论文部分内容阅读
电击非致命武器作用机理是通过高电压小电流干扰人体神经系统,使人体肌肉产生收缩效应而失去自主控制能力,电击伤害是暂时的可逆的,不会对人的生命安全造成威胁。电击武器致伤程度一方面由电击武器的性能参数直接决定,一方面也受到复杂多变的环境影响,所以本文先搭建电击武器的高压脉冲电源系统并进行仿真和测试,然后对电击武器综合作战效能评估技术做出研究。第一部分进行电击武器的高压脉冲电源电路设计。根据人体电流效应确定电源参数:最高脉冲电压45kV,最大电流20mA,功率30W,频率5kHz~20kHz可调,占空比20%~80%可调。脉冲电源系统由隔离升压主电路、功率管驱动控制电路、单片机控制电路和辅助电源电路四个部分组成。隔离升压电路主要利用DC-DC推挽变换器和高频变压器将15V直流电压升高为45kV脉冲高压,整流滤波后输出;功率管驱动电路中利用SG3525A芯片产生PWM信号控制MOSFET管导通和截止,改变PWM信号的频率和脉宽会相应改变输出脉冲电压的频率和占空比;单片机控制电路中利用单片机AT89C51定时计数的功能控制P1.0端口输出高低电平时长,设置了16种可供选择的放电模式;辅助电源电路主要给整个电路芯片提供稳定的工作电压。然后利用MULTISIM电路仿真软件对设计的电路进行仿真得到多种不同参数下的输出电压波形图,并阐述了关于电击时长对动物心脏影响程度的致伤测试试验,用45kV的电压对狗持续电击5s和10s后发现电击时间越长对狗的心脏伤害越大,但是这种电击伤害会随时间慢慢恢复。第二部分对电击武器效能评估技术进行探究。首先提出电击武器固有性能评估方法,利用灰色关联分析方法对三种类型电击武器的8个性能指标进行评估,得出三种武器的性能优劣排序结果;其次建立电击武器在复杂环境中作战效能评估方法,利用层次分析法和模糊控制分析法结合的方式制定综合作战效能评估流程,将两种假设环境下的作战参数代入流程后得出电击武器在对应作战效能得分分别为58.87分和64.91分。可以通过该评估方法计算各作战环境下的得分并进行作战效果比较。本文的研究成果对于电击非致命武器的电源系统设计和效能评估方法研究有较好的参考价值。