装甲车辆电气仪表及控制盒自动检测系统的设计

针对我军装甲车辆电气仪表及控制盒种类繁多的实际情况,将装甲车辆电气仪表及控制盒自动检测系统设计成了综合的开放式自动化检测系统。该系统以PC机为控制核心,采用总线式的设计思想,解决了在同一试验台上自动检测不同仪表和控制盒的问题。该系统经实际应用表明,满足了用户的需求,效果良好。

基于CANopen的装甲车辆电气系统总线控制策略

基于CANopen协议,建立了适用于装甲车辆电气数字化控制系统的CAN总线应用层协议,引入了混合调度算法提高系统的可靠性和实时性,对各子系统的通信报文进行提取,在此基础上得出驾驶员显示控制终端的报文,并对其进行优化。

基于DSP+μCOSⅡ的装甲车辆数字灭火控制系统设计

阐述基于DSP和μCOS-Ⅱ的装甲车辆数字灭火控制系统设计,给出了系统的总体结构、关键电路设计和软件实现。该系统采用TMS320LF2407作为核心控制器,内嵌实时操作系统μCOS-Ⅱ,具有实时性和高可靠性等特点。系统设计应用BIT(Built-in-Test)和CAN总线技术,除实现良好的灭火功能外,还具有系统状态的实时监测和故障在线诊断能力。

基于修正因子的模糊PID控制在装甲车辆稳瞄系统中的应用

简要分析了影响稳瞄系统稳定精度的因素以及系统的性能需求。针对经典PID控制算法在该系统上存在的缺点和不足,设计了一种基于量化因子和决策因子自修正的模糊PID控制器,利用子模糊系统自适应调整量化因子和决策因子。实验结果表明,该方法克服了经典控制算法存在的不足,能有效地隔离载体扰动,系统的稳定精度和动态性能都得到了显著提高。

分级递阶智能控制在指挥防护工程内环境系统中的应用

针对目前国防工程中指挥防护工程内环境比较落后的现状,结合当前在自动控制领域中分级递阶智能控制的先进性与科学性,重点阐述了指挥防护工程内环境系统实施分级递阶智能控制的重要性、必要性以及指挥防护工程内环境系统的智能化体系构成等。

基于ESO的装甲车辆稳瞄系统积分滑模控制

针对装甲车辆稳瞄系统中存在摩擦力矩、参数漂移等非线性扰动因素造成系统性能下降的问题,设计一种基于扩张状态观测器(ESO)的积分滑模控制策略。在基于状态变量的滑模面中引入了误差积分补偿项,有利于降低系统的稳态误差,同时突破了常规滑模控制中被跟踪信号的各阶导数均需已知的限制;利用ESO对系统内外扰动进行观测补偿,减小了滑模控制所需要的切换增益,削弱滑模控制容易出现的抖振现象。仿真及实验结果表明,跟踪精度保持在0.5%以内,系统最大稳定误差小于0.1mrad,该控制策略能够很好地抑制各种非线性扰动因素的影响,有效地改善系统的控制性能。

某型装甲车三防系统控制盒数字化改造

现代化战争的多样性,使得对装甲车辆三防系统的改造升级提出了更高的要求。为了解决三防控制盒体积大、排线乱、功能简单的问题,以某型装甲车辆三防控制盒为研究对象,分析研究其工作原理;在控制方式、控制速度、延时控制方面进行对比分析,最终选择单片机控制方式,以STM32F103C8T6为主控芯片对三防控制盒进行改造设计。由于在实际装甲车辆防护系统中,该控制盒还接收灭火抑爆控制盒传输的信号,从理论上分析,要增加其控制功能,只需改编其控制程序即可,即提高了其可扩展性和可维护性。该控制器改造完成后为三防系统故障诊断的研究提供了硬件基础。改造完成后的三防控制器除具有实现原基本的核化生防护功能外,还具有体积小、集成度高、灵敏性高等特点。

装甲车辆数据采集控制系统故障机理研究

装甲车辆数据采集控制系统是装甲车辆各系统中比较精密的系统,在其使用中受到恶劣环境的影响,该系统容易发生一系列故障,这些故障按类型可分为软故障和硬故障。故障的发生是由多种原因造成的,既与系统部件自身结构特点和功能特性有关,又受采集控制系统实际工作环境和工作条件的影响,要完全理解故障发生原因,就需要研究数据采集控制系统的基本结构和工作特性,分析各种常见的故障类型及故障发生机理。同时也为后续的故障检测定位提供一定的理论依据。本章以某型装甲车辆数据采集控制系统为例,将介绍数据采集控制系统的基本结构和工作特性,并列举常见故障类型及现象,对常见故障作机理分析。

