摘要火炮身管的振动是影响火炮精确度和稳定性的常见问题，对该问题进行深入的研究讨论，对提高火炮的精确度和稳定性有很大的价值。为了减小火炮在发射过程中振动对弹丸打击精确度和稳定性的影响,本文在对伯努利欧拉梁动力学模型分析的基础上，推导出了悬臂梁平面振动的微分方程，通过使用计算机，得到了悬臂梁的动态响应。使用压电陶瓷建了压电悬臂梁并使用最优控制算法对悬臂梁做了振动主动控制。并使用编程的方法数值仿真。然后又使用PID控制进行了仿真，并对两种控制进行了对比。84194

毕业论文关键词  悬臂梁  PID控制  最优控制算法  振动主动控制

毕业设计说明书外文摘要

Title    Flexible barrel Kinetics Modeling and Control  Method                                           

Abstract The vibration of the gun barrel is a common problem that affects the accuracy and stability of the gun。 It is of great value to improve the accuracy and stability of the gun。 In order to reduce the gun in the launch of vibration in the process of of projectile impact the accuracy and the stability of the impact, this paper on the basis of Euler Bernoulli beam dynamics model analysis of derived differential equation of cantilever beam vibration in a plane, through the use of computers, cantilever beam's dynamic response。 Using the piezoelectric ceramic, the piezoelectric cantilever is built and the optimal control algorithm is used to control the vibration of the cantilever beam。 And the numerical simulation is used to program the method。 Then use the PID control simulation, and the two kinds of control are compared。

Keywords  Cantilever beam  PID control  Optimal control algorithm  Active vibration control

目   次

1  绪论 1

1。1  研究背景及意义1

1。2  国内外相关研究3

1。4  本论文的主要内容4

2  柔性身管动力学模型建立 5

2。1  柔性身管振动模型  5

2。2  柔性身管弯曲振动微分方程  5

  2。3 柔性身管的振形函数和固有频率  6

  2。4  用振形叠加法求柔性身管的振动响应  8

  2。5  数值分析  9 

  3  柔性身管振动控制  16

  3。1  压电材料及压电效应 16

  3。2  振动主动控制及其发展  23

  3。3  压电悬臂梁振动的LQG控制  24

  3。4  PID控制  27 

  3。5  仿真结果  29

  3。6  仿真结果分析  33

  结论  35

致谢  36

参考文献37

1  绪论

1。1  研究背景及意义

火炮，是指利用机械能、化学能、电磁能等能源发射弹丸，由炮身和炮架两部分组成,的身管射击武器[16]。众所周知，火炮靠炮管将火药燃气压力变成炮弹的推力,使炮弹在炮管内不断加速,直到炮弹射出。。而射击精度差制约着火炮的作战性能，射击精度差的主要因素是火炮在发射过程中的初始扰动和武器系统固定的力学特性。风的影响、质量偏离中心等随机因素是无法控制的，而身管的振动是可以加以控制的。火炮在发射时常常受温度高，过载大，速度高的影响，身管会发生弯曲振动的现象，这不但会降低炮弹的精确度，还会使火炮的结构出现破坏。压电材料在结构振动控制领域中有着非常常见的应用，尤其是在振控制的方面，在很多情况下可以十分有效地解决无源振动抑制问题。这就为为振动的主动控制提供了一个非常容易实现并有效的方法。所以，我们为了提高设备使用寿命，运行精度和工作效率，必须有效地控制机械结构的振动。