遥控武器站伺服系统的模糊LQR控制方法

针对遥控武器站伺服控制系统中存在负载力矩变化大、跟踪精度要求高等特点,提出一种模糊LQR控制策略,运用于武器站转速控制,以解决PI控制器存在快速性和稳态精度之间的矛盾,以及鲁棒性较差的问题。基于永磁同步电机转速跟踪模型设计了LQR控制器;针对LQR控制器权重系数固定、调参困难,且电机在不同转速和负载条件下运行时参数适应性较差的问题,提出了一种基于转速跟踪误差的LQR权重系数模糊调整策略,并以此设计模糊LQR控制器。通过仿真与实物试验,验证了控制器的控制性能。结果表明,设计的模糊LQR控制器在不同转速下均具有较高的跟踪精度与稳定性,同时对负载扰动和系统参数摄动具有较强的鲁棒性。

以色列国防军采购Katlanit遥控武器站

以色列国防军从拉法尔武器发展局购买了200套Katlanit遥控武器站．并计划将这些武器站安装在M113式装甲人员输送车、“悍马”车和“野狗2”式4×4全防护车辆．以及有人和无人地面侦察信号塔上。Katlanit武器站可以安装M2407．62mm机枪、M212．7mm重机枪和MK1940mm自动榴弹发射器．武器站包括昼夜作战使用的非制冷前视红外传感器．可以通过传感器、战场管理系统(BMS)和观察系统等平台进行自动控制。

遥控武器站外形隐身设计方法

为提高遥控武器站的隐身性能,根据武器站总体结构布局提出了全隐身和局部隐身2种外形隐身设计方法并建立了相应隐身模型,分别对模型进行隐身仿真计算,综合对比分析2种方案的RCS值、体积和重量等指标。结果表明:全隐身模型RCS最大值为0.32 m^(2),体积和重量较大,适用于隐身指标高、装备空间大、对重量要求不敏感的情况;局部隐身模型RCS最大值为4.21 m^(2),体积和重量较小,适用于隐身指标不高、装备空间较小、对重量要求敏感的情况。2种设计方法适用不同的应用场景,具有理论参考价值和工程应用价值。

基于改进粒子群算法的遥控武器站射击精度智能分配方法

遥控武器站是由多个机电系统组成的高精度武器射击系统,各个组成部分对武器站最终的射击精度都有重要的影响。在武器站设计过程中,如何将总体精度要求分配到各个组成部分形成对各组成部分的精度要求,对武器站的战技指标实现和作战效费比具有重要的影响。传统的精度分配方法多依赖于历史数据和经验知识,分配结果难以达到最优化。以成本质量为基础,建立了武器站射击精度的优化分配模型和约束条件,并提出利用改进的自适应粒子群优化算法对模型进行全局寻优,从而获得最佳的精度分配结果,仿真结果证明本方法结果可靠、求解效率高,可用于从顶层指导高精度武器站的设计。

遥控武器站结构形式对武器性能影响

架座是遥控武器站的主要承重件,目前已认识到架座结构和刚强度对遥控武器站射击精度等动态特性影响较大,但对武器本身的影响特性并不明确。为了研究架座对武器本身的影响特性规律,以机枪武器站为研究对象,利用ANSYS WorkBench和ADAMS仿真软件建立了武器站刚柔耦合动力学仿真模型,分别对无架座、刚性架座和柔性架座3种情况下的武器动态特性进行了仿真研究,结果表明,某型机枪安装在武器站上,其自动机动态特性和射频等都有所改变,为遥控武器站研发及性能评价提供了理论指导。

遥控武器站射击密集度分析平台开发

为了快速准确地预测遥控武器站(remote control weapon stations,RCWS)射击密集度,建立了遥控武器站部分机构参数化三维模型、内弹道计算、弹炮耦合动力学仿真、起始扰动计算、外弹道计算和射击密集度计算等模型组件。基于多学科集成优化软件ModelCenter进行了系统集成,开发了遥控武器站射击密集度快速分析平台。以某遥控武器站为例,利用该平台计算了遥控武器站的射击密集度。研究结果表明,该平台可满足遥控武器站射击密集度快速、准确分析的要求,也为遥控武器站动力学优化提供了基础。