二阶系统线性自抗扰控制器频带特性与参数配置研究

本文从频域分析方法入手,基于线性自抗扰控制器的闭环传递函数和频带特性曲线,系统地分析了扩张状态观测器的跟踪估计能力和自抗扰控制器的稳定性、对外部扰动的抑制能力、对控制输入增益不确定性和模型参数不确定性的鲁棒性及其噪声传递特性,探讨了系统动态特性与控制参数的关系;在此基础上提出了控制参数的工程配置方法,最后将其应用于某高精度武器控制系统,验证该方法的有效性.此外,本文还分析了自抗扰控制器工程应用中的超调现象、控制量深度饱和以及前置滤波器设计等问题,为工程设计提供理论依据和实践参考.

四轴飞行器姿态控制系统设计

四轴飞行器具有不稳定、非线性、强耦合等特性,姿态控制是四轴飞行器飞行控制系统的核心;通过分析四轴飞行器的飞行原理,根据其数学模型和系统的功能要求,设计了四轴飞行器的姿态控制系统;该系统采用stm32系列32位处理器作为主控制器,使用ADIS16355惯性测量单元等传感器用于姿态信息检测;系统基于模块化设计的思想,各传感器都使用数字接口进行数据交换,结构简单;使用PID控制算法进行姿态角的闭环控制,实验结果表明,飞行器能较好的稳定在实验平台上,系统满足四轴飞行器室内飞行姿态控制的要求。

光电跟踪系统自抗扰伺服控制器的设计

考虑系统扰动对光电跟踪伺服系统精度的影响,提出了采用自抗扰的控制方案,并分析了实现自抗扰的工作原理。对某型光电跟踪系统进行了结构分析,将目标运动速度视为外部扰动,系统内部参数摄动视为内部扰动,采用扩张状态观测器从系统响应的输入、输出信号中估计出扰动,并进一步用跟踪微分器提取扰动的一阶导数来提高对扰动的估计精度,以最大程度地补偿扰动。实验结果表明,在载体扰动下,跟踪最大角速度为40mrad/s,最大角加速度为8mrad/s2,机动目标的误差<0.1mrad,且响应速度快,超调<10%。该方案结构简单,控制鲁棒性强;无需额外的传感器对目标运动进行测量、滤波和预测,即可有效提高系统高精度捕获、跟踪快速机动目标的能力。

装甲分队动态武器目标分配中蚁群算法终止控制

针对较大规模静态武器目标分配问题中算法实时性差、分配方案不适用于发生变化的战场态势的问题,分析了装甲分队动态武器目标分配问题的特点,以解效用最大为目标函数,提出了一种算法终止控制策略,其综合考虑了解的质量、继续计算改善解质量的效率、模型参数变化的影响。将该策略应用于一种改进蚁群算法中,仿真结果表明,应用此种策略可在确保一定解质量的前提下,避免解失效并有效提高解效用,减少计算迭代次数,缩短计算时间。

基于扩张状态观测器的炮控系统串联滑模控制

针对坦克炮控系统中存在齿圈间隙、摩擦力矩和参数漂移等多种非线性因素造成系统驱动延时、换向振荡和低速"爬行"等问题,设计了一种基于扩张状态观测器(ESO)的炮控系统串联滑模控制器。首先,利用系统内部可测信息,将炮控系统分解为n个串联的一阶子系统;然后,引入ESO估计各子系统的不确定性。在此基础上,基于backstepping递推思想,分别针对各子系统设计滑模控制器,并逐步向后递推,构成炮控系统串联滑模控制器。试验表明,该方法能够很好地抑制各种非线性因素的影响,有效地改善系统控制性能。由于各子系统均为一阶系统,ESO和滑模控制器的设计大为简化,易于工程实现。此外,该方法还有效地抑制了传统滑模控制的抖振问题。

装甲车电传动冷却系统总体技术研究

电传动冷却系统是装甲车辆电传动系统的重要组成部分之一。基于对电传动冷却系统热源及其工作情况的分析,估算了各热源需要散发的热量,进行了初步热平衡计算,在此基础上提出了适应装甲车辆电传动情况冷却系统结构方案,该方案由高、低温循环回路组成。通过确立系统优化目标和优化函数,初步设计了高低温循环回路的板翅式散热器的尺寸。

