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内膛精度对轨道炮电枢发射过程影响分析

弹道学报 2024年第1期36卷 35-40页

作者：裴朋超曹斌王普毅葛霞王东东西北机电工程研究所陕西咸阳712099

电磁轨道炮炮膛装配精度直接影响到发射过程中枢轨滑动电接触状态,为分析炮膛装配精度对电枢动态发射的影响,基于炮膛间距实测数值,提取炮膛间距典型变化形态,并建立典型形态下电枢内弹道发射动力学模型,理论分析了炮膛尺寸变化在发射... 详细信息

电磁轨道炮炮膛装配精度直接影响到发射过程中枢轨滑动电接触状态,为分析炮膛装配精度对电枢动态发射的影响,基于炮膛间距实测数值,提取炮膛间距典型变化形态,并建立典型形态下电枢内弹道发射动力学模型,理论分析了炮膛尺寸变化在发射过程中对电枢受力、振动等的影响,并通过真实工况下的动态发射试验和枢轨静态滑动接触试验对理论分析结论进行验证。研究结果表明,膛间距的随机变化可导致发射过程中电枢和轨道处于非对称接触状态,在膛间距变小时,枢轨接触区域会经历由小变大的过程,这一过程有利于增大枢轨接触区域,当膛间距增大时,枢轨接触区域逐渐减小,造成局部面积通过电流过大,当内膛装配精度误差超过0.2 mm以上时,由此引起的内膛间距波动可导致发射过程中电枢受力不均,同时对电枢产生横向附加振动,这是导致电枢膛内高速运动而解体的主要原因之一。通过分析炮膛装配精度对电枢发射过程的影响,研究结果可以有效指导枢轨匹配性设计,对促进电磁炮未来工程化应用意义显著。

关键词：轨道炮炮膛装配精度滑动电接触炮膛形态动态发射

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电磁炮轨道间距高精度测量技术研究

弹道学报 2024年第2期36卷 105-110页

作者：裴朋超曹斌葛霞王东东西北机电工程研究所陕西咸阳712099

电磁轨道炮内膛尺寸精度与发射过程中枢轨高速滑动电接触状态密切相关,准确获取内膛尺寸可有效指导其电枢设计、枢轨匹配性研究等工作。根据轨道炮异形炮膛截面及其形貌特征,并结合内膛间距变化形态,提出一种基于角平分线特性的内膛尺... 详细信息

电磁轨道炮内膛尺寸精度与发射过程中枢轨高速滑动电接触状态密切相关,准确获取内膛尺寸可有效指导其电枢设计、枢轨匹配性研究等工作。根据轨道炮异形炮膛截面及其形貌特征,并结合内膛间距变化形态,提出一种基于角平分线特性的内膛尺寸高精度测量方法,通过将局部长度范围内两条轨道空间位置关系等效成一定角度张开的两条线段,以角平分线为测量基准,在其上任取一测量点,过该点分别做两条轨道的垂线,定义两垂足的连线即为该测量点处的轨道间距值。通过开展样机设计、全系统误差分析及对比校核,对某口径轨道炮轨道间距进行工程实测。结果表明测量误差≤0.05 mm,满足精度要求。通过获取轨道间距准确数据,可对后期电磁发射装置数值建模、装配工艺及性能检测提供不可或缺的测量手段,进而促进轨道炮武器的工程化应用。

关键词：电磁炮轨道间距角平分线特性高精度测量

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炮口振动特性对自动炮射击精度的影响研究

兵器装备工程学报 2024年第2期45卷 1-8页

作者：王二亮刘丹王宏金高英任弘毅西北机电工程研究所陕西咸阳712099

为研究炮口振动特性对射击精度的影响,以某型自动炮为研究对象,对模型做出合理假设,分析自动炮系统各部件之间的约束关系,基于火炮发射多体动力学理论,考虑身管柔性、机构间隙等因素,建立了自动炮动力学仿真模型;通过火炮水平射击时后... 详细信息

为研究炮口振动特性对射击精度的影响,以某型自动炮为研究对象,对模型做出合理假设,分析自动炮系统各部件之间的约束关系,基于火炮发射多体动力学理论,考虑身管柔性、机构间隙等因素,建立了自动炮动力学仿真模型;通过火炮水平射击时后坐和复进的后坐力及后坐位移曲线,验证了仿真模型的准确性。对单发和连发射击时的自动炮动力学特性仿真模型进行仿真计算,得到了该自动炮单发及连发射击时的炮口动态特性。根据各发弹丸出炮口瞬间炮口振动特性,初步计算了千米立靶密集度。仿真结果及立靶密集度计算结果对火炮射击精度的提高和结构优化具有一定的参考价值。

