弹药自动装填系统是火炮武器系统的核心部分,协调输弹器作为自动装填系统的重要组成部分,其性能直接影响到弹药自动装填系统的性能。本文以某新型两自由度协调输弹器为研究对象,结合多体动力学、PID控制、优化设计、区间不确定性优化、人工神经网络等理论对其进行研究。主要研究内容如下:(1)为对协调输弹器进行动力学分析,基于HyperWorks和ADAMS建立了协调过程的刚柔耦合动力学模型,在Simulink中搭建了 PID控制框图,实现了协调过程的联合仿真,并分析了协调臂的应力响应。建立了输弹过程的动力学模型,分析得到底座的极限工况。(2)为对底座进行结构优化,基于结构优化理论和拓扑优化理论,利用OptiStruct软件对底座进行了拓扑优化和尺寸优化,实现了底座结构轻量化。(3)为建立协调过程中变量和响应间关系,分析了协调过程中影响协调臂应力响应的不确定性参数,利用BP神经网络、GA-BP神经网络、RBF神经网络,分别建立了参数不确定性协调过程动力学的代理模型,并比较了三种代理模型的预测精度,最终选择RBF神经网络建立代理模型。(4)为对协调臂在参数不确定影响下进行结构优化,利用区间数序关系将协调臂的不确定性优化转化为确定性优化,在代理模型的基础上,利用智能优化算法,求解协调臂的区间不确定性优化数学模型,验证了优化后结构的合理性,实现了轻量化。