导弹伺服系统虚拟样机仿真与验证
发布时间：2021-01-21 10:26
导弹在沿预定弹道飞行的过程中,可能不可避免地要受到各种内部干扰（弹体结构误差、控制仪器误差、发动机推力误差等）和外部干扰（气流、风等气象条件的变化）的影响,从而致使导弹改变了它的飞行姿态,最终导致导弹偏离预定轨迹。导弹伺服系统通过接收控制系统的控制信号,推动作动器使得发动机喷管的摆角做出相应改变,让导弹按照正确的轨迹稳定飞行。本课题将虚拟样机技术应用于导弹伺服系统的仿真,可使设计人员在各种虚拟环境中真实地模拟导弹伺服系统飞行姿态情况,快速分析多种设计方案,可以帮助设计人员完成无数次物理样机无法进行的仿真试验,直至获得导弹伺服系统的优化设计方案。基于以上研究背景,本课题使用联合仿真的方式对导弹伺服系统虚拟样机进行仿真与验证。首先,通过研究导弹伺服系统的组成以及其工作原理,搭建导弹伺服系统数学模型,制定导弹伺服系统指标体系,从而完成了导弹伺服系统整体模型的搭建;继而,使用Solid Works搭建导弹伺服系统机械模型,同时使用AMESim搭建导弹伺服系统液压模型,通过ADAMS与AMESim机液联合仿真的方式对导弹伺服系统进行运动学以及动力学的仿真分析,以此来验证导弹伺服系统机械模型的合理...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
东风41洲际导弹当今应用于固体弹道导弹的伺服系
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-1-第1章绪论1.1课题背景及研究意义本课题来源于航天科技集团在研项目，目标是进行导弹伺服系统虚拟样机的仿真与验证。本课题研究的对象为固体弹道导弹，固体弹道导弹作为当今导弹的主要发展趋势，其逐步成为各个军事大国的战略力量的主要部，因此，对于固体弹道导弹的研究也成为我国提升核威慑能力的有效手段。固体弹道导弹在沿预定弹道飞行的过程中，可能不可避免地要受到来自弹体结构误差、控制仪器误差、发动机推力误差等内部干扰，以及来自气流、风等气象条件的变化等外部干扰的影响，这些干扰会使导弹的飞行姿态发生改变，从而使得导弹偏离预定轨迹飞行，大大的影响制导的精度[1]。除了抗干扰能力，导弹的响应速度以及控制精度同样为导弹伺服系统的主要指标。伺服机构作为导弹控制系统中的执行机构，是导弹控制、动力以及弹体三个系统的关键组成部分。导弹伺服系统通过接收控制系统的控制信号，将该信号作用在伺服阀上，进而推动作动器，从而推动导弹发动机尾部的喷管，让发动机的推力的作用方向发生改变，产生预期方向的控制力矩，让导弹改变当前的飞行轨迹，使导弹按照正确的轨迹稳定飞行[2]。图1-1东风41洲际导弹图1-2白杨-m洲际弹道导弹当今应用于固体弹道导弹的伺服系统主要包括：电液伺服系统、电动伺服系统以及气动伺服系统。气动伺服系统主要是以缓燃火药发生器或高压气瓶作为能源，这导致其能源提供持续时间短，工作压力不足。电动伺服系统的执行机构一般为电机，通常存在力矩惯性孝功率质量比较低、控制精度
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 慢慢成为机械设计用户量最多的软件。SolidWorks 自带标准件库，其包含螺柱、键、销、螺栓、螺母、密封圈、法兰、螺钉、垫圈、挡圈、型材以及弹簧等常用零部件，其主要模块包括零件建模、曲面建模、钣金设计、高级渲染、帮助文件、数据转换、图形输出以及特征识别等。其中的模型数据可被用户直接调用。 通过 SoildWorks 软件搭建导弹伺服系统的机械模型，导弹伺服系统机械模型主要由作动器、铰链、柔性接头、喷管固定件、发动机尾部支撑以及各部位的隔热防尘部件等组成，在 SoildWorks 中搭建导弹伺服系统机械模型装配图如图 3-2 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]某定深电液伺服系统的粒子群优化神经网络PID控制[J]. 何禹锟,高强,侯远龙. 兵工自动化. 2019(11)
[2]伺服机构动态特性测试系统设计[J]. 周江平,杨鹤. 计算机测量与控制. 2019(08)
