某遥控特种机械的动力学建模仿真与分析

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作者：李化耀 论文级别：硕士 学科专业名称：火炮、自动武器与弹药工程 中文关键词：遥控武器站 ; 12.7mm重机枪 ; 三自由度系统数学建模 ; 机枪多目标优化 ; 机枪系统仿真 英文关键词：Remoto Weapons Station ; 12.7mm machine gun ; 3-degree mathematics model ; Multi-objective optimization for the machine gun ; System simulation of the machine gun 学位年度：2008 导师：廖振强 学科代码：082603 学位授予单位：南京理工大学 论文提交日期：2008-05-01

摘要

本文首先介绍了国内外遥控武器站和重机枪的发展背景和研究趋势,对重机枪的结构进行详细地分析。
     以经典内弹道学,自动武器气体动力学,自动武器动力学以及多自由度刚体动力学等理论知识为基础,以遥控武器站上的机枪系统为研究对象,对该机枪系统的单发和连发发射自动机工作过程进行了详细的分析。建立了以不同高低射角发射的三自由度运动数学模型。
     在数学建模的基础上,利用VB语言,编写了遥控武器站上机枪系统的动力学仿真计算软件。通过人机交互式界面,进行了该机枪系统的的动力学计算与仿真,获得了大量的计算结果数据及曲线。并对计算结果曲线进行了分析,从中找出了主要结构参数对该机枪系统自动机运动的影响规律。
     论文最后对遥控武器站上的机枪系统进行了多目标优化设计,通过选取对该机枪系统综合性能有较大影响的结构参数为设计变量,建立目标函数,进行多目标优化设计,运用复合形法进行优化计算,编写优化程序,通过计算,给出了相应的优化结果数据。
This paper introduces the domestic and overseas research background and the develop trend of machine gun and Remoto Weapons Station, and analyzes the structure of machine gun in detail.
     On the base of the classical interior ballistics theory, weapon aerodynamics theory and multi-degree rigid-body kinetics theory and machine gun system in Remoto Weapons Station for object of study, The motion of single-shoot and multi-shoot are analyzed in detail and in the different height angle of fire launch 3D mathematics model of this machine gun is built up.
     Base on the mathematics model, the dynamics simulation and optimize software of the machine gun system in Remoto Weapons Station is developed in VB language. Through the friendly man-machine interactive interface, the machine gun system dynamics computation and simulation was carried on, and obtained the massive computed result data and the curve. Analysis result curve, find out the primary structure parameter to this machine gun system automaton movement influence rule.
     At the end of this paper, the machine gun system in Remoto Weapons Station was worked on the multi-objective optimization design and select the tremendous influence design parameter to this machine gun systems synthesis performance for the design variable, establish objective function, compilation optimization procedure, get the corresponding optimized result data.

引文

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