遥控武器站发展现状与关键技术分析

遥控武器站是各军事强国为满足未来战场对武器平台高机动性、快速响应能力和较强防护能力的要求,在近年来大力发展的一种新型武器系统。以国外装备的典型遥控武器站为例,概述了近年来遥控武器站的发展现状和特点;从先进光电技术、伺服控制技术、模块化技术、智能化技术等4个方面,探讨了遥控武器站的发展趋势;在此基础上,总结了遥控武器站的基本工作原理和关键技术,对我国遥控武器站论证分析、研制设计以及改进升级等工作的开展具有一定的理论借鉴意义和技术参考价值。

遥控武器站的自抗扰控制

遥控武器站系统是一个具有强后坐力、变摩擦力和变转动惯量的非线性系统,采用自抗扰控制技术对该系统进行稳定控制。系统利用自抗扰控制器的扩张状态观测器,对系统未建模特性和不确定性外扰进行动态估计和反馈补偿,提高了系统的抗干扰能力。实物系统稳定控制实验结果表明,所设计的自抗扰控制器具有良好的动态品质和较强的抗干扰性能,系统实现180°回转仅需2.62s,且转动过程中无振荡和无超调。

遥控武器站研究现状与发展

介绍了遥控武器站(ROWS)的概念、特点与组成,在此基础上,从火力系统和火控系统两个方面综述了近年来国内外遥控武器站的研究进展,分析了未来遥控武器站的发展趋势。分析表明:研制具备遥控操作功能的武器站,以提高车载自动武器的射击精度、减小系统反应时间、解决操作手无装甲防护的问题,是世界各军事强国竞相发展的方向;如何进一步提高遥控武器站态势感知能力、射击精度和模块化水平将成为遥控武器站研究的重要课题。提出并讨论了先进光电技术、伺服控制技术、模块化技术、智能化技术及虚拟样机技术等发展遥控武器站的技术途径,以期为国内遥控武器站的论证分析、研制设计以及改进升级等提供理论借鉴和技术参考。

基于ADAMS和MATLAB的遥控武器站机电联合仿真

为克服传统机电系统仿真只侧重于机械或电气的缺点,对跨平台的机电系统联合仿真进行研究。在分析遥控武器站机电联合仿真流程和遥控武器站伺服系统工作原理的基础上,运用动力学软件ADAMS和控制仿真软件MATLAB/Simulink,建立遥控武器站的机械动力学模型和机电联合仿真模型,并对遥控武器站伺服系统的控制动态特性进行分析。仿真分析结果表明:控制系统动态特性与设计要求基本符合,能为物理样机的研制提供理论依据。

某型遥控武器站架座有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS11.0对武器架座进行有限元分析,获得其在武器射击载荷下的应力和应变值,分析得出武器架座的整体强度满足要求,耳轴等局部需改进消除应力集中。对架座进行模态分析,提取前6阶模态,分析武器架座的刚度满足条件。研究托架和摇架对武器射击精度和射击稳定性的不同影响。尝试对武器架座进行形状优化,为武器站系统轻量化提供参考。

基于模糊综合评价法的遥控武器站火力打击能力评价

分析遥控武器站的火力打击能力,建立综合评价指标体系,运用多层次模糊综合评价方法,解决遥控武器站火力打击能力的评价问题。该评价不仅综合考虑多种因素影响,而且从模糊关系矩阵的形成,到权重向量的确定都充分重视各位专家的定性分析,通过将其量化并进行科学的计算,得出合理的判断结果。该方法不仅可用于单个系统作战性能的评价,而且可对多个系统作战性能进行比较。

遥控武器站结构参数对射击密集度灵敏度影响分析

在遥控武器站参数化的射击密集度计算模型的基础上,以弹丸立靶坐标为目标函数建立了灵敏度分析模型,基于拉丁超立方试验设计方法和极差分析法进行了射击密集度灵敏度计算,分析了结构参数对射击密集度的影响规律,获得了结构参数对射击密集度的灵敏度,分析结果为遥控武器站结构参数优化提供了基础,为总体结构方案的确定提供了参考。

