某武器随动系统负载模拟器多余力矩辨识与抑制技术研究

发布时间：2022-01-08 13:55

　　重型火炮（火箭炮）等武器当中随动系统的动态性能,是影响其机动性、操瞄自动化和射击快速性的主要因素。随动系统负载模拟器能够动态实时模拟重型火炮在调转射击过程中的受力载荷变化,在总装之前对武器随动系统进行动态性能考核；但是,负载模拟器当中存在的多余力矩对加载力矩造成很大的耦合干扰。因此,对多余力矩的形成机理、辨识与抑制技术进行研究,提高随动系统负载模拟器的力矩加载精度,具有重要的理论意义和应用价值。本论文的研究工作主要集中在以下几方面：（1）对随动系统负载模拟器的组成结构和工作原理进行了深入分析,应用伺服阀和马达的流量连续性方程,以及马达和负载的力矩平衡方程,结合电气部分的数学方程,推导了阀控液压马达伺服系统加载力矩的传递函数、执行环节的传递函数和多余力矩的传递函数,并进而建立了随动负载模拟器的状态空间模型,为加载力矩控制器的设计提供了理论支撑。（2）根据液压伺服控制系统的结构原理图,在校核计算元件参数的基础上,利用AMESim仿真软件平台搭建了随动负载模拟器的物理模型,为多余力矩的辨识与预测提供了实验平台；利用Matlab/Simulink与AMESim软件,建立了随动负载模拟器的联合仿... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：134 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究的背景与意义
    1.2 随动系统负载模拟器研究现状
        1.2.1 国内外研究现状
        1.2.2 影响随动负载模拟器性能的主要因素
        1.2.3 多余力矩(力)的抑制方法
    1.3 电液伺服系统中的智能控制方法
    1.4 灰色系统理论
    1.5 本文工作重点
    1.6 主要研究内容
2 随动系统负载模拟器数学建模
    2.1 引言
    2.2 随动负载模拟器的构成
    2.3 模拟加载系统机理模型
        2.3.1 液压部分数学模型
        2.3.2 电气部分数学模型
        2.3.3 传递函数模型
        2.3.4 状态空间模型
    2.4 AMESim物理模型
        2.4.1 模拟加载系统物理模型
        2.4.2 随动系统负载模拟器联合仿真模型
    2.5 小结
3 多余力矩辨识与预测
    3.1 引言
    3.2 辨识数据准备
        3.2.1 激励信号
        3.2.2 AMESim仿真模型
        3.2.3 评价指标
    3.3 人工神经网络
        3.3.1 人工神经网络的基本构成
        3.3.2 神经网络的参数学习
        3.3.3 基于BP神经网络的多余力矩辨识
    3.4 模糊逻辑推理
        3.4.1 模糊推理系统
        3.4.2 规则提取与减法聚类
        3.4.3 基于聚类算法的T-S模糊模型辨识
    3.5 灰色模型预测
        3.5.1 序列生成算子
        3.5.2 GM(1,1)模型与残差修正
        3.5.3 基于灰色模型的多余力矩预测
    3.6 几种建模预测方法的比较
    3.7 小结
4 加载力矩控制器设计与仿真
    4.1 引言
    4.2 广义动态模糊神经网络控制
        4.2.1 模糊逻辑控制
        4.2.2 广义动态模糊神经网络GD-FNN
        4.2.3 基于GD-FNN的力矩控制器
    4.3 灰预测自适应模糊PID控制
        4.3.1 传统PID控制器
        4.3.2 模糊自适应PID控制器
        4.3.3 基于灰预测的变论域自适应模糊PID力矩控制器
    4.4 两种控制器的多余力矩抑制效果对比
    4.5 小结
5 实验验证
    5.1 引言
    5.2 硬件构成
    5.3 控制软件设计
    5.4 实验结果
        5.4.1 多余力矩的抑制实验
        5.4.2 随动系统的性能考核
    5.5 小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 创新点
    6.3 工作展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]变质心再入飞行器的灰色预测PID控制[J]. 王霄婷,周军,林鹏.  西北工业大学学报. 2012(04)
[2]基于模糊PID控制器的电液负载模拟系统[J]. 杨钢,刘迎雨,杜经民,李宝仁.  华中科技大学学报(自然科学版). 2012(04)
[3]基于遗传算法控制的电液伺服系统试验研究[J]. 赵利平,郭继保.  振动.测试与诊断. 2011(06)
[4]基于液压马达的防空高炮随动负载仿真系统设计[J]. 赫赤,董彦良,李强,董光玲.  机床与液压. 2011(19)
[5]磁流变悬架灰预测模糊控制仿真与试验研究[J]. 卢少波,李以农,Seung-Bok Choi.  振动与冲击. 2011(05)
[6]电液伺服系统的积分滑模控制[J]. 汤青波,张国新,何学文.  机床与液压. 2011(09)
[7]遗传算法优化的模糊+变论域自适应模糊PID复合控制策略[J]. 曹建秋,徐凯.  信息与控制. 2011(01)
[8]电液位置伺服系统的规则自校正模糊PID控制器[J]. 邵俊鹏,王仲文,李建英,韩桂华.  中南大学学报(自然科学版). 2010(03)
[9]基于改进遗传算法的连续回转电液伺服马达超低速性能结构优化[J]. 袁立鹏,崔淑梅,卢红影,李尚义.  机械工程学报. 2010(12)
[10]基于联合仿真的电液系统模糊PID控制研究[J]. 田凡,靳宝全,程珩.  液压气动与密封. 2010(06)

博士论文
[1]液压仿真转台低速性能及其预测函数控制研究[D]. 郭敬.哈尔滨工业大学 2009
[2]减摇鳍电液负载仿真台性能研究[D]. 梁利华.哈尔滨工程大学 2003

硕士论文
[1]伺服系统模拟加载系统的研究与设计[D]. 娄悦.南京理工大学 2007



本文编号：3576676