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。

遥控武器站动态规避射击方法研究

当前坦克或装甲车辆上遥控武器站上的天线禁射区域是在天线静止时测量的天线规避角度,该区间无法涵盖所有晃动天线的角度,存在安全隐患,提出一种基于机器视觉技术的动态天线规避方法。通过对瞄准具采集到的图像帧进行感兴趣区域提取、图像预处理、Canny边缘检测、基于统计概率霍夫变换线检测等处理,在显控一体机中实时检测识别晃动天线,判断晃动天线通过遥控武器站的射击线区域,根据判断结果发出禁射指令,驱动射控箱实现自动禁止射击。该方法可在不加大射界规避区间的情况下,保证晃动天线不被遥控武器站击中,从而提高遥控武器站使用安全性。

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。

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。

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。

基于DSP技术的遥控武器站运动控制器

为了满足遥控武器站控制精度要求,设计一种以数字信号处理器(digital signals processor,DSP)TMS320F2812为控制核心的运动控制器。该运动控制器通过DSP内部集成的高速I/O口对传感器位置值进行采样,由DSP控制给出指令,驱动电机运动,实现了位置控制,使控制精度大大提高,并已应用于某型号项目的遥控武器站控制系统。实践证明,该运动控制器运行稳定、可靠,可广泛应用于遥控武器站等控制系统。

遥控武器站交流位置伺服系统控制及联合仿真

本文设计了一种新型车载遥控武器站,将复合前馈控制与模糊PI控制策略分别应用到遥控武器站位置伺服系统的位置环和速度环控制器,组成永磁同步电动机位置伺服系统串级复合控制器,解决了PID控制位置和速度变量带来的系统干扰问题,提高了其动态跟踪精度。基于ADAMS和Matlab/Simulink平台,建立了遥控武器站的机械动力学模型和联合仿真模型,经过仿真计算,验证了机电系统的可行性,为遥控武器站的应用实践和进一步深入研究打下了一定的基础。

CAN总线在遥控武器站数据传输中的应用

遥控武器站是应对未来中低强度作战的武器系统,一般由炮控系统、枪控系统、伺服系统、观瞄系统、数据传输系统、操控终端和状态检测与显示系统等功能模块组成。数据传输是影响遥控武器站发挥作战效能的重要因素。使用CAN总线取代传统的点点连线,提出了由单片机C8051F040、总线收发器SN65HVD230、屏蔽双绞线、旋转连接器和光耦6N137组成的数据传输系统,并制定了各功能模块标识,编写了F040初始化、报文发送和报文接收的程序代码。

班组遥控武器站模糊自适应滑模位置控制器设计

针对班组遥控武器站位置伺服系统发射冲击力矩大、负载变化范围广和伺服精度要求高等特点,提出了一种模糊调节的位置伺服系统滑模控制策略。该策略选用了一种新型的带有积分的滑模面,模糊调节部分采用单输入双输出的结构,应用模糊规则调节新型快速终端滑模型趋近速率来削弱滑模抖振。分别进行了常值负载干扰、系统参数摄动、时变负载干扰和跟踪误差仿真实验。仿真实验表明,该控制策略的稳定性和伺服跟踪性很好,对参数摄动和负载干扰的鲁棒性很强。

某遥控武器站模拟射击训练器研究

火控系统模拟训练器是为适应现代化信息战争而诞生的一种新型训练设备。针对某型遥控武器站火控系统提出一种模拟射击训练器的设计方案,从硬件和软件两个角度详细介绍各模块的实现方法。设计信号调理盒实现各模块间不同信号类型间的相互通讯,采用3DSMAX/Virtools实现三维虚拟战场环境和目标的制作与驱动,基于Qt设计了与实装一致的显控界面。仿真结果表明所设计的模拟射击训练器可以满足模拟训练的需求。

某小型遥控武器站发射动力学仿真

为得到遥控武器站精度较好的工况,对小型遥控武器站进行发射动力学分析。将搭建小型遥控武器站的3维模型导入ADAMS软件中,进行发射动力学仿真。在ADAMS软件中建立小型遥控武器站的刚柔耦合动力学虚拟样机模型。在3种不同姿态下进行单发和三连发2种不同工况下,对小型遥控武器站进行仿真模拟。结果表明:其射击精度与发射时的姿态存在明显关系,其俯仰角度越大,精度越差。该研究对遥控武器站的设计研发和性能评价提供一定的参考。

某型机枪遥控武器站静动态特性仿真分析

为提高机枪遥控武器站机动性,研究机枪射击过程中架体的受力情况,针对武器站的模态特性及瞬态特性进行仿真分析,开展轻量化设计。在ANSYS软件中对武器站进行有限元建模,对结构进行模态分析、瞬态动力学分析,提取了机枪武器站的固有频率和固有振型,施加时变射击冲击载荷,得到了武器站结构的等值线云图等架体受力特性。根据振型数据特征进行结构优化。分析结果表明,模态特性分布有利,架体结构刚度在动态工况下仍有较大富裕。优化后的结构减轻质量,仍能满足载荷冲击的需求。

机枪遥控武器站锰铜基阻尼合金缓冲器非线性有限元分析及试验

机枪遥控武器站缓冲器存在能量吸收率低、二次冲击、刚度过大等现象,导致枪口振动加剧,影响射击精度.针对上述问题,本文基于锰铜基阻尼合金开展新型缓冲器的设计研究.对锰铜基阻尼合金广义分数阶Maxwell本构模型进行有限元实现,开展锰铜基阻尼合金悬臂梁振动特性实验验证子程序正确性.采用遗传优化算法设计了8片对合组合和24片复合组合两种新型阻尼合金碟簧缓冲器,进行非线性瞬态有限元分析发现24片复合组合碟簧缓冲器效果较好,相对原矩形圆柱弹簧缓冲器的振动加速度有效值可降低66.42%.最后通过缓冲器静压试验和落锤试验验证了仿真分析结果.静压试验表明3 kN时24片复合碟簧静态能量吸收率可达37.1%,落锤试验表明其平均动态能量吸收率为63.64%,是原矩形圆柱弹簧缓冲器的1.51倍,最大位移为2.69 mm,相对原矩形圆柱弹簧缓冲器降低30%.

舰载遥控武器站发展探讨

讨论分析了发展舰载遥控武器站的必要性、内涵及优势,论述了舰载遥控武器站国内外发展情况,提出了发展我国舰载遥控武器站的方案设想,并对关键技术进行分析。