舰炮具有作战机能强大、搭载弹药数量基数大,可靠性高,抗干扰能力强等优点。同时,大口径舰炮的弹药质量大、种类多等特点给大口径舰炮的自动化存储及补给工作造成了很大困难。因此,能够适应大口径舰炮稳定性及抗冲击性的自动化供补给装置成为自动化弹药存储及发射系统的重点问题。本文首先综合国内外相关弹药供补给方式,综合海况条件、舰炮发射冲击条件及弹药形状特殊性考虑,提出了一种双通道、多用途、稳定性较高,可以完成三种弹药的稳定垂直输送及水平供给的自动供补给装置。同时对补给系统的运动学进行分析,判断了弹药运动与三个并联驱动之间的关系,并利用D-H法对弹药的运行轨迹进行分析绘制。通过船体横摇及纵摇条件下的装置位置分析,确定补给系统在底层舱室的水平工作接口为关键节点。为刚柔耦合动力学模型的建立,提供实体模型及数据基础。其次,在变载荷、干扰、耦合及特殊的工作环境下,传统的多刚体动力学模型对力学实时响应及其动力学的工作性能求解精度较低,所以采用刚柔耦合动力学的研究方法。结合补给系统的特殊工作环境。在刚柔耦合动力学的范畴内,使用拉格朗日方法建立了弹药运动特性的弹簧-阻尼-质量系统动力学模型,并且进行了广义坐标下弹药多自由度的位移微分方程求解,并建立了在极端环境、干扰条件下的弹药的广义坐标与外载荷之间的参数关系。再次,基于刚柔耦合动力学以及弹药补给方式的基础上,结合关键零部件在冲击条件下的变形情况,对补给系统的关键时序及工作过程进行多参数、多水平的性能分析,并使用交互控制仿真方法对补给系统在载荷冲击,环境波动,弹种差异的条件下,对补给系统水平供弹接口的平稳特性、冲击特性、弹药位姿特性进行仿真分析。最后,选择拨弹爪轴位置、拨弹爪与弹药接触刚度与轨道盘轨道宽度三个参数为设计变量,补给系统弹药转运稳定性,冲击力以及弹药运转倾覆力矩为优化目标进行优化分析。在刚柔耦合动力学建模及动力学特性分析的基础上,利用DOE方法确定了各个变量与弹药转运稳定性、冲击力和倾覆力矩的相关性,并利用AMGA算法对多目标进行优化,提高了自动补给系统的稳定性,降低了炮弹运转的冲击力及倾覆力矩,使自动供补给装置在冲击、海浪,随机振动的条件下的运载稳定性及抗冲击性有所改善。