢＾?＾???＇?１?？??火炮裝填次數(shù)??圖２．２火炮自動裝填系統(tǒng)故障盆浴曲線圖??如圖２．２所示，火炮自動裝填系統(tǒng)故障可分為三個階段：初始故障期、偶然故障期??和耗損故障期。??初始故障期也稱為磨合期，其主要故障是由于設(shè)計、制造和安裝過程中的不合理操??作導(dǎo)致的，此時設(shè)備還沒有進行可靠性實驗和演示練習(xí)，各零部件之間還未有效磨合，??當系統(tǒng)動作時容易出現(xiàn)連接件磨損、松動等現(xiàn)象［３６］。這時火炮裝填系統(tǒng)的故障率較高，??且以各類小故障為主，如抱藥爪連接螺釘松動導(dǎo)致模塊藥掉落、擋藥板開口銷失效導(dǎo)致??推藥中斷等故障，通過及時的檢修即可發(fā)現(xiàn)并解決故障，設(shè)備故障率也會隨著磨合時間??的增加迅速降低［３７］。??度過短暫的磨合期后裝填系統(tǒng)會進入一個較長的偶然故障期。經(jīng)過前期的磨合與檢??修，火炮的基礎(chǔ)故障已經(jīng)基本排除，系統(tǒng)故障率較低，設(shè)備狀態(tài)趨于穩(wěn)定，此時故障多??由偶然因素或人為因素造成［３８］。??隨著設(shè)備零部件的不斷磨損

故障原因分析、故障影響分析、故障檢測方法和補償措施分析等步驟，通過對自動裝填??系統(tǒng)的故障模式和影響分析能夠識別出常見的故障模式、查找出故障原因和故障影響、??提出一定的維修措施［４４］。ＦＭＥＡ具體步驟如圖２．３所示。??任務(wù)分析——？？繪制系統(tǒng)框圖——？故障模式分析——？故障原因分析???Ｉ?????????故障影響分析——？故障檢測方法——？故障補償措施——？輸出分析結(jié)果??圖２．３?ＦＭＥＡ步驟框圖??（１）
【參考文獻】

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本文編號：2869736