倾斜式发射平台起竖控制研究

发布时间：2020-07-18 03:51

【摘要】：随着现代化战争中侦查技术和精确打击技术的快速发展,武器系统射前生存能力将面临越来越大的威胁。对于陆基发射武器系统,在满足发射角控制精度要求的前提下,进一步缩短发射起竖准备时间,将有效提升武器系统的快速反应能力,对于保存自身力量和快速捕捉战机有着极其重要的作用。近年来,控制仿真技术日趋成熟,通过运用仿真技术手段探索满足高精度指标要求的发射架快速起竖闭环控制方式成为可能,研究并建立新的发射台起竖闭环控制方式一方面能改善控制策略的适应性,另一方面能降低对液压阀件性能的要求,得到更理想的控制效果。同时,通过在传统控制系统研制流程中加入建模仿真环节,可以提前确认系统的控制策略和控制参数,验证系统控制流程,避免因设计缺陷带来对实物设计的修改和反复。本论文拟基于某型号导弹通用发射平台研制,在给定的机械和液压系统结构下,进行倾斜式发射平台起竖过程控制研究。首先,结合倾斜式发射平台总体方案建立起竖系统数学模型;其次,在分析现有的根据位置角度进行阶梯式的流量开环控制策略基础上,进行控制过程优化设计,实现分段角速度PID闭环控制策略;然后,以MATLAB/Simulink控制仿真软件为工具,建立倾斜发射平台起竖机械系统、液压系统和控制系统仿真模型,按照控制策略选取不同的轨迹规划方式进行起竖过程仿真及仿真结果分析;最后,结合实物试验进行验证。本文所得结论,对导弹起竖过程的控制具有重要的参考价值,特别是导弹起竖过程控制策略具有实际应用价值,同时,也可推广应用于民用大型液压起竖设备设计研究。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ768
【图文】：

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带回转装置的倾斜发射平台具有更好的方向适应性和更快的反应能力。倾斜发射平台示意图如图1-1 所示。图 1-1 倾斜发射平台示意图车载式倾斜发射平台主要适用于载运多种型号、不同质量负载的导弹或火箭弹进行公路及越野机动、战前野外集结待机并实施发射作战任务。用于完成导弹在水平与垂直（倾斜）发射两种状态之间切换的功能系统称为起竖系统。合理的设计起竖系统，对于减轻发射车的质量、缩短发射准备时间、提高发射车的可靠性和降低造价均具有重要意义。由发射车的起竖臂或发射筒、车价和起竖油缸组成的三铰点式起竖机构，已被广泛的应用于各种类型的导弹发射车[2]。液压传动相比机械传动与电力传动，其具有载荷质量大、工作环境多样，且受到液压油液泄漏、粘度和外界干扰等因素的影响，造成系统存在非线性和不确定性，导致传统的控制方式很难达到预想的控制效果[3]。在液压、控制系统在不作改变的情况下，发射平台起竖的控制需要适应不同负载，满足控制精度、时间及平稳性等要求。因此，发射平台起竖的控制设计是系统研制的重点内容之一，本课题结合实际产品研制对倾斜式发射平台起竖的控制方法进行研究。在传统的控制系统开发流程中，一般先做出一个真实的控制器硬件，然后编

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哈尔滨工业大学工程硕士学位论文架与地面之间为油缸的硬支撑；以车架为基础，回转油缸、回转台转动副连接，回转油缸提供转动力矩推动回转台绕回转中心转动；础，起竖油缸、发射架和回转台之间以转动副连接，起竖油缸提供发射架绕起竖耳轴转动；弹箱与发射架之间以固定副连接。际系统中采用回转编码器测量回转角σ ，回转范围为( 30 30 ) ，；采起竖角θ ，起竖范围为(1.85 67 ) ，。1 起竖力矩平衡方程图 2-2 所示起竖机构的尺寸结构示意图。起竖油缸在油缸上下支点处别与发射架和回转台连接；发射架在起竖耳轴处采用转动副与发射程中，起竖油缸的推力eF 作用于发射架上的油缸上支点，推动发射转动，为导弹提供发射的俯仰角；起竖油缸绕油缸下支点转动。

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图 2-3 回转力臂变化图(1.85 67 ) ，内变化时，起竖油缸作用力臂el 大小的的力臂el 最小，约为 662mm；然后力臂el 随起竖角.6 时，力臂el 达到最大，约为 1460mm；然后力臂起竖角 θ =67 时，力臂el 约为 1408mm。导弹负载重力绕起竖耳轴产生的重力矩gM ，如下2cos( )g g gM = m g l θ + θ起竖机构及负载重力；重心到起竖耳轴的距离，实际系统负载变化，gl 重心偏移角度，重心和耳轴连线与油缸上支点和见，重力矩gM 随着起竖角θ 在 (1.85 ~ 67 ) 范围大而增高，由于重心变高，稳定性随之降低，干扰缸与起竖角关系

【参考文献】