【摘 要】
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高平机位置伺服系统是某火炮自动调炮系统的重要组成部分,由机械、液压及电控子系统组成,是复杂的机电液耦合系统,全面分析系统运动特性和研究适用于系统特点的位置控制策略,有助于提升高平机调炮的可靠性、稳定性和精度。本文以某火炮高平机位置伺服系统为研究对象,运用多领域建模方法,机电液一体化仿真技术,结合差分进化优化算法和反演、扰动观测器、自适应及动态面等控制理论,对系统的相关问题展开了深入研究。主要研究内
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高平机位置伺服系统是某火炮自动调炮系统的重要组成部分,由机械、液压及电控子系统组成,是复杂的机电液耦合系统,全面分析系统运动特性和研究适用于系统特点的位置控制策略,有助于提升高平机调炮的可靠性、稳定性和精度。本文以某火炮高平机位置伺服系统为研究对象,运用多领域建模方法,机电液一体化仿真技术,结合差分进化优化算法和反演、扰动观测器、自适应及动态面等控制理论,对系统的相关问题展开了深入研究。主要研究内容包括:（1）详细介绍了高平机位置伺服系统的组成、工作原理及半自动与自动调炮工作流程,建立了系统的等效数学模型并推导出状态空间模型。（2）利用三个领域专业仿真软件建立了机械子系统的虚拟样机模型、包含复杂非标元件的液压子系统仿真模型及电控子系统仿真模型,有效运用机电液一体化仿真技术实现了复杂耦合系统间的交互仿真运算。（3）搭建了系统试验平台并比对了相同环境下的仿真和试验输出数据,结果显示模型有一定的准确性,可以为武器机电液一体化系统仿真提供参考。分析了三种因素变化对系统动态特性的影响,结果显示背压增大会降低平衡回路的稳定性,高平机油缸内泄和油液温度变化会降低自动调炮上下行的控制精度,为现场调试过程的相关问题提供了理论参考。（4）针对系统特点,设计了基于指数收敛观测器的反演调炮控制器（ECOBSC）和反演自适应动态面调炮控制器（BSADSC）,通过一体化仿真验证了多个射角工况下控制器的性能。结果显示两类控制器在面对上下行多个射角的不同动态特性变化时,观测器能进行合理补偿,自适应参数能快速在线调整,提高了调炮精度且高平机腔内压力变化稳定。（5）模型中设置多组高平机油缸内泄和油液温度变化工况,BSADSC均实现了有效补偿,能保证一定的调炮控制精度。对所设计的控制策略（ECOBSC）进行了试验,分析了控制性能,说明了不足之处。
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