[3]The Separate Meter in Separate Meter Out Control System Using Dual Servo Valves Based on Indirect Adaptive Robust Dynamic Surface Control[J]. CHEN Guangrong,WANG Junzheng,WANG Shoukun,ZHAO Jiangbo,SHEN Wei. Journal of Systems Science & Complexity. 2019(02)
[4]力干扰下的电液位置系统自适应鲁棒控制[J]. 李旭,芮光超,殷士才,汤裕,沈刚. 液压与气动. 2019(02)
[5]基于电液比例控制的采煤机调高系统研究[J]. 汪亮培. 内江科技. 2018(07)
[6]基于多软件协同仿真的六自由度平台虚拟试验系统[J]. 陈娟,赵君伟,付永领,常亮,卢宁. 机床与液压. 2017(17)
[7]固体火箭发动机双喷管推力优化设计仿真[J]. 王明清,王浩. 计算机仿真. 2017(07)
[8]基于AMESim和Simulink联合仿真的轧机压下系统分析[J]. 李强强,靳宝全,高妍,张红娟. 液压与气动. 2016(07)
[9]基于多系统联合仿真技术的液压系统研究[J]. 何少炜,皮嘉立. 电子测试. 2016(10)
[10]导弹电液伺服机构仿真装置研制[J]. 崔洪亮,刘庆宝,孙兴奇,牛萌,秦立红. 电子产品世界. 2015(10)
硕士论文
[1]鲁棒控制液压伺服系统的仿真研究[D]. 刘景成.辽宁科技大学 2016
[2]基于AMESim的某武器电液伺服系统仿真与优化控制研究[D]. 李龙龙.南京理工大学 2015
[3]装载机工作装置泵控液压系统的建模与仿真[D]. 蔡亚南.太原理工大学 2013
[4]冷发射装置结构动力学试验平台重锤系统的设计与仿真研究[D]. 翟小晶.南京理工大学 2013
[5]固体火箭发动机喷管的设计与性能仿真[D]. 户艳.西安电子科技大学 2012
[6]船用舵机电液伺服单元的鲁棒控制研究[D]. 何琼.哈尔滨工业大学 2009
[7]基于虚拟样机的平板车转向系统仿真研究[D]. 孙晓希.大连理工大学 2008
[8]QFT在连续回转电液伺服马达控制系统中的应用研究[D]. 马育华.哈尔滨工业大学 2008
[9]航天器展开机构虚拟样机动力学仿真研究[D]. 马毅.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2006
[10]导弹推力矢量控制电动伺服系统设计[D]. 刘宏博.西北工业大学 2006
本文编号：2990988
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
东风41洲际导弹当今应用于固体弹道导弹的伺服系
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-1-第1章绪论1.1课题背景及研究意义本课题来源于航天科技集团在研项目，目标是进行导弹伺服系统虚拟样机的仿真与验证。本课题研究的对象为固体弹道导弹，固体弹道导弹作为当今导弹的主要发展趋势，其逐步成为各个军事大国的战略力量的主要部，因此，对于固体弹道导弹的研究也成为我国提升核威慑能力的有效手段。固体弹道导弹在沿预定弹道飞行的过程中，可能不可避免地要受到来自弹体结构误差、控制仪器误差、发动机推力误差等内部干扰，以及来自气流、风等气象条件的变化等外部干扰的影响，这些干扰会使导弹的飞行姿态发生改变，从而使得导弹偏离预定轨迹飞行，大大的影响制导的精度[1]。除了抗干扰能力，导弹的响应速度以及控制精度同样为导弹伺服系统的主要指标。伺服机构作为导弹控制系统中的执行机构，是导弹控制、动力以及弹体三个系统的关键组成部分。导弹伺服系统通过接收控制系统的控制信号，将该信号作用在伺服阀上，进而推动作动器，从而推动导弹发动机尾部的喷管，让发动机的推力的作用方向发生改变，产生预期方向的控制力矩，让导弹改变当前的飞行轨迹，使导弹按照正确的轨迹稳定飞行[2]。图1-1东风41洲际导弹图1-2白杨-m洲际弹道导弹当今应用于固体弹道导弹的伺服系统主要包括：电液伺服系统、电动伺服系统以及气动伺服系统。气动伺服系统主要是以缓燃火药发生器或高压气瓶作为能源，这导致其能源提供持续时间短，工作压力不足。电动伺服系统的执行机构一般为电机，通常存在力矩惯性孝功率质量比较低、控制精度
