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雷达车液压自动调平控制系统及算法研究
| 论文题名： | 雷达车液压自动调平控制系统及算法研究 |
| 关键词： | 自动调平;控制系统;调平策略;机电液联合仿真 |
| 摘要： | 雷达车在现代信息化作战中发挥着越来越重要的作用，其自动调平控制技术是雷达车架设的关键，而调平时间、调平精度和调平稳定性是自动调平的主要性能指标。本文以某型四点支撑液压式雷达车为研究对象，对其自动调平控制系统进行数学建模、仿真分析和实验验证，并设计相应的控制策略和算法来满足自动调平控制的高精度、快速性和稳定性要求。主要的研究内容有： （1）综述了国内外对自动调平技术的研究现状，提出需进一步提高调平精度、快速性和稳定性的关键问题。根据雷达车控制系统的技术需求，给出了自动调平系统的总体设计方案。 （2）通过空间坐标旋转变换理论对车体平台姿态进行运动学分析，得到了平台倾角与支撑腿位置坐标之间的关系，并从理论上验证了在调平中使用倾角传感器的可行性。针对调平过程中可能出现的虚腿问题，对水平状态下和非水平状态下的车体平台进行静力学分析，得到平台倾角与支撑腿受力之间的关系，进而提出了结合平台倾角和压力变化的虚腿检测方法。 （3）针对支撑腿液压驱动的运动特性，建立了比例阀控液压马达带动螺旋丝杠的数学模型，进而在AMESim软件中搭建了单支撑腿的液压仿真模型和整个调平液压系统仿真模型，通过马达转速阶跃响应和支撑腿位移跟踪仿真，验证了模型的合理性。 （4）针对调平过程需满足快速性、高精度和稳定性需求，通过对比分析位置误差控制调平法、角度误差控制调平法、逆系统解耦调平法的优缺点，提出采用逆系统姿态求解结合最高点不动的阶段调平控制策略。针对雷达车液压调平控制系统存在的时变、非线性等特点，提出利用模糊神经网络PID控制算法来对传统PID控制器参数进行自适应调节，进而改善自动调平系统的控制性能。并在Simulink中对自动调平系统的AMESim液压模型和Multibody机械模型进行机电液联合仿真分析，仿真结果表明模糊神经网络PID控制算法对于提升自动调平控制系统中的快速性、调平精度和抗干扰性能有显著效果。 （5）针对某型四点支撑液压式自动调平控制系统，进行了硬件电路设计和软件设计，并完成了“一键式”自动调平实验和不同坡度对比实验，实验结果表明本文设计的调平控制策略和控制算法能满足调平系统所需的快速性、高精度要求，且在调平过程中未出现虚腿。 |
| 作者： | 郑杰 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 潘运平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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