某型火炮药协调器液压系统故障诊断研究

摘要

弹药自动装填系统是自动武器系统的重要组成部分，而协调器是弹药自动装填系统的核心，并以液压传动作为驱动方式。因液压系统具有故障频率高，故障隐蔽性强以及故障模式多样化等特点，故障发生后难以准确快速定位以采取补救措施。为提高其可靠性，本文以某国防在研项目为背景，运用AMESim与ADAMS仿真技术，结合神经网络开展了相应的故障智能诊断研究。本文研究内容分为以下几个方面: (1)剖析了火炮药协调器系统的组成、结构及工作原理，对协调臂液压系统进行故障模式梳理，总结了液压系统的共性故障和火炮药协调器液压系统的个性故障，并以此进行了故障模式与影响分析(FMEA)。 (2)分析推导了协调臂电液伺服系统数学模型，建立了药协调器的ADAMS与AMESim机液联合仿真模型，分析了药协调器液压系统的动态特性。并结合多模型对比、测试试验来验证模型的准确性，对模型参数进行了优化。 (3)选取了具有代表性的五种故障模式进行了大量仿真分析，以液压油缸的压力，协调角速度、角位移为监测量，确定了具有代表性故障特征，并提取相应的特征值，构建了故障样本。 (4)建立了BP神经网络学习算法，进行学习训练，并利用部分样本作为检验数据验证其可行性，结果表明其该BP神经网络能够准确的识别药协调器液压系统的五种故障模式，达到了故障诊断的目的。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题的背景及研究意义

1．2 火炮液压系统

1．3 液压系统故障诊断方法以及国内外研究现状

1．3．1 研究方法

1．3．2 国内外研究现状

1．3．3 液压仿真研究现状

1．4 本文主要的研究内容

2 药协调器系统分析

2．1 协调器的结构和工作原理

2．1．1 协调臂的结构与工作原理

2．1．2 摆动装置的结构与工作原理

2．2 协调器液压系统的概述

2．2．1 药协调器液压系统组成

2．2．2 药协调器液压系统工况分析

2．3 液压系统故障分析

2．3．1 液压系统共性故障分析

2．3．2 药协调器液压系统个性故障分析

2．3．3 故障模式与影响分析(FMEA)

2．4本章小结

3 药协调器液压系统的建模与验证

3．1 液压系统数学模型建立

3．1．1 电液伺服阀数学模型

3．1．2 阀控液压缸数学模型

3．1．3 协调臂电液伺服系统分析

3．2 药协调器联合仿真模型建立

3．2．1 软件介绍

3．2．2 药协调器动力学模型的建立

3．2．3 协调臂液压系统建模

3．2．4 联合仿真建模

3．3 联合仿真结果分析

3．3．1 协调仿真分析

3．3．2 摆入仿真分析

3．3．3 摆出仿真分析

3．4 仿真模型验证与测试试验

3．4．1 多模型对比验证

3．4．2 试验验证

3．5 本章小结

4 药协调器的故障建模及仿真分析

4．1 比例伺服阀故障建模

4．1．1 比例伺服阀的AMESim建模

4．1．2 基于AMESim的伺服阀故障建模

4．2 液压缸故障建模

4．2．1 液压油缸的AMESim建模

4．2．2 基于AMESim的液压缸故障分析

4．3 液压泵故障建模

4．3．1 齿轮泵工作原理

4．3．2 齿轮泵的故障仿真

4．4 本章小结

5 药协调器液压系统的故障诊断

5．1 神经网络概述

5．2 故障样本建立

5．3 BP神经网络故障诊断实现

5．4 本章小结

6 全文工作总结

6．1 本文主要工作和结论

6．2 研究展望

致谢

参考文献

附录