【摘要】：為了提高常規(guī)炮彈的打擊精度,選擇利用彈道修正執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)減小彈藥在飛行中的彈道偏差。在彈道修正過(guò)程中通常需要彈藥轉(zhuǎn)速較低,因此本文以永磁發(fā)電機(jī)作為彈道修正執(zhí)行機(jī)構(gòu),作用于小口徑固定翼雙旋彈的修正舵機(jī)上,實(shí)現(xiàn)固定鴨舵的轉(zhuǎn)速調(diào)整與滾轉(zhuǎn)角度制動(dòng)控制。本文首先介紹了修正舵機(jī)的工作特性以及永磁發(fā)電機(jī)的調(diào)速原理,并在此基礎(chǔ)上,搭建了以永磁發(fā)電機(jī)為核心的調(diào)速系統(tǒng)仿真模型。通過(guò)改變系統(tǒng)負(fù)載電流大小,對(duì)永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速調(diào)整進(jìn)行仿真測(cè)試,測(cè)得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流成正比例關(guān)系變化,由此確定了鴨舵滾轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)方案。其次,分析了鴨舵在飛行中所受到的氣動(dòng)導(dǎo)轉(zhuǎn)力矩、摩擦力矩、極阻尼力矩和電磁力矩,推導(dǎo)出了各力矩的輸出公式,并根據(jù)各力矩作用效果給出了鴨舵滾轉(zhuǎn)控制方法。然后,設(shè)計(jì)了控制鴨舵滾轉(zhuǎn)的永磁發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng),包括信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊以及相關(guān)軟硬件設(shè)計(jì)等,并對(duì)系統(tǒng)中各部分電路功能進(jìn)行仿真測(cè)試,確定了電路元件參數(shù)。最后,對(duì)系統(tǒng)電路進(jìn)行制板、測(cè)試以及軟件程序調(diào)試,得到了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)速所需的PWM波控制信號(hào),并搭建了半實(shí)物仿真平臺(tái)來(lái)模擬舵機(jī)的滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),對(duì)鴨舵在滾轉(zhuǎn)控制過(guò)程中的參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,在不同的測(cè)試條件下完成了對(duì)系統(tǒng)功能的驗(yàn)證。半實(shí)物仿真測(cè)試結(jié)果表明:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在2r/s~6r/s范圍內(nèi),系統(tǒng)完成調(diào)速所需時(shí)間為0.23s~0.38s,制動(dòng)滾轉(zhuǎn)角波動(dòng)幅度為0.72°~1.78°,制動(dòng)經(jīng)歷角度為13.15°~21.62°;控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越小,系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)間就越少,可有效提高對(duì)鴨舵滾轉(zhuǎn)控制的響應(yīng)速度;轉(zhuǎn)子滾轉(zhuǎn)角度控制測(cè)試中,系統(tǒng)完成控制所需時(shí)間小于0.38s,穩(wěn)定后滾轉(zhuǎn)角波動(dòng)幅度小于1.45°,經(jīng)歷角度小于21.62°,滿足對(duì)鴨舵滾轉(zhuǎn)角度控制的基本要求。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM351;TJ410.3
【圖文】：

固定翼鴨舵示意圖

2.1 永磁發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)組成2.1.1 旋轉(zhuǎn)鴨舵的工作原理固定翼雙旋彈主要有制導(dǎo)系統(tǒng)和修正執(zhí)行系統(tǒng)兩大部分。修正執(zhí)行系統(tǒng)包括固定鴨舵、電磁執(zhí)行裝置和執(zhí)行控制電路組成。固定鴨舵由四個(gè)具有一定偏角的舵片與鴨舵的圓形外殼體呈“十”字狀固定連接所組成。在炮彈飛行過(guò)程中，因鴨舵受到氣流作用，其中一對(duì)舵片產(chǎn)生兩個(gè)相反方向的作用力，如圖 2-1 中舵片 1,3 所示，稱為差動(dòng)舵，用于產(chǎn)生使固定鴨舵繞彈體縱軸旋轉(zhuǎn)的氣動(dòng)導(dǎo)轉(zhuǎn)力；另一對(duì)舵片則產(chǎn)生兩個(gè)相同方向的作用力，如圖 2-1 中舵片 2,4 所示，稱為同向舵[9]，用于產(chǎn)生對(duì)彈道修正的操縱力，圖 2-2 所示為固定鴨舵截面示意圖。在炮彈打出后，彈體以很高的速度旋轉(zhuǎn)，鴨舵在差動(dòng)舵的作用下以相反方向旋轉(zhuǎn)。在無(wú)控階段，鴨舵以較穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，同向舵在旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，對(duì)彈體的平均作用效果為零，不會(huì)對(duì)飛行彈道造成影響[15]。在修正階段，當(dāng)控制鴨舵相對(duì)大地靜止時(shí)，同向舵會(huì)對(duì)彈體產(chǎn)生修正力，從而改變彈體的飛行彈道。根據(jù)制導(dǎo)系統(tǒng)的修正指令以及外殼體上運(yùn)動(dòng)傳感器的反饋信息來(lái)控制鴨舵的滾轉(zhuǎn)狀態(tài)，通過(guò)不斷調(diào)整和控制同向舵相對(duì)大地的角度位置，改變修正力對(duì)彈體的作用方向，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)彈丸的彈道修正[32]。

