本文對(duì)電子引信的安全狀態(tài)控制方案進(jìn)行了深入分析和研究,以此為基礎(chǔ)提出了通用化、小型化安全可靠的設(shè)計(jì)方案。安全保險(xiǎn)通過三個(gè)串聯(lián)的開關(guān)實(shí)現(xiàn),保險(xiǎn)關(guān)閉時(shí)電能無法集中到儲(chǔ)能電容使雷管無法被引爆,解除保險(xiǎn)需要不同的環(huán)境信息激勵(lì),使用順序、時(shí)間窗和指令結(jié)合的方法提高解除保險(xiǎn)的安全性。進(jìn)一步研究了直流升壓電源技術(shù),設(shè)計(jì)了用于高壓電容充電的反激式開關(guān)電源,該電源的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過CPLD輸出,CPLD可以通反饋電路得到電容充電狀態(tài)從而控制PWM輸出。通過深入研究沖擊片雷管的引爆方案設(shè)計(jì)了起爆電路和觸發(fā)電路,因?yàn)槠鸨娐烽_關(guān)對(duì)速度和電壓要求較高,所以選用氣體觸發(fā)管作為開關(guān)。并且設(shè)計(jì)了將低壓控制信號(hào)能量放大的觸發(fā)電路,該電路使用兩個(gè)互感線圈利用匝數(shù)比不同實(shí)現(xiàn)電壓放大功能,輸出端高壓將氣體放電開關(guān)管打開。硬件電路仿真驗(yàn)證、CPLD邏輯仿真以及樣板的放電實(shí)驗(yàn)表明,其硬件電路、軟件和CPLD達(dá)到設(shè)計(jì)目的,基于制導(dǎo)引信信息一體化設(shè)計(jì)的電子安全控制系統(tǒng)能夠完成安保解除和起爆電流輸出。 

【文章來源】：北華航天工業(yè)學(xué)院河北省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

安全保險(xiǎn)模型

引信電子安全與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)8k4關(guān)閉。此時(shí)Δt時(shí)間窗開始計(jì)時(shí)。在時(shí)間窗結(jié)束之后，即使環(huán)境激勵(lì)2出現(xiàn)也不會(huì)導(dǎo)致k2的閉合，只有在時(shí)間窗內(nèi)時(shí)k5閉合，此時(shí)環(huán)境激勵(lì)2才能使k2閉合。K2閉合之后會(huì)導(dǎo)致k6閉合，此時(shí)環(huán)境激勵(lì)3出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致k3閉合，三個(gè)環(huán)境激勵(lì)按照順序出現(xiàn)才能使保險(xiǎn)完全解除[20]。圖2.1安全保險(xiǎn)模型從安全到解保過程中，一個(gè)動(dòng)態(tài)電開關(guān)和兩個(gè)非動(dòng)態(tài)電開關(guān)可能有四種狀態(tài)，如圖2.2所示。圖中圓圈序號(hào)表示安全保險(xiǎn)的一種狀態(tài)，前頭表示狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，P代表本次轉(zhuǎn)換狀態(tài)的概率。其中①表示保險(xiǎn)狀態(tài)，此時(shí)k1，k2，k3打開；②表示半保險(xiǎn)狀態(tài)，k1，k2閉合，k3打開；③表示解保狀態(tài)，k1，k2，k3均閉合；④表示系統(tǒng)故障，k1閉合，k5打開。圖2.2狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖在t0~t1期間從①狀態(tài)可以轉(zhuǎn)換到②、③、④的任意一種狀態(tài)，也可以保持①狀態(tài)不變，他們的轉(zhuǎn)換概率如下。狀態(tài)①~狀態(tài)①：環(huán)境1沒有出現(xiàn)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率為111P1P（2.1）狀態(tài)①~狀態(tài)②：系統(tǒng)從保險(xiǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到半保險(xiǎn)狀態(tài)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率有下面多種情況，第一種為環(huán)境激勵(lì)1與環(huán)境2順序出現(xiàn)，但是環(huán)境3未出現(xiàn)，則

