舰炮出弹平台的非线性动态特性研究

摘要

对于现代的海战中，舰炮作为舰艇的主要作战武器，在反舰作战、对岸火力打击和舰艇防空中具有不可替代的作用。随着现代军事技术的进步以及海军战略思想和海战模式的变化，对舰炮的弹库系统提出了更高的要求，因此设计出能够高速、稳定、可靠、准确供补弹药的自动化弹库系统已经成为国内外舰炮学者的研究重点。
　　本文针对弹库提出了一种采用弹箱转运方式的新型方案，出弹平台作为弹箱转运系统的核心组成部分，其振动特性直接影响供弹的速率、精度以及系统运行的可靠性，因此采用理论研究与仿真分析相结合的方式，运用刚度的非线性理论和混沌振动理论，对出弹平台的非线性动态特性进行研究。
　　结合国内外模块化弹库、转运机构的相关结构和原理，提出弹箱转运系统的结构方案，首先确定其设计准则和工作原理，然后着重介绍了出弹平台的结构方案，滚珠丝杠副作为出弹平台的主要传动部件，概述了其基本特性，建立了滚珠丝杠系统刚度的非线性动力学模型，并对其求解和分析。
　　针对出弹平台刚度的非线性振动问题，首先建立其动力学模型，然后采用迭代法和谐波平衡法求得系统近似解析解，并在Matlab/Simulink环境下进行数值仿真分析，验证了整个系统处于非线性振动状态，得到了系统非线性振动的运动规律以及影响振动特性的系统参数。
　　根据已经建立的出弹平台刚度的非线性动力学模型，应用混沌理论，对系统进行混沌振动分析。首先通过庞加莱截面映像法判别系统在不同参数值时是否发生混沌振动，然后使用分岔理论可以直观的看出系统由周期运动通过分岔进入混沌的过程，接下来分析系统参数对初值的敏感性，描述了系统运动状态随参数的变化规律，最后介绍了混沌振动分形维数的变化规律。
　　在出弹平台刚度的非线性动力学分析和混沌振动分析的基础上，选择BP神经网络对系统混沌振动进行主动控制，使用隔振和减振、合理选择滚珠丝杠支撑方式和出弹平台轴向运动范围以及控制阻尼比等方法进行被动控制，以此来提高出弹平台运行的精度和可靠性。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状和发展趋势

1.3 论文研究内容

第2章 弹箱转运系统总体布局及主要部件分析

2.1 引言

2.2 弹箱转运系统结构方案设计

2.3 弹箱转运系统的样机搭建

2.4滚珠丝杠的基本特性

2.5 滚珠丝杠的非线性分析

2.6 本章小结

第3章 出弹平台刚度的非线性动力学模型的建立和求解

3.1 引言

3.2 出弹平台刚度的非线性振动方程的建立

3.3 出弹平台刚度的非线性振动方程的近似解析解

3.4 出弹平台刚度的非线性振动方程的数值解

3.5 本章小结

第4章 出弹平台的混沌振动分析

4.1 引言

4.2 出弹平台基于庞加莱截面映像法的混沌分析

4.3 出弹平台非线性振动方程的分岔与混沌分析

4.4 出弹平台混沌振动的初值敏感性分析

4.5 分形维数

4.6 本章小结

第5章 出弹平台的混沌控制研究

5.1 引言

5.2 振动控制的概述

5.3 被动控制

5.4 主动控制

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