1.2 永磁發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)組成固定翼雙旋彈的修正執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括固定鴨舵和彈體內(nèi)軸兩大部件，其核心部永磁發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，由其產(chǎn)生的電磁力矩作為控制鴨舵滾轉(zhuǎn)的控制力矩。如圖 2-3 所示為修正機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)外形圖，鴨舵的圓形外殼體與四片具有固定偏角的定連接，彈體與其內(nèi)軸固定連接，鴨舵通過(guò)軸承與彈體內(nèi)軸相連，兩者可按相反方。圓形外殼體的內(nèi)壁上嵌有一圈永磁體，在彈體內(nèi)軸上與永磁體相對(duì)應(yīng)的位置裝有圈繞組，并從該線圈上引出三根線可與整流、控制電路等模塊相連。兩者在旋轉(zhuǎn)過(guò)程舵與永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子作用相同，內(nèi)軸上線圈繞組與永磁發(fā)電機(jī)的定子作用相同，正系統(tǒng)的修正執(zhí)行裝置，如圖 2-4 所示修正機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。在炮彈飛行過(guò)程中，差動(dòng)舵作用與彈體按相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)線圈繞組上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)閉合，可在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，鴨舵與彈體內(nèi)軸間則會(huì)產(chǎn)生電磁力矩。通過(guò)控制線圈小，可以調(diào)整電磁力矩大小，進(jìn)而控制鴨舵的滾轉(zhuǎn)狀態(tài)。由于該修正執(zhí)行裝置“轉(zhuǎn)外，“定子”在內(nèi)，當(dāng)控制“轉(zhuǎn)子”相對(duì)大地靜止時(shí)，但“定子”繼續(xù)保持旋轉(zhuǎn)，線圈繞組中一直有電壓存在，其結(jié)構(gòu)及工作原理與永磁發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)極為該裝置構(gòu)成外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機(jī)。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 宮海龍;孫玉田;梁艷萍;王亮;;抑制表貼式永磁發(fā)電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的極弧系數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J];大電機(jī)技術(shù);2013年05期

2 徐劍萍;胡軍龍;;永磁發(fā)電機(jī)與電磁發(fā)電機(jī)對(duì)比分析[J];移動(dòng)電源與車輛;2012年01期

3 鄧隱北;;風(fēng)力發(fā)電用永磁發(fā)電機(jī)的開發(fā)[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2011年10期

4 王瑾;;遺傳算法在汽車永磁發(fā)電機(jī)全局優(yōu)化中的應(yīng)用[J];深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2008年03期

5 杜欽君;張學(xué)義;;三相永磁發(fā)電機(jī)的穩(wěn)壓研究與應(yīng)用[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2005年12期

6 王金平,周曉燕,唐任遠(yuǎn);具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力的新型車用永磁發(fā)電機(jī)[J];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2004年01期

7 宋濤 ,吳奎蘭;永磁發(fā)電機(jī)的維護(hù)與使用[J];山東農(nóng)機(jī)化;2004年06期

8 于先平;永磁發(fā)電機(jī)的研制[J];電機(jī)技術(shù);2003年04期

9 寧天心 ,張帆;新一代汽車變級(jí)永磁發(fā)電機(jī)研制成功[J];軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品;2002年03期

10 梁昌勇;我國(guó)車用永磁發(fā)電機(jī)的發(fā)展前景及現(xiàn)狀[J];微電機(jī);1998年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王惠軍;劉西全;姚麗;林巖;;混合勵(lì)磁永磁發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)與性能分析[A];第十一屆全國(guó)永磁電機(jī)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

2 鄧隱北;張子亮;曹淑開;;低成本小型風(fēng)輪機(jī)配套軸向磁通永磁發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)[A];第十八屆中國(guó)小電機(jī)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2013年

3 孔令海;胡巖;王功臣;;航空用高速永磁發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)[A];第十四屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2017年

