火箭炮方向机电液伺服系统的模糊PID控制研究
发布时间：2021-10-27 02:18
火箭炮是一种火力强大、打击精确、机动灵活的多发联装陆军主战兵器。火箭炮随动机构包括方向机和高低机两部分,高低机主要是调整纵向管的摆动,方向机是横向管的摆动,方向机是由液压系统控制并具有转向功能的重要零件之一。但是由于实验室方向机液压系统在初始的的设计中会存在一些不足,使得系统的稳态误差较为明显。要使火箭炮能够达到打击精确,灵活机动的目的,方向机液压系统校正显得非常重要。校正方式中常规PID控制只是根据某一整定规则来确定的,对复杂多变的控制系统,常规PID控制不能达到预期的控制效果。模糊控制具有适应性强,精确度高的特点,如果与常规PID控制方便、使用灵活的优点结合起来,将会达到很好的控制效果。本文首先分析了控制技术在液压控制方面的应用。从实验室火箭炮方向机的设计原理出发,对火箭炮方向机进行了运动学分析和动力学分析。根据负载匹配原则,得到最佳匹配结果,对系统的关键零部件进行了选择,对总体方案进行初步的拟定。其次,建立液压系统中阀控缸的数学模型,对阀控缸模型的负载流量方程、流量连续方程、负载的动力学方程进行推导,最终建立系统的传递函数,并进行简化。运用MATLAB软件绘制系统的Bode图和单...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 火箭炮概述
1.2 国内外研究及其发展概况
1.3 电液伺服系统及智能控制策略的发展
1.4 本文主要研究内容
2 火箭炮方向机装置总体方案设计
2.1 火箭炮方向机设计原理
2.1.1 火箭炮方向机装置的工作要求
2.2 火箭炮方向机工况分析
2.2.1 方向机运动分析
2.2.2 方向机动力学分析
2.3 选择液压缸
2.3.1 负载轨迹
2.3.2 滑阀特性曲线
2.3.3 负载匹配
2.4 选择伺服阀
2.5 本章小结
3 系统建模及其稳定性分析
3.1 火箭炮方向机电液伺服系统工作原理
3.2 力学方程及传递函数的简化
3.2.1 阀的负载流量方程
3.2.2 液压缸的流量连续方程
3.2.3 液压缸与负载的动力学平衡方程
3.2.4 传递函数与输出方程
3.2.5 传递函数的简化及相关参数的确定
3.3 确定火箭炮方向机电液伺服控制系统的传递函数
3.4 开环增益的确定
3.5 系统稳定性分析
3.6 PID控制的器设计及其原理
3.7 PID控制下的系统稳定性
3.8 本章小结
4 模糊PID控制器设计及仿真研究
4.1 模糊控制算法理论
4.1.1 方向机模糊控制系统的构成
4.1.2 方向机模糊控制器的设计
4.2 PID控制算法
4.3 方向机液压控制系统模糊PID控制器的设计
4.3.1 确定方向机液压控制系统模糊PID控制器的结构
4.3.2 输入变量的模糊化
4.3.3 模糊控制规则的建立
4.3.4 解模糊化（清晰化）
4.4 方向机液压系统模糊PID控制系统仿真
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 论文工作总结
5.2 研究展望
参考文献
硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多项式求根的双基地MIMO雷达多目标定位方法[J]. 谢荣,刘峥. 电子与信息学报. 2010(09)
[2]从“龙卷风”浅谈未来远程火箭炮的发展[J]. 王业. 现代兵器. 2007(12)
[3]火箭炮的革命[J]. 吴磊. 国外坦克. 2007(07)
[4]一种用于1/2汽车半主动悬架的模糊PID控制器[J]. 陈翔,胡玉霞,白月飞. 机械研究与应用. 2007(03)
[5]远程多管火箭射击精度折合方法研究[J]. 姚志军,芮筱亭,王执铨,王广伟. 弹箭与制导学报. 2006(04)
[6]火炮家族一席谈[J]. 卢东渠. 四川兵工学报. 2006(03)
[7]汽车半主动悬架系统发展状况[J]. 姚嘉伶,蔡伟义,陈宁. 汽车工程. 2006(03)
[8]汽车半主动悬架的模型参考自适应控制[J]. 郑玲,邓兆祥,李以农. 中国公路学报. 2005(02)
[9]基于MATLAB的模糊控制系统的优化设计与仿真[J]. 李博,龚晓宏. 机械工程与自动化. 2005(02)
[10]履带式车辆半主动悬挂的自适应控制[J]. 管继富,顾亮,侯朝桢. 兵工学报. 2004(04)
