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弹药转运系统优化设计及调度仿真的研究

朱淋淋  
【摘要】:弹药调度是舰炮武器的关键性问题,其调度策略的优劣能够反映舰炮武器的作战能力,所以对弹药转运系统调度策略的研究具有很重要的意义。本文以弹药转运系统为研究对象,结合模块化设计方法对转运系统进行了模块划分,以系统供弹时间最短为调度目标函数,建立了各功能模块的调度模型,并对调度模型进行了仿真分析,得到系统最优调度时序,最后对转运样机进行了调度实验验证。 首先,在综合分析国内外各种自动化舰炮转运系统的基础上,设计出了带有缓冲弹箱的弹药转运系统。将整个弹药转运系统划分为用户层、功能层和设备层,并结合模块化设计方法将将设备层划分为存储模块、转运模块、提升模块和缓冲模块,为各个功能模块进行了结构设计。 其次,针对弹药转运系统的调度问题,本文在分析系统转弹过程及Petri网的应用范围的基础上,选择OOTCSPN建模方法对弹药转运系统的调度过程进行建模。本文以转弹时间最短为调度问题的目标函数,建立了四个功能模块的OOTCSPN调度模型,最后通过变迁门将四个功能模块的PN模型连接成整个弹药转运系统的模型,并对系统调度模型进行了可达性、有界性和守衡性分析。 再次,利用Stateflow软件对建立的PN模型进行并行时序逻辑仿真分析,生成各功能模块的逻辑时序曲线并加以分析,从而确定了弹药转运系统的最佳转弹时序,并以此作为上位机的调度控制的依据。 最后,应用LabVIEW测控软件对弹药转运样机进行调度测控实验。为验证调度策略的最优性,本文采用随机调度策略和Stateflow仿真得到的供弹策略分别对样机进行实验,通过VISA串口通信功能将采样数据传输给用户层,在用户计算机中进行时序分析,并将两种策略下的时序分析结果进行对比。 本论文对弹药转运系统调度问题的研究成果,对Petri网在物流调度中的推广应用具有一定的参考价值。


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