国外装甲车辆遥控武器站的发展现状与趋势

在介绍国外装甲车辆遥控武器站发展历史的基础之上,分析了国外多种型号装甲车辆遥控武器站的主要特点,并重点关注了国外遥控武器站为增强防护能力所采取的各种手段,指出了未来国外遥控武器站的发展趋势。

缓冲器对某型遥控武器站炮口扰动的影响

为减小某型遥控武器站连续射击时的炮口扰动,提高其射击精度,建立了一种遥控武器站动力学模型,对其缓冲器进行研究。按照炮身运动环4个阶段建立了运动微分方程得到炮身运动诸元以及缓冲簧的受力情况,并通过三维建模软件SolidWorks以及动力学分析软件RecurDyn,在缓冲器不同刚度、阻尼和预压力等条件下,对遥控武器站进行了连续射击的动力学仿真。该研究获得了炮口振动特性曲线,掌握了缓冲器对武器站连续射击炮口扰动的影响规律。

基于模糊神经网络的遥控武器站伺服系统PID控制器

针对遥控武器站伺服系统具有间隙、摩擦等非线性、不确定性特征,将PID控制与模糊神经网络进行有机结合。利用多层神经网络提取模糊控制规则,构建模糊神经网络控制器,根据偏差E和偏差变化EC在线调整PID控制器的三个参数。仿真试验表明,该控制器具有PID控制器精度高,以及模糊神经网络控制器响应速度快、超调小、稳定性高的特点,具有良好的动、稳态特性。

遥控武器站性能评价方法研究

根据遥控武器站指标体系的特点,将遥控武器站性能指标分为总体性能指标和各个分系统性能指标,建立了三级性能评价指标体系。采用层次分析法确定准则层和各指标权重,模糊隶属函数法确定定性和定量指标,建立了AHP-模糊评价模型,按照该方法选取了两种典型的遥控武器站进行了实例计算和分析比较。结果表明该方法能为遥控武器站性能评价提供依据。

光纤在遥控武器站火控系统中的应用

通过对光纤及光纤通讯关键技术和设备的介绍,提出在遥控武器站火控系统中利用光纤传输方式实现系统高速、高带宽视频、总线、IO信号的传输方式。通过光电转换单元的模块化设计,与系统部件有效集成,减少部件数量,优化系统网络。基于CPLD技术的电路设计,有效减小电路板尺寸,缩短设计周期,提高工作可靠性。设计紧凑、合理的光纤旋转连接器及光纤链路形式,有效保证链路的插入损耗,高质量完成信息传输。运用时分复用/解复用技术拓展传输带宽,为系统的升级和扩展预留了充分的空间。结合工程实际提出光纤通讯目前存在的主要问题并给出相应的解决方案。

某型车载遥控武器站发射动力学仿真分析

研究武器系统优化射击精度问题,膛口振动响应是影响武器射击密集度的重要因素,影响武器系统的战斗力。车载遥控系统能满足单发射击的精度,但连发时射击精度较差。为提高某型车载遥控武器站的连发射击密集度,建立了武器站的动力学模型,利用传感器(Sensor)和IF函数控制武器的连发射击动作,应用ADAMS软件进行了可视化发射动力学仿真。通过与实测结果的比较分析验证了仿真模型的正确性,比较不同发射工况下的武器膛口动力学特性曲线,得到了影响膛口振动的主要因素,对改善武器振动性能和提高武器射击密集度具有参考价值。

遥控武器站结构优化设计

根据第四强度理论和模态分析理论,对遥控武器站系统进行静力学分析和模态分析。分析托架在武器发射载荷下的应力和应变值,根据分析结果对其结构进行优化设计,优化设计后托架质量减轻54%,转动惯量减小51%。对系统整体结构进行模态分析,系统一阶模态频率为156.71Hz,远远大于武器系统的工作频率,系统在武器发射时不会发生共振。