坦克炮控系统自适应模糊滑模控制方法

针对坦克炮控系统这一类非线性和不确定性的复杂对象控制问题,提出一种自适应模糊滑模控制方法。采用滑模控制与模糊逻辑相结合的方法,滑模开关函数的绝对值作为输入组成一维模糊逻辑推理器,它的输出用以在线调整一维模糊控制器的输出增益,依据Lyapunov稳定定理获得最终的控制量。系统中的滑模控制器保证了系统的快速跟踪性能;而模糊控制器抑制了闭环系统的各种扰动,在不牺牲系统鲁棒性的同时达到削弱抖振的目的。从理论上证明了系统的稳定性,并且通过仿真验证了该结果。仿真结果表明,该设计方法大大优于经典设计,而且结构简单,易于设计,为炮控系统实际设计提供了一种可行的方法。

基于扩张状态观测器滤波的坦克炮控系统模型参考自适应控制

坦克炮控系统是一类不确定、非线性的复杂系统。针对其在低速运行时产生"爬行"、振荡等的问题,依据扩张状态观测器(ESO)滤波和Popov超稳定理论,提出了一种基于ESO滤波的模型参考自适应控制方法。研究了坦克炮控系统的数学模型,给出了基本假设,设计了ESO滤波器和模型参考自适应控制器,并证明了其稳定性,最后通过仿真验证了该方法的有效性。仿真结果表明,该方法有效地消除了系统的未建模动态及外界扰动的影响,增强了系统的快速性,解决了系统的低速"爬行"问题,改善了系统的稳态性能,为炮控系统实际设计提供了一个可行的解决方案。

质子交换膜燃料电池系统动态控制研究

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有噪声低、红外特征弱,可靠性高等特点,在军用车辆和野外电源等领域有一定的应用价值。燃料电池系统的反应特性与其内部结构、反应环境等多种因素有关,而受传感器的限制,电堆内部质子交换膜的温、湿度等因素无法直接测量,系统每一次的反应特性也不尽相同,系统模型难以确立,传统的精确控制对系统湿度调节效果不佳。本文以3 kW风冷式PEMFC为研究对象,设计了一个简化控制系统,对PEMFC系统湿度进行动态控制,使电堆湿度在阈值范围内周期性变化,摆脱了控制方式对系统模型的依赖性,解决了燃料电池内部湿度均匀性问题,并通过实验验证了该控制方法的可行性及效果。

装甲车辆电气设备虚拟维修训练系统

利用Virtools 5.0和Visual C#2008软件平台联合开发的方式,结合某型装甲车辆电气设备,建立装甲车辆电气设备虚拟维修训练系统原型。介绍了系统的功能、体系结构和组成,重点研究了实现该系统的关键技术,包括基于Virtools的二次开发、基于Access的数据库开发、基于Project的拆装序列描述。

轨道交通车辆牵引电传动系统的调制与控制策略

针对轨道交通车辆牵引电传动系统,研究适应全速度范围的多模式调制方法以及与之相应的混合控制方法。首先,分析轨道车辆牵引电传动系统的特点,提出与之对应的多模式调制方法。其次,在分析多模式调制方法特点以及改进矢量控制方法存在问题的基础上,提出由矢量控制和转差频率控制构成的混合控制方法。最后,通过仿真和实验验证了多模式调制方法以及混合控制方法的有效性。混合控制方法避免了单脉冲调制模式下的磁场定向和弱磁控制,简化了控制算法,提高了单脉冲调制时系统控制的可靠性。矢量控制和转差频率控制之间的切换方法是混合控制方法实现的关键,本文对该切换方法进行了详细讨论。实验结果表明,该方法能够保证两种控制方法之间的平滑切换。

基于BP神经网络的装甲车辆电源系统故障诊断方法研究

为实现装甲车辆电源系统故障诊断的智能化,在Simulink中建立爪极同步发电机数学模型和桥式不可控整流电路来构建装甲车辆电源系统基础模型,通过设置各类故障,采集不同的电压故障波形中的数据并进行归一化处理;在Matlab中编写、运行BP神经网络训练程序,得到网络模型,并取测试样本进行验证;结果证明了该训练后的神经网络的正确性,表明了BP神经网络在装甲车辆电源系统故障诊断中具有可行性,达到了对整流器故障诊断的目的。