基于自抗扰控制的坦克炮控系统研究

发布时间：2020-04-11 10:39

【摘要】：坦克炮控系统是保证坦克战斗力有效提升、坦克火力充分发挥的重要手段,现代坦克炮控系统的发展趋势是大功率数字交流全电炮控系统。针对炮控系统高响应速度和强抗扰能力的需求,本文基于自抗扰控制开展坦克炮控系统的研究。首先,本文设计了大功率数字交流全电炮控系统的总体结构,介绍了炮控系统的工作原理。根据炮控系统的性能要求和坦克特殊的工作环境,对火炮和炮塔的动力源,即驱动电机提出了特殊要求。针对炮控系统的控制结构进行对比分析,确定选取双模双环的控制结构以提高系统的响应速度。其次,本文建立了炮控系统的数学模型,设计了常规的三环控制器。驱动电机是炮控系统的核心组成部分,在详细分析驱动电机的数学模型、矢量控制和驱动技术后,建立了理想情况下炮控系统的数学模型。在设计电流、速度和位置调节器的基础上,通过仿真分析了三环结构响应缓慢的原因。然后,本文采用双模双环的控制结构,设计了基于自抗扰的炮控系统控制器。由于非线性因素严重阻碍了炮控系统性能的大幅提高,本文采用自抗扰控制以提高炮控系统的抗扰能力,同时根据炮控系统所处的工作状态对控制器实行切换控制。为了进一步增强炮控系统对转动惯量变化的鲁棒性,设计了基于模型参考自适应的转动惯量辨识器。最后,本文进行了仿真分析和初步实验。针对炮控系统的瞄准性能、稳定性能和抗干扰能力作了多次仿真分析,结果表明,采用双模双环的基于自抗扰控制的炮控系统,不仅满足瞄准速度变化范围大的要求,而且动态响应迅速、稳定精度高,同时能够有效提高炮控系统的抗干扰能力,提升炮控系统的整体性能。
【图文】：

电流环的仿真模型

电流环的阶跃响应
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TJ811

【参考文献】

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本文编号：2623493