【摘要】：近年來,電磁彈射系統(tǒng)(EMALS)以其重量輕、體積小、維護便利、可控性好等優(yōu)點,在航空母艦的應(yīng)用中越來越受到重視。由于該系統(tǒng)對發(fā)射過程中動子位置有很高的精度需求,故需要建立一套精確的位置檢測裝置。在現(xiàn)有的研究報道中,對完全滿足電磁彈射特殊要求的直線感應(yīng)電機動子位置檢測方法還比較少。在此背景下,該項研究以MSP430F149單片機為核心,應(yīng)用格雷母線位置檢測技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)直線光柵尺測量方法,對電磁彈射直線感應(yīng)電機動子的位置進行檢測。首先,分析了用于電磁彈射的直線感應(yīng)電機,介紹了直線電機動子位置檢測方法的研究現(xiàn)狀。針對電磁彈射特殊的工況要求,確定了以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的格雷母線位置檢測方法,并對格雷母線位置檢測原理和系統(tǒng)工作原理進行簡要分析,設(shè)計改進型格雷母線結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)。其次,在搭建了總體架構(gòu)的基礎(chǔ)上,進行系統(tǒng)整套軟、硬件部分的設(shè)計。其中硬件部分主要包括了MSP430F149單片機的控制平臺和控制部分各電路的設(shè)計,軟件部分主要包括了在IAR集成開發(fā)調(diào)試環(huán)境下的MSP430F149芯片的工程和利用C語言編寫的上位機程序。最后,對于該項研究所設(shè)計的系統(tǒng)軟、硬件部分進行了上電實驗。對有無動子存在時信號的變化、定子線圈周期的精度要求、動子檢測位置的結(jié)果進行了性能測試,并對結(jié)果進行了分析。實驗結(jié)果表明該項研究設(shè)計的基于格雷母線位置檢測原理的直線電機動子位置檢測方法定位精度適中、抗電磁干擾能力強、可靠性高,為后續(xù)的深入研究奠定了基礎(chǔ)。
【學位授予單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U674.771
【圖文】：

早在 1940 年前后，英國人惠斯頓就設(shè)計出了直線電機。但是由于在他的設(shè)案中，存在著較多缺陷。20 世紀以來，隨著檢測技術(shù)和控制理論的發(fā)展，人直線電機逐步加深了研究[1]。近年來，直線電機在直線推進與彈射方面的應(yīng)用已成為前沿技術(shù)，在軍事領(lǐng)到越來越多的關(guān)注。在電磁彈射系統(tǒng)中，直線電機的動子能夠在電磁推力的驅(qū)短時間內(nèi)獲得極高的速度與動能[2]。電磁彈射原理應(yīng)用于航母艦載機彈射起飛中。與傳統(tǒng)的蒸汽彈射相比較，直線電機驅(qū)動的電磁彈射技術(shù)動力足，控制性[3]。早在 2001 年，英國就已經(jīng)計劃將電磁彈射系統(tǒng)應(yīng)用到航空母艦中，并07 年成功地進行了試驗，而美國航母“福特”號也已經(jīng)采用了電磁彈射裝。隨著國際格局的改變，國防事業(yè)越來越受到國家的重視。尤其是在航空母，電磁彈射系統(tǒng)起著極其重要的作用。自 2012 年我國航母遼寧號首次成功交后，電磁彈射系統(tǒng)更是成為了國內(nèi)研究熱點[5]。電磁彈射器如圖 1 所示。

圖 2 電磁彈射直線感應(yīng)電機結(jié)構(gòu)ructure of linear induction motor with electromagnet應(yīng)電機的電磁彈射系統(tǒng)來說，反饋給系統(tǒng)影響了電磁彈射裝置的控制性能，因此設(shè)方法具有極大研究意義。本課題提出了一 MSP430F149 單片機完成了硬件實現(xiàn)，法具有實時、準確、非接觸的特點，并的發(fā)展具有重要意義，同時也具有廣闊的位置檢測方法的發(fā)展現(xiàn)狀感應(yīng)動子位置的傳統(tǒng)檢測方法主要采用較]、光柵式傳感器[7]、激光干涉儀[8]，以及磁柵式傳感器結(jié)構(gòu)簡單，測量精度高，一

Table6 Mapping between binary codes and Gray codes線的結(jié)構(gòu)由電纜芯線、模芯以及電纜保護套構(gòu)成。電纜芯線有基G9），基準線標定標準信號，地址線檢測地址[26-27]。設(shè)則019G , G, G的步長分別為 1ω ,2ω, ,512ω，其中基準準線和地址線的信號來求得格雷母線的信號。在這里，母線芯線展開如圖 7 所示。

【參考文獻】

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1 付敏;彭東林;魯進;陳錫侯;鄭方燕;謝莉;;基于線陣電荷耦合元件靜態(tài)光場式時柵位移傳感器研究[J];機械工程學報;2015年04期

2 楊玉東;;格雷母線在移動卸料車上的應(yīng)用[J];化工自動化及儀表;2014年08期

3 吳雄英;謝興紅;閆萍;;PC機與MSP430之間多機通信的設(shè)計[J];電子測試;2014年03期

4 張曉

本文編號：2784102