坦克武器稳定系统建模与控制技术

　　坦克火力系统的总体性能要求为“先敌开火，首发命中”，而武器稳定系统则是实现这一目标的关键环节，对发挥坦克火力性能具有决定性的作用。特别是在新时期高机动作战条件下，坦克武器稳定系统的性能要求越来越高，如何针对系统强干扰、快时变性和高性能要求等特点，进一步提高系统控制性能和抗扰能力，是武器稳定系统研究设计面临的新课题。这一课题涵盖诸多子课题，例如坦克机动对武器稳定有什么影响，如何影响的，影响究竟多大，又如，武器稳定系统应该怎样构架，部件怎样选型设计，如何实现高精度控制等，这些问题涉及系统的理论构架、建模控制及其工程应用等方面，具有耦合性、复杂性、多学科交叉性等特点。针对上述问题，《坦克武器稳定系统建模与控制技术》从理论研究和工程实践两个角度系统地进行坦克武器稳定系统建模与控制技术的研究分析，研究内容既注重理论体系构建，又紧密联系装备科研实践和作战需求，分析方法涉及理论计算、仿真分析、工程设计与实装试验。《坦克武器稳定系统建模与控制技术》共分为7章：第1章，概论，概述坦克武器及其稳定控制系统的基本原理、结构和性能指标要求，分析近年来系统的发展趋势及关键技术，探讨高机动作战条件下系统面临的挑战与对策；第2章，坦克一武器耦合动力学与扰动谱测试分析技术，从理论计算和测试分析两个方面对坦克机动过程中扰动力矩的传递路径、作用规律、测试方法以及频谱特性进行分析研究；第3章，武器稳定系统构架与建模分析，首先根据系统需求开展部件选型和参数匹配计算，在此基础上，构建系统非线性数学模型，分析系统非线性特性及其对运动性能的影响，最后探讨系统虚拟样机模型构建方法及其应用；第4章，系统非线性状态估计与参数辨识技术，分析状态估计与参数辨识器的构架与设计，提出基于串联结构的辨识器降阶方法，构建状态估计与参数辨识的误差传递模型，探讨辨识误差的动态补偿原理；第5章，武器稳定系统非线性补偿与多模态控制，首先对齿隙、摩擦分析与补偿控制研究中的典型方法进行介绍，在此基础上，分析整系统的多非线性补偿与抗扰控制策略，最后针对武器稳定系统的特殊应用工况，探讨其多模态一体化控制的问题；第6章，无间隙传动武器稳定系统及其高精度控制，针对常规武器稳定系统结构存在的问题，探讨了一种基于座圈电机／直线电机的无间隙传动武器稳定系统体系结构，分析该系统中特种电机设计、驱动器死区抑制等特殊问题，在此基础上讨论高精度抗扰控制策略及其工程实现方法，并对其他应用中的高精度传动技术进行简要概述；第7章，系统控制参数自适应调整与自优化技术，探讨基于智能优化算法的系统控制参数整定以及系统参数优化平台的开发方法，在此基础上进一步开展智能学习型武器稳定系统的设计，实现控制参数全程实时自动调整与动态自优化，从而实现系统性能的自动维护，即构成“免维护武器稳定系统”。

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