采集的成本，減小了設(shè)備體積和成本。制導(dǎo)引信一體化設(shè)計(jì)包含兩個(gè)方面，一方面是硬件一體化設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)的做法是將引信和制導(dǎo)控制器一起設(shè)計(jì)，將它們看作是一個(gè)設(shè)備，但是同時(shí)具有引信的功能和制導(dǎo)控制的功能，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省空間和硬件成本，是制導(dǎo)引信一體化設(shè)計(jì)的目標(biāo)。另方面是功能一體化設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)方法是保持現(xiàn)有制導(dǎo)控制器和引信的位置不變，但是邏輯上將他們看作一個(gè)整體，這種設(shè)計(jì)方案是硬件一體化設(shè)計(jì)的這種方案，因?yàn)楫?dāng)前制導(dǎo)引信一體化設(shè)計(jì)的理論還未完善，尚在研究階段，因此本文選用功能一體化設(shè)計(jì)，圖2.3為引信安全控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖2.3引信安全與控制系統(tǒng)框圖圖中框圖代表一個(gè)功能相對(duì)完整的模塊，實(shí)線表示電源的流動(dòng)方向，虛線表示控制信號(hào)和狀態(tài)檢測(cè)信號(hào)。引信安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為低壓控制區(qū)域和高壓起爆區(qū)域，低壓控制區(qū)域主要實(shí)現(xiàn)與上級(jí)控制器的信息傳輸、系統(tǒng)的安全狀態(tài)檢測(cè)和安全保險(xiǎn)開關(guān)的控制。高壓區(qū)域主要由高壓電源、觸發(fā)電路和起爆電路組成，主要負(fù)責(zé)起爆沖擊片雷管任務(wù)的執(zhí)行。（1）電源模塊由于引信安全控制控制系統(tǒng)有各個(gè)不同的模塊，而有些模塊則需要不同的電壓，本文設(shè)計(jì)中控制模塊供電為3.3V、內(nèi)部控制信號(hào)為5V、高壓電源模塊12V。因此供電方案有兩種選擇，第一種分三路輸出，選用三塊電源芯片分別輸出三種電壓，但是這種方法成本較高且體積龐大。第二種方法分兩路輸出，其中一路輸出功率較大的12V，另一路輸出5V和3.3V，3.3V由5V經(jīng)過線性穩(wěn)壓器降壓得到。第三種設(shè)計(jì)為一路輸出，三個(gè)降壓

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種單端反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì)[J]. 嚴(yán)會(huì)會(huì),韓敏.  信息通信. 2019(10)
[2]單端反激開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)與制作[J]. 管尚書,趙雨桐,宋桂英.  通信電源技術(shù). 2019(04)
[3]鴨舵式二維彈道修正引信發(fā)展綜述[J]. 劉宗源,高敏,宋衛(wèi)東,王毅.  現(xiàn)代防御技術(shù). 2019(01)
[4]淺談國(guó)外引信系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 高野軍.  制導(dǎo)與引信. 2018(01)
[5]引信的三大基礎(chǔ)技術(shù)與發(fā)展要求[J]. 施坤林,黃崢,牛蘭杰,鄒金龍,劉忙龍,梁軻.  探測(cè)與控制學(xué)報(bào). 2018(01)
[6]引信可靠性考核的系統(tǒng)性錯(cuò)誤及統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法[J]. 張龍山.  探測(cè)與控制學(xué)報(bào). 2016(03)
[7]微機(jī)電技術(shù)在引信中的應(yīng)用綜述[J]. 王輔輔,婁文忠.  探測(cè)與控制學(xué)報(bào). 2016(03)
[8]控制開關(guān)周期的高壓電容電壓無反饋維持方法[J]. 蘇鋒,康興國(guó),鄭松.  探測(cè)與控制學(xué)報(bào). 2016(03)
[9]國(guó)外引信電子安全與解除保險(xiǎn)裝置研究進(jìn)展[J]. 單體強(qiáng),齊杏林,范志鋒,劉加凱.  飛航導(dǎo)彈. 2016(06)
[10]引信電子安全定向多點(diǎn)起爆控制電路設(shè)計(jì)[J]. 韓克華,周俊,任西,褚恩義.  控制工程. 2016(04)



本文編號(hào)：3306558