某火炮链式弹仓机电系统高精度位置控制研究

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本文以某自动装填系统中链式弹仓子系统为研究对象,结合滑模控制、自适应控制、扰动观测及模糊控制等先进控制理论,对链式弹仓位置控制系统相关问题进行了深入研究。主要研究内容包括以下几部分:(1)详细阐述了链式弹仓系统的结构特性、工作原理。对链式弹仓系统进行了动力学分析,以其执行机构为等效元件,根据动能守恒定理得到弹仓系统的等效数学模型,为后续链式弹仓控制系统的设计奠定了基础。采用三维建模软件建立弹仓系统的虚拟样机模型,借助动力学仿真软件建立了弹仓系统的动力学仿真模型,并且为保证此模型的准确性,文章对此模型进行了系统辨识。(2)首先,文章以链式弹仓数学模型为基础,结合对变结构控制理论的相关研究,设计了链式弹仓滑模控制系统,仿真与实验结果表明文章所设计的链式弹仓滑模控制系统具有较强的抗干扰能力和较好的鲁棒性;其次,文章结合扰动观测技术以及自适应控制理论,设计了基于干扰观测器的弹仓趋近滑模自适应控制系统,有效降低了链式弹仓系统中存在的不确定性,并在一定程度上削弱了滑模控制系统的高频抖振,提高了控制系统的整体性能;最后,依据模糊逼近理论设计的弹仓模糊自适应滑模控制系统,不仅降低了控制系统的设计难度保证了滑模条件,而且获得了较好的控制效果。(3)搭建链式弹仓试验平台,在弹仓试验平台上对本文所设计的控制系统进行了实验验证,实验结果表明本文针对链式弹仓系统所提出的三种滑模控制算法具有较高的控制精度和较强的鲁棒性。
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