【摘 要】
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近年来,新的战争背景对大口径火炮的稳定性提出了更高要求,自动装填系统在提高单位时间火力密度的同时,复杂的机械结构和高使用率也使其成为火炮故障频发的子系统之一,其中链轮作为弹仓内部的重要部件,对于弹药运输及装填过程具有重要作用,极端恶劣的实战环境造成链轮组件的故障率居高不下,直接影响到火炮的性能,因此对火炮弹仓链轮故障诊断系统的研究具有重要意义。 本文针对弹仓链轮的各类故障,研制一套弹仓链轮故障诊
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近年来,新的战争背景对大口径火炮的稳定性提出了更高要求,自动装填系统在提高单位时间火力密度的同时,复杂的机械结构和高使用率也使其成为火炮故障频发的子系统之一,其中链轮作为弹仓内部的重要部件,对于弹药运输及装填过程具有重要作用,极端恶劣的实战环境造成链轮组件的故障率居高不下,直接影响到火炮的性能,因此对火炮弹仓链轮故障诊断系统的研究具有重要意义。
本文针对弹仓链轮的各类故障,研制一套弹仓链轮故障诊断系统。首先,根据实际需求,确定系统功能和设计原则,在此基础上设计了链轮故障诊断系统的总体方案,主要包括硬件系统和软件系统两部分。在硬件系统中,分别完成了加速度传感器、数据采集器的具体选型,以及基于龙芯2K1000国产化控制端的设计与实现。在软件系统中,确定了软件的总体结构,并围绕各个模块的功能需求完成了相关设计。其次,针对链轮振动信号的非线性和非平稳性特点进行了相关算法的研究,主要包括三个方面:(1)针对链轮振动信号分析,提出了基于极值波延拓与窗函数相结合的改进EEMD方法,将端点效应评价指标值从0.204降到0.056,验证了改进方法的有效性;(2)为避免传统单一希尔伯特(Hilbert)变换特征提取方法的局限性,针对链轮故障特征提出了基于改进EEMD方法与多尺度模糊熵相结合的方法;(3)结合支持向量机和卷积神经网络,建立了基于支持向量机和卷积神经网络的链轮故障诊断模型。最后,基于Qt和Matlab平台,开发了弹仓链轮故障诊断系统的应用软件。
为验证系统的实用性和可靠性,以链轮轴承为例,通过故障实验平台对弹仓链轮故障诊断系统进行了测试与应用,结果表明各项功能和相关指标都符合预设要求,该系统为弹仓链轮日常的检修提供了可靠平台。
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