4 鄧隱北;楚金甫;劉國(guó)良;;適用于微風(fēng)發(fā)電的徑向磁通無(wú)鐵心永磁發(fā)電機(jī)[A];第十五屆中國(guó)小電機(jī)技術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2010年

5 查申森;;四相8/6極雙凸極永磁發(fā)電機(jī)運(yùn)行分析[A];江蘇省電工技術(shù)學(xué)會(huì)成立十周年慶典暨2004年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

6 沈樹盛;;車用三相交流硅可控整流永磁發(fā)電機(jī)[A];2005年“南駿杯”汽車學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

7 王功臣;胡巖;馬亮;;永磁發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整率研究[A];第十二屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2015年

8 李勇;趙程;江善林;王永艷;;軸向磁路永磁發(fā)電機(jī)的整流外特性研究[A];第十六屆中國(guó)小電機(jī)技術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

9 程鵬;李國(guó)祥;;永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組變流器控制簡(jiǎn)述(上)[A];中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)風(fēng)能設(shè)備分會(huì)2013年度論文集（上）[C];2013年

10 周鳳武;張偉;;一種徑向瓦片形永磁體轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)以及動(dòng)力學(xué)分析[A];湖北省電工技術(shù)學(xué)會(huì)、武漢電工技術(shù)學(xué)會(huì)2013年度學(xué)術(shù)年會(huì)、第五屆“智能電網(wǎng)”暨“電機(jī)能效提升”發(fā)展論壇論文集[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前7條

1 歐玉龍同志撰寫;永磁發(fā)電機(jī)故障原因分析[N];山東科技報(bào);2002年

2 本報(bào)記者 房田甜;斯維奇搶奪中國(guó)風(fēng)電 永磁發(fā)電機(jī)面臨稀土漲價(jià)考驗(yàn)[N];21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道;2011年

3 本報(bào)記者 陸宇;降低度電成本從源頭開始[N];中國(guó)能源報(bào);2012年

4 本報(bào)記者 張?zhí)m;斯維奇:以高效創(chuàng)新助力新能源利用[N];機(jī)電商報(bào);2010年

5 本報(bào)記者 路艷艷;東方電機(jī)攜手The Switch著力永磁發(fā)電機(jī)本地化[N];機(jī)電商報(bào);2008年

6 傅淞巖;“遠(yuǎn)大”在世界拓出遠(yuǎn)大前程[N];沈陽(yáng)日?qǐng)?bào);2008年

7 本版編輯邋劉偉 鄧立圣 閆凌宇;國(guó)際風(fēng)能設(shè)備展亮點(diǎn)頻現(xiàn)[N];中國(guó)電力報(bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 邱洪波;高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子渦流損耗優(yōu)化及對(duì)溫度分布影響的研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2014年

2 殷巧玉;量子智能優(yōu)化算法及其在電機(jī)優(yōu)化應(yīng)用中的研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2011年

3 劉瑞軍;農(nóng)用車永磁發(fā)電機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究及綠色屬性評(píng)價(jià)[D];吉林大學(xué);2010年

4 張?jiān)嚼?變速永磁同步發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];湖南大學(xué);2016年

5 王滔;混合動(dòng)力挖掘機(jī)動(dòng)臂能量回收單元及系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2013年

6 竇一平;組合勵(lì)磁稀土永磁同步發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)研究[D];南京航空航天大學(xué);2002年

7 黃永虎;自感知自供能磁流變阻尼器及其控制系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

8 劉穎明;永磁式直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組控制技術(shù)研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙栓;基于PWM波的小型永磁發(fā)電機(jī)調(diào)速電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安理工大學(xué);2019年

2 王文一;渦輪驅(qū)動(dòng)高速永磁發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

3 王越;兆瓦級(jí)永磁發(fā)電機(jī)三維穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)研究及優(yōu)化分析[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

4 孔令海;航空用高速永磁發(fā)電機(jī)的損耗分析[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2018年

5 金埡梅;應(yīng)用于微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的高速永磁發(fā)電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

6 胡亞民;混合勵(lì)磁式無(wú)軸承永磁發(fā)電機(jī)及其預(yù)測(cè)控制研究[D];江蘇大學(xué);2017年

7 董斌;井下渦輪永磁發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)及控制[D];長(zhǎng)江大學(xué);2017年

8 王鵬;永磁發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的多場(chǎng)耦合設(shè)計(jì)與分析[D];河南科技大學(xué);2014年

9 王金平;車用永磁發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)的研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2003年

10 吳云鵬;高速永磁發(fā)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)方法及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2767701