- 文献综述
1.1引言
随着蒸汽机的发明，人类从早期农耕文明进入了机械文明时代。对于早期的传统机械设备，由于其机构组成简单，维修人员可以通过感觉器官和简单的仪器来完成设备的故障检测。然而，随着工业化的不断发展，机械设备的结构越来越复杂，自动化程度和智能化程度也越来越高。在提高工作效率、节约人力资源的同时，对设备的维护和检测也提出了更高的要求[1-2]。故障诊断技术的发展为高速机械系统的可靠运行开辟了新的途径。
国内外大量数据表明，设备故障诊断具有明显的经济效益。据统计，在日本使用诊断技术后，事故发生率和维修费用分别降低了75%和25%。一项对英国2000家全国工厂的调查显示，使用诊断技术的年度维护成本节省了3亿英镑，而使用诊断技术的成本仅为1/6。在我国，每年仅设备维修费用就超过250亿元。如果故障诊断技术得到广泛应用，每年可减少50%-70%事故的发生，节约10%-30%的维护成本。近年来，智能诊断技术已应用于石油化工、电力、冶金等行业的大型智能化故障诊断，并取得了显著的效果。故障诊断技术也将成为机械工程领域的一个重要发展方向。在世界高新技术的推动下，为了积极应对新型战争，各国对军事武器装备的高性能、集成化、自动化、智能化要求越来越高。装备保障技术作为保障现代武器装备效能的核心，已被提升到与作战效能同等重要的地位。集中设备管理和维护的关键是开发故障诊断技术[3-4]。
自上个世纪以来一直认为,在武器装备领域,它是不可能满足铁道部仅仅凭借优秀的作战性能低的情况下作战效能和任务失败由于低可靠性和维护它发生的时候。2016年4月,美国陆军发布《2016-2045年新兴科技趋势》预测报告,该报告使国家和社会利益相关者更深入了解到影响未来战场环境和塑造未来30年作战能力的趋势，指明了科技投资的方向，确保在未来战场处于领先优势。在未来的30年里，随着更多的新型武器即将加入战场，因为全世界都在军备支出上投入了大量资金，一场新的高科技军备竞赛已经打响[5-6]。
协调器作为自行火炮供输弹系统中的重要机械子结构,发挥着非常重要的作用。协调器用接收弹仓内被推弹器所推送出来的弹丸,再将该弹丸传送到输弹线上由输弹机输弹入膣后协调器返回原位。然而,液压和控制系统故障却成为协调器的两类典型故障,一直影响着协调器功能的正常发挥。这使得协调器液压一控制系统故障仿真研究成为一个重要研究课题。然而,要想按照传统的研究方法对故障进行分析研究,将会浪费大量的原材料及工作时间和成本,因此,利用一款能集机电液控为一体进行仿直分析的软件和虚拟样机技术研究协调器液压一控制系统故障显得尤为必要[1]。
利用虚拟样机技术可以大大简化机械产品的设计开发过程,在设计早期确定关键的设计参数、更新产品开发过程、大幅度缩短产品开发周期;大量减少产品开发费用和成本;明显提高产品质量,提高产品的系统级性能,获得最优化和创新的设计产品。
1.2 协调器简介
火炮药协调器作为弹药自动装填中的一个重要组成部件，其功能是作为连接药仓与输药器的纽带，负责将接收到的模块药传输到炮尾后部，使药轴线与炮膛轴线对齐。药协调器由机械臂、液压系统和电器控制系统组成，是一个典型的机电液系统[1]。作为协调器的动力来源，液压系统的动态性能直接影响协调器的性能。其机械系统简图如图1所示。
图1 协调器结构简图
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