某弹药协调器故障因素的参数辨识
发布时间：2020-10-09 01:37
某火炮自动供输弹系统存在时常发生故障的问题,且故障的检测和排查困难。为了对系统进行深入的故障因素和故障模式分析,需要对其进行精确的动力学建模。本文以自动供输弹系统的子系统弹药协调器为例,针对弹药协调器的数学模型和虚拟样机模型的特点,分别采用基于差分进化的方法和基于主成分分析(PCA)和支持向量回归(SVR)的方法进行了故障因素的参数辨识。本文对弹药协调器进行了动力学分析,根据动力学方程和控制系统原理,建立其数学模型后,使用Simulink求解。为了进一步的对弹药协调器进行仿真,使用RecurDyn建立弹药协调器虚拟样机模型并与Simulink建立的控制模型和小平衡机模型联合仿真。根据模型仿真结果和弹药协调器使用过程中常见故障确定故障因素为:蓄能器初压、测速电机灵敏度和气体多变指数。针对数学模型运行时间快的特点,采用基于差分进化和时间序列相似度的方法对其进行了故障因素的参数辨识。在使用标准差分进化的参数辨识过程中,存在容易陷入局部最优解和过早停止迭代等问题。针对这些问题,对差分进化算法进行改进:1.采用拉丁超立方采样方法替代随机初始化策略。2.变异因子采用自适应递减策略。3.交叉概率采用线性递减策略。改进后的差分进化对仿真数据的辨识误差平均为0.2%,1.4%和4%。虚拟样机模型能够更精确的对弹药协调器进行建模和仿真,但是一次运行时间长,本文基于PCA和SVR对其进行了故障因素的参数辨识。使用PCA对样本数据进行降维以降低算法复杂度和避免引入噪声;使用决定系数作为辨识结果的评价指标;使用网格搜索对SVR的超参数进行调优。基于PCA和SVR的辨识误差范围为±0.09,±0.03和±0.15。本文最后以台架实验的方式验证了两种参数辨识方法在弹药协调器故障因素的参数辨识中的可行性与有效性。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：E924
【部分图文】：
弹药协调器用于接收自动弹仓内被推弹器推送出的弹丸，再将该弹丸传送到输弹线逡逑上，由输弹机输弹入膛后返回原位［１］。协调器由支臂、托弹盘、耳轴、减速箱、驱动电逡逑机、摆弹油缸、小平衡机、测速电机等组成，如图２．１所示。逡逑测速电机＾邋接，机逦ｕ芦择v幔五义辖佣徨澹叔义希义贤迹玻毙髌鹘峁雇煎义霞跛傧淠诘奈下钟攵峁塘缁郊冻萋执臀下治细舜怪П廴贫义现嶙Ｐ∑胶饣隙丝扇浦П圩露丝扇苹茏糜谄胶庵П壑亓亍Ｍ械义献爸迷谧疤罟讨屑谐值瑁谥П鄞陆枰贫绞涞稀ｅ义闲髌髟谝淮涡鞴讨械耐暾魇牵菏紫韧ü缁诳刂葡低车目刂葡虑义系髌髦П廴贫嶙揭欢ǖ慕嵌群笥牖鹋谏浣嵌云耄瞬匠莆鞴獭Ｈ缓箦义希峰义
本文编号：2833043
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：E924
【部分图文】：
弹药协调器用于接收自动弹仓内被推弹器推送出的弹丸，再将该弹丸传送到输弹线逡逑上，由输弹机输弹入膛后返回原位［１］。协调器由支臂、托弹盘、耳轴、减速箱、驱动电逡逑机、摆弹油缸、小平衡机、测速电机等组成，如图２．１所示。逡逑测速电机＾邋接，机逦ｕ芦择v幔五义辖佣徨澹叔义希义贤迹玻毙髌鹘峁雇煎义霞跛傧淠诘奈下钟攵峁塘缁郊冻萋执臀下治细舜怪П廴贫义现嶙Ｐ∑胶饣隙丝扇浦П圩露丝扇苹茏糜谄胶庵П壑亓亍Ｍ械义献爸迷谧疤罟讨屑谐值瑁谥П鄞陆枰贫绞涞稀ｅ义闲髌髟谝淮涡鞴讨械耐暾魇牵菏紫韧ü缁诳刂葡低车目刂葡虑义系髌髦П廴贫嶙揭欢ǖ慕嵌群笥牖鹋谏浣嵌云耄瞬匠莆鞴獭Ｈ缓箦义希峰义
本文编号：2833043
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