关键词：约束关系火炮发射动力学虚拟样机建模炮口振动特性立靶密集度射击精度

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基于切片推理的小目标检测技术研究

兵器装备工程学报 2024年第2期45卷 269-277页

作者：刘玉雯刘文逸唐云龙彭沛何维真韩星烨西北机电工程研究所陕西咸阳712099

针对高分辨率图像中小目标识别精度低且漏检率高的问题,从模型训练和预测角度,包含特征融合、预测框定位损失函数和检测网络3个方面进行优化,提出一种基于切片推理的改进YOLOv5算法。将CAM模块添加到特征融合网络中,通过扩张卷积提升特... 详细信息

针对高分辨率图像中小目标识别精度低且漏检率高的问题,从模型训练和预测角度,包含特征融合、预测框定位损失函数和检测网络3个方面进行优化,提出一种基于切片推理的改进YOLOv5算法。将CAM模块添加到特征融合网络中,通过扩张卷积提升特征感受野尺度,增强了小目标及其相邻像素的上下文学习效果;使用Focal_EIOU损失函数替换原CIOU损失函数,将预测框与真实框的宽高差异最小化,更加关注有效目标的预测结果,提升了预测框定位精度和损失函数的收敛速度;在检测网络中添加SAHI算法,利用切片思想放大局部特征并对切片结果分别进行预测,提升了图像局部特征的检出效果,降低了小目标的漏检率。经实验对比,本文中改进算法能够有效提取深层网络中的小目标特征,相比于原YOLOv5算法,边界框定位损失明显下降且收敛较快,小目标识别准确率提高了4.4%,小目标检出率增加为原来的2倍,能够有效应用于高分辨率图像的小目标检测任务。

关键词：目标识别小目标检测特征融合切片推理损失函数

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自行高炮稳定跟踪系统建模与谐振抑制方法

兵工学报 2024年第9期45卷 3029-3043页

作者：江腾耀李伟雷昱胡鑫王伟伟西北机电工程研究所陕西咸阳712099

未来战场的高机动作战环境对自行高炮稳定跟踪系统提出了更高的性能要求,根据自行高炮稳定跟踪系统的机械结构特点,应用动量矩定理及矢量求导,基于牛顿-欧拉方法建立描述伺服电机配以减速机驱动方位炮塔和俯仰身管的多刚体动力学模型。... 详细信息

未来战场的高机动作战环境对自行高炮稳定跟踪系统提出了更高的性能要求,根据自行高炮稳定跟踪系统的机械结构特点,应用动量矩定理及矢量求导,基于牛顿-欧拉方法建立描述伺服电机配以减速机驱动方位炮塔和俯仰身管的多刚体动力学模型。通过对动力学模型的进一步分解,得到方位俯仰姿态角与输入力矩的关系式。综合考虑传动机构的刚度和控制对象的变惯量特性,建立载体运动姿态耦合条件下具有复杂动载荷力矩干扰的双轴稳定跟踪系统控制模型。针对结构谐振设计一种基于极点配置法和变增益加速度反馈的自整定PI控制方法与基于观测等效惯量的自整定陷波器,采用大地坐标系下的等效闭环干扰速率补偿式稳定控制策略,对该控制方法进行仿真验证。仿真结果表明:在传动机构存在连接弹性的条件下,所给出的控制方法实现了稳定误差不大于2.2×10^(-2) mrad、正弦稳定跟踪误差不大于3.5×10^(-2) mrad,具有良好的控制精度和抗扰动性能;在保证系统拥有较快响应速度的同时,有效抑制了伺服电机变速和稳态过程中的机械谐振,显著降低了负载力矩振荡和负载有效转矩值。

关键词：自行高炮动力学模型稳定跟踪控制机械谐振极点配置自整定PI

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自行火炮综合性维修保障设备的设计与实现

兵器装备工程学报 2024年第S1期45卷 105-110页

作者：陈连钰陈鑫张国强秦鹏飞王华颖西北机电工程研究所陕西咸阳712099

针对传统的自行火炮维修保障效率低、综合性差,功能单一,以某自行火炮为研究对象,研究设计了一种综合性维修保障设备。详细阐述了电气设备状态评估、故障诊断及基于历史数据自动履历管理的设计实现,该设备具有在线和离线2种使用方式,在... 详细信息

针对传统的自行火炮维修保障效率低、综合性差,功能单一,以某自行火炮为研究对象,研究设计了一种综合性维修保障设备。详细阐述了电气设备状态评估、故障诊断及基于历史数据自动履历管理的设计实现,该设备具有在线和离线2种使用方式,在自行火炮战备训练前、中、后提供保障。经验证,该综合性维修保障设备功能完善、故障定位快速准确、综合性强、人机交互性良好,对自行火炮维修保障设备的高质量发展具有重要意义。

