基于机电耦合的链式机枪动力学仿真

发布时间：2024-03-17 03:20

　　链式机枪系统分为枪械部分和电机控制部分,是一种外能源武器,具有可实现变射频、结构原理简单、工作可靠性高等优点。武器的模拟仿真是武器研发过程中重要一环,通过仿真可以初步得到武器各部件的运动特性,对武器的研制有一定的指导意义。外能源武器的仿真往往只对武器部分进行动力学仿真,而忽略了机电控制部分对武器性能的影响。论文以链式机枪为研究对象,从机电耦合角度出发,将其作为一个机电系统进行联合仿真,并分析其动力学特性。论文主要做了以下几个工作:在UG软件中对链式机枪结构进行分析,简化仿真过程中对结果影响不大的零部件,将三维模型导入ADAMS软件中。运用ADAMS软件中特有的ADAMS/Machinery模块建立完整的链条链轮组件和轴承组件,将其与导入的机枪模型进行组装,完成链式机枪虚拟样机的建立。在虚拟样机建立后,基于动力学理论分析了链式机枪系统的动力学特性。首先建立了链式机枪直流伺服电机的数学模型,其次将电机传动看作多轴传动系统并作了简化,最后根据链式自动机运动关系建立了自动机的运动特性函数,运用MATLAB软件对自动机的运动特性进行求解并进行了相应的分析。确定联合仿真机械子系统的输入输出变量,通...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 课题相关领域的国内外研究现状
        1.2.1 链式机枪的研究现状
        1.2.2 自动武器动力学研究现状
        1.2.3 机电耦合动力学的相关研究
    1.3 课题研究内容及论文组织
        1.3.1 课题研究的主要内容
        1.3.2 本论文的组织
    1.4 本章小结
2 链式机枪几何模型简介与虚拟样机建模
    2.1 链式机枪工作原理及特点
        2.1.1 链式机枪的工作原理
        2.1.2 链式机枪的特点
    2.2 链式机枪几何模型
        2.2.1 身管节套组件
        2.2.2 机匣组件
        2.2.3 机心组部件
        2.2.4 供弹机构组件
        2.2.5 链式机枪总体装配图
    2.3 链式机枪虚拟样机建模
        2.3.1 ADAMS软件简介
        2.3.2 建立虚拟样机模型的假设
        2.3.3 ADAMS软件中创建链轮链条组件及轴承
        2.3.4 虚拟样机模型的导入及材料设定
        2.3.5 虚拟样机模型运动副添加
        2.3.6 虚拟样机模型载荷的添加
        2.3.7 虚拟样机模型接触的定义
    2.4 本章小结
3 链式机枪机电耦合动力学研究
    3.1 链式机枪直流电机的数学模型
        3.1.1 链式机枪直流伺服电机的工作原理
        3.1.2 链式机枪直流伺服电机电压平衡方程
        3.1.3 链式机枪直流伺服电机转矩方程
        3.1.4 链式机枪直流伺服电机传递函数
    3.2 链式机枪机电耦合模型
        3.2.1 链式机枪机电耦合动力学模型
        3.2.2 链式自动机运动特性分析
    3.3 本章小结
4 链式机枪机电联合动态仿真
    4.1 ADAMS/MATLAB机电联合仿真简介
    4.2 机电联合仿真机械系统模型的建立
    4.3 基于PID控制的机电联合仿真
        4.3.1 PID控制算法
        4.3.2 链式机枪直流伺服电机仿真模型的建立
        4.3.3 链式机枪机电耦合仿真分析
    4.4 不同射频下的机电耦合动态仿真分析
        4.4.1 500 发/分射频下链式机枪自动机机电耦合仿真分析
        4.4.2 400 发/分射频下链式机枪自动机机电耦合仿真分析
        4.4.3 300 发/分射频下链式机枪自动机机电耦合仿真分析
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：3930430