摘要: 针对链式回转弹仓控制器设计中控制模型选取主观性强,导致模型精度不高、控制性能提升难等问题,提出一种“全阶建模-参数辨识-灵敏度分析降阶”的三位一体解决方案。基于某火炮弹药自动装填系统链式回转弹仓的实际结构特征,考虑驱动电机动态特性、减速器传动齿隙、链传动多边形效应、时变啮合碰撞、非线性摩擦耗散及结构柔性变形等关键因素,建立弹仓非线性全阶动力学模型。针对动力学模型中参数众多、耦合性强、经验标定难的问题,建立基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法的多目标参数辨识框架实现关键参数辨识,经多工况实验验证表明,新建立的全阶动力学模型与实际系统的稳态相对误差低于5.97%。进一步结合Sobol全局灵敏度分析法定量评估17个参数对系统动态响应和定位精度的影响,其中负载端质量和库伦摩擦的电流闭环全局灵敏度指数分别为0.25和0.42,齿隙和负载端最大静摩擦的位置闭环全局灵敏度指数分别为0.20和0.78,基于上述分析结果构建降阶数学模型,通过保留关键参数显著简化了控制器设计复杂度,为基于模型的控制算法开发提供了适配性更强的轻量化模型架构。
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