关键词：自自行火炮综合性维修保障故障定位履历管理

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高动态条件下的自行高炮稳定跟踪力矩分析

兵器装备工程学报 2024年第2期45卷 100-108页

作者：江腾耀李伟曹莹星王伟伟耿晓虎西北机电工程研究所陕西咸阳712000

研究了高动态条件下炮塔及身管质量偏心所产生动载荷对自行高炮稳定跟踪系统伺服电机等效输出力矩的影响,基于刚体转动的欧拉动力学方程,建立了质量偏心状态下的炮塔、自行高炮身管与车体之间的动力学模型。分别在车体摇摆、平动,以及... 详细信息

研究了高动态条件下炮塔及身管质量偏心所产生动载荷对自行高炮稳定跟踪系统伺服电机等效输出力矩的影响,基于刚体转动的欧拉动力学方程,建立了质量偏心状态下的炮塔、自行高炮身管与车体之间的动力学模型。分别在车体摇摆、平动,以及摇摆与平动复合运动时,对自行高炮稳定指向和目标跟踪状态下的炮塔方位轴和俯仰轴动力学特性进行了仿真,系统分析了动载荷干扰力矩的特点。仿真结果表明:在自行高炮稳定指向的条件下,车体仅平动时,方位轴、俯仰轴的动载荷及输出力矩与车体加速度呈正比;车体复合运动时,方位轴、俯仰轴的动载荷及输出力矩随车体平动速度的增大而增大。行进间跟踪相比车体无平动下的跟踪,方位轴、俯仰轴的动载荷及输出力矩有了显著的增加,且双轴动载荷对输出力矩的作用更为突出。研究结果为行进间射击的自行高炮炮控系统设计提供了理论依据。

关键词：自行高炮稳定跟踪干扰力矩偏心力矩动力学模型数值仿真

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基于未知动态估计器的下肢外骨骼漏斗控制

兵器装备工程学报 2024年第S1期45卷 345-351页

作者：宋鹏张文豪武明英冯博琳西北机电工程研究所陕西咸阳712099

针对下肢外骨骼在运动控制中由于不可测干扰导致的暂稳态收敛性能恶化问题,提出了一种基于未知动态估计器的下肢外骨骼漏斗控制方法。在干扰辨识与补偿方面,将摩擦干扰、外部环境干扰和参数不确定性视为总体干扰,通过对系统可测状态进... 详细信息

针对下肢外骨骼在运动控制中由于不可测干扰导致的暂稳态收敛性能恶化问题,提出了一种基于未知动态估计器的下肢外骨骼漏斗控制方法。在干扰辨识与补偿方面,将摩擦干扰、外部环境干扰和参数不确定性视为总体干扰,通过对系统可测状态进行滤波操作,结合不变流形定理构造了未知动态估计器(USDE),实现了系统扰动的在线估计。在暂稳态收敛性能约束方面,通过在髋膝关节控制回路设计漏斗变量,保证了跟踪误差暂稳态收敛特性的先验调节,并利用Lyapunov理论分析了所提控制方法的稳定性。仿真对比及计算结果表明:与传统自抗扰控制方法(ADRC)相比,所提方法下髋膝关节维持着与ADRC相似的控制量消耗,但稳态跟踪精度可达0.0054、0.0072,相比ADRC下的0.0574、0.0333大幅提升,且所提方法暂态收敛时间缩短近一倍。

关键词：未知动态估计器轨迹跟踪漏斗控制下肢外骨骼

大温差环境下某特种车辆液压锁紧回路故障分析

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机床与液压 2024年第13期52卷 237-240页

作者：雷凯文屈武斌王跃进张根源西北工程机电研究所陕西咸阳712099

通过对某特种车辆液压锁紧回路在大温差环境中的故障现象进行分析,建立计算模型并设计试验工装进行实装验证,结果表明:在大温差环境下,液压锁紧回路内流体介质压力变化明显,当处于温度上升段时,回路内压力会超过双向液压锁最大开启压力... 详细信息

通过对某特种车辆液压锁紧回路在大温差环境中的故障现象进行分析,建立计算模型并设计试验工装进行实装验证,结果表明:在大温差环境下,液压锁紧回路内流体介质压力变化明显,当处于温度上升段时,回路内压力会超过双向液压锁最大开启压力,与该回路设计值相比差值较大。最后,提出大温差条件下该故障的解决措施,试验验证了增大液压锁控制比或手动降低锁紧回路油压的方式能够解决该故障,对工程设计与应用具备一定的参考性。

关键词：液压锁紧回路双向液压锁大温差环境故障分析