【摘 要】
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近年来,电磁轨道发射装置因其初速高、可控性好、安全性强等优点,在军事和科学研究领域显示出巨大的应用潜力。随着电磁发射技术的发展和对发射装置精准打击要求的逐步提高,对电枢内弹道速度的准确测量和调控显得尤为重要。本文对电磁发射系统和磁探针进行建模,分析了基于磁探针的电枢速度测量精度,提出了提高磁探针测量精度的方法。设计了多阶段电枢速度闭环控制方法来提高电枢初速精度,通过对比开环和多阶段闭环试验的电枢初
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近年来,电磁轨道发射装置因其初速高、可控性好、安全性强等优点,在军事和科学研究领域显示出巨大的应用潜力。随着电磁发射技术的发展和对发射装置精准打击要求的逐步提高,对电枢内弹道速度的准确测量和调控显得尤为重要。本文对电磁发射系统和磁探针进行建模,分析了基于磁探针的电枢速度测量精度,提出了提高磁探针测量精度的方法。设计了多阶段电枢速度闭环控制方法来提高电枢初速精度,通过对比开环和多阶段闭环试验的电枢初速,验证了多阶段闭环控制方法的有效性。论文主要研究内容如下:首先,建立基于磁探针的电磁发射测速系统模型。通过设定充电电压、初始预紧力、放电时序、入膛深度和轨道长度等参数,结合电磁发射系统模型和磁探针模型得到电枢在内弹道中的位移-时间曲线和速度-位移曲线,并和实验曲线进行对比,验证所建立模型的准确性。其次,为分析磁探针阵列的测速精度,结合磁探针数学模型及仿真软件,分析影响磁探针阵列测量电枢速度精度的因素,采用主成分分析法得到主要影响因素并提出相应的优化方法,使用道格拉斯-普克算法得到磁探针阵列的分布位置,提高了磁探针阵列的测速精度,并通过实际发射实验对所提优化方法进行了验证。最后,为提高电枢初速精度,分析了放电时序对电枢初速的影响,提出基于放电时序的多阶段闭环控制方法。采用多阶段闭环控制进行试验后,电枢的初速误差为0.53%,比开环试验的1.01%提高了0.48%,验证了文中所提多阶段闭环控制方法的有效性,对电磁轨道发射高性能应用具有重要指导意义。
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