博士论文
[1]某集束防空火箭炮位置伺服系统的鲁棒控制与应用研究[D]. 柴华伟.南京理工大学 2008
[2]某箱式多管火箭炮快速装填与高精度自动操瞄系统研究[D]. 朱玉川.南京理工大学 2007
硕士论文
[1]电液伺服系统模糊PID控制仿真与试验研究[D]. 田凡.太原理工大学 2010
[2]某武器随动系统智能控制研究[D]. 李俊武.南京理工大学 2007
[3]某型多管火箭炮瞄准机构设计与工程分析[D]. 赵瑞学.南京理工大学 2006
本文编号：3460671
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 火箭炮概述
1.2 国内外研究及其发展概况
1.3 电液伺服系统及智能控制策略的发展
1.4 本文主要研究内容
2 火箭炮方向机装置总体方案设计
2.1 火箭炮方向机设计原理
2.1.1 火箭炮方向机装置的工作要求
2.2 火箭炮方向机工况分析
2.2.1 方向机运动分析
2.2.2 方向机动力学分析
2.3 选择液压缸
2.3.1 负载轨迹
2.3.2 滑阀特性曲线
2.3.3 负载匹配
2.4 选择伺服阀
2.5 本章小结
3 系统建模及其稳定性分析
3.1 火箭炮方向机电液伺服系统工作原理
3.2 力学方程及传递函数的简化
3.2.1 阀的负载流量方程
3.2.2 液压缸的流量连续方程
3.2.3 液压缸与负载的动力学平衡方程
3.2.4 传递函数与输出方程
3.2.5 传递函数的简化及相关参数的确定
3.3 确定火箭炮方向机电液伺服控制系统的传递函数
3.4 开环增益的确定
3.5 系统稳定性分析
3.6 PID控制的器设计及其原理
3.7 PID控制下的系统稳定性
3.8 本章小结
4 模糊PID控制器设计及仿真研究
4.1 模糊控制算法理论
4.1.1 方向机模糊控制系统的构成
4.1.2 方向机模糊控制器的设计
4.2 PID控制算法
4.3 方向机液压控制系统模糊PID控制器的设计
4.3.1 确定方向机液压控制系统模糊PID控制器的结构
4.3.2 输入变量的模糊化
4.3.3 模糊控制规则的建立
4.3.4 解模糊化（清晰化）
4.4 方向机液压系统模糊PID控制系统仿真
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 论文工作总结
5.2 研究展望
参考文献
硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多项式求根的双基地MIMO雷达多目标定位方法[J]. 谢荣,刘峥. 电子与信息学报. 2010(09)
[2]从“龙卷风”浅谈未来远程火箭炮的发展[J]. 王业. 现代兵器. 2007(12)
[3]火箭炮的革命[J]. 吴磊. 国外坦克. 2007(07)
[4]一种用于1/2汽车半主动悬架的模糊PID控制器[J]. 陈翔,胡玉霞,白月飞. 机械研究与应用. 2007(03)
[5]远程多管火箭射击精度折合方法研究[J]. 姚志军,芮筱亭,王执铨,王广伟. 弹箭与制导学报. 2006(04)
[6]火炮家族一席谈[J]. 卢东渠. 四川兵工学报. 2006(03)
[7]汽车半主动悬架系统发展状况[J]. 姚嘉伶,蔡伟义,陈宁. 汽车工程. 2006(03)
[8]汽车半主动悬架的模型参考自适应控制[J]. 郑玲,邓兆祥,李以农. 中国公路学报. 2005(02)
[9]基于MATLAB的模糊控制系统的优化设计与仿真[J]. 李博,龚晓宏. 机械工程与自动化. 2005(02)
[10]履带式车辆半主动悬挂的自适应控制[J]. 管继富,顾亮,侯朝桢. 兵工学报. 2004(04)
博士论文
[1]某集束防空火箭炮位置伺服系统的鲁棒控制与应用研究[D]. 柴华伟.南京理工大学 2008
[2]某箱式多管火箭炮快速装填与高精度自动操瞄系统研究[D]. 朱玉川.南京理工大学 2007
硕士论文
[1]电液伺服系统模糊PID控制仿真与试验研究[D]. 田凡.太原理工大学 2010
[2]某武器随动系统智能控制研究[D]. 李俊武.南京理工大学 2007
[3]某型多管火箭炮瞄准机构设计与工程分析[D]. 赵瑞学.南京理工大学 2006
本文编号：3460671
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