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 慢慢成为机械设计用户量最多的软件。SolidWorks 自带标准件库，其包含螺柱、键、销、螺栓、螺母、密封圈、法兰、螺钉、垫圈、挡圈、型材以及弹簧等常用零部件，其主要模块包括零件建模、曲面建模、钣金设计、高级渲染、帮助文件、数据转换、图形输出以及特征识别等。其中的模型数据可被用户直接调用。 通过 SoildWorks 软件搭建导弹伺服系统的机械模型，导弹伺服系统机械模型主要由作动器、铰链、柔性接头、喷管固定件、发动机尾部支撑以及各部位的隔热防尘部件等组成，在 SoildWorks 中搭建导弹伺服系统机械模型装配图如图 3-2 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]某定深电液伺服系统的粒子群优化神经网络PID控制[J]. 何禹锟,高强,侯远龙. 兵工自动化. 2019(11)
[2]伺服机构动态特性测试系统设计[J]. 周江平,杨鹤. 计算机测量与控制. 2019(08)
[3]The Separate Meter in Separate Meter Out Control System Using Dual Servo Valves Based on Indirect Adaptive Robust Dynamic Surface Control[J]. CHEN Guangrong,WANG Junzheng,WANG Shoukun,ZHAO Jiangbo,SHEN Wei. Journal of Systems Science & Complexity. 2019(02)
[4]力干扰下的电液位置系统自适应鲁棒控制[J]. 李旭,芮光超,殷士才,汤裕,沈刚. 液压与气动. 2019(02)
[5]基于电液比例控制的采煤机调高系统研究[J]. 汪亮培. 内江科技. 2018(07)
[6]基于多软件协同仿真的六自由度平台虚拟试验系统[J]. 陈娟,赵君伟,付永领,常亮,卢宁. 机床与液压. 2017(17)
[7]固体火箭发动机双喷管推力优化设计仿真[J]. 王明清,王浩. 计算机仿真. 2017(07)
[8]基于AMESim和Simulink联合仿真的轧机压下系统分析[J]. 李强强,靳宝全,高妍,张红娟. 液压与气动. 2016(07)
[9]基于多系统联合仿真技术的液压系统研究[J]. 何少炜,皮嘉立. 电子测试. 2016(10)
[10]导弹电液伺服机构仿真装置研制[J]. 崔洪亮,刘庆宝,孙兴奇,牛萌,秦立红. 电子产品世界. 2015(10)
硕士论文
[1]鲁棒控制液压伺服系统的仿真研究[D]. 刘景成.辽宁科技大学 2016
[2]基于AMESim的某武器电液伺服系统仿真与优化控制研究[D]. 李龙龙.南京理工大学 2015
[3]装载机工作装置泵控液压系统的建模与仿真[D]. 蔡亚南.太原理工大学 2013
[4]冷发射装置结构动力学试验平台重锤系统的设计与仿真研究[D]. 翟小晶.南京理工大学 2013
[5]固体火箭发动机喷管的设计与性能仿真[D]. 户艳.西安电子科技大学 2012
[6]船用舵机电液伺服单元的鲁棒控制研究[D]. 何琼.哈尔滨工业大学 2009
[7]基于虚拟样机的平板车转向系统仿真研究[D]. 孙晓希.大连理工大学 2008
[8]QFT在连续回转电液伺服马达控制系统中的应用研究[D]. 马育华.哈尔滨工业大学 2008
[9]航天器展开机构虚拟样机动力学仿真研究[D]. 马毅.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2006
[10]导弹推力矢量控制电动伺服系统设计[D]. 刘宏博.西北工业大学 2006
本文编号：2990988
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/2990988.html
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