火炮协调器是弹药自动装填系统的一个重要部件,是由协调臂、液压系统和电气控制系统组成,是一个典型的机电液控一体化系统。本文以“十二五”国防预研课题为背景,结合多体动力学,优化设计、PID控制、滑模控制、自适应控制、模糊控制等理论对火炮协调器进行动力学分析,优化设计,控制技术研究,工程实验等一系列工作。本文的主要研究内容：(1)详细介绍了某中大口径火炮协调器系统的基本构成和工作流程,建立了协调器系统AMESim模型,并搭建了协调器系统试验台架,分析了协调器动力学试验和仿真结果,验证了仿真模型的准确性。(2)构建了基于Isight集成AMESim优化平台,对协调器系统进行DOE分析和关键参数优化。采用多岛遗传算法和序列二次规划算法的组合优化策略对协调器系统进行优化设计,改善了协调器的响应速度和定位精度。(3)建立了基于AMESim软件和Matlab/Simulink软件的协调器控制系统联合仿真平台。设计了协调器的自适应模糊滑模控制器,利用参数自适应算法估计系统的未知参数,减小了模型不确定性对控制性能的影响,采用非连续投影算法保证了参数估计的有界性；采用3条模糊规则消除了切换控制率,有效地削弱了抖振。通过与PID控制、自适应滑模控制对比,验证了本文方法的有效性。(4)搭建了协调器系统的实验平台,提出了积分分离式PI控制算法,比较了改进前后协调器系统的稳态误差和协调时间,验证了改进后的协调器不仅运动速度快而且定位平稳无冲击,提高了稳态精度。实验结果表明：改进的协调器满足弹药自动装填系统的工程实际要求。