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炸点测量系统末端弹道跟踪控制技术

冯松  
【摘要】:国内兵器试验靶场在末端弹道测量弹丸爆炸点目标时,大多采用的是等待式手动测量方法。这种等待式测量方法存在捕获率不足的问题,针对此问题,在不影响炸点测量系统的测量精度情况下,提出炸点自动测量方式:利用雷达提供引导数据,采用三自由度自动测量机器人系统完成末端弹道跟踪,提高炸点测量目标数据的捕获率。 本文首先针对炸点测量设备实际情况,对三自由度炸点自动测量机器人系统的运动学进行分析,建立了D-H坐标系,并利用Adams软件对系统进行了相关的建模。 其次介绍了三自由度炸点自动测量机器人系统在关节空间和笛卡尔空间轨迹规划相关问题,利用Matlab中Robotic工具箱建立三自由度机器人模型,并进行了水平面内圆弧轨迹规划仿真,得到各个关节的角度运动曲线。利用Adams软件中,输入拟合的各个关节的角度运动曲线,对三自由度机器人系统运动情况进行了仿真,完成了圆弧轨迹规划的目标。 最后对三自由度炸点自动测量机器人系统的硬件结构进行了简要的分析。针对其特点,提出分散滑模非线性NP-D控制算法,并进行了数值仿真。其结果验证了所提出控制方法的有效性,能够很好的完成位置轨迹跟踪。提出采用饱和函数替代符号函数后,能够在很大程度上减少控制力矩的颤振现象,为其工程实现奠定了基础。


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