【摘要】：本文針對(duì)制導(dǎo)炮彈設(shè)計(jì)了一套基于北斗和陀螺儀的舵翼姿態(tài)無線檢測(cè)系統(tǒng),以數(shù)據(jù)采集技術(shù)、電能無線傳輸技術(shù)以及射頻通信技術(shù)為基礎(chǔ)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊與數(shù)據(jù)接收控制模塊兩部分組成。數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊由北斗定位導(dǎo)航模塊、陀螺儀姿態(tài)采集模塊、電能無線接收模塊以及射頻發(fā)送模塊組成,實(shí)現(xiàn)用于電能無線接收、北斗模塊定位、陀螺儀模塊進(jìn)行舵翼角速度和加速度信息采集并將信息通過射頻模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)接收處理端的功能;數(shù)據(jù)接收控制模塊由電能無線發(fā)送模塊、射頻接收模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及上位機(jī)顯示終端組成,接收端與上位機(jī)顯示終端之間采用串口通信,實(shí)現(xiàn)電能無線發(fā)送、姿態(tài)信息存儲(chǔ)、超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制以及接受姿態(tài)信息并在上位機(jī)的顯示界面顯示等功能。在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的過程中,對(duì)電能無線傳輸系統(tǒng)的傳輸功率做了重點(diǎn)研究,提出了一種新的提高電能無線傳輸系統(tǒng)輸出功率的方法,即在電路中加入負(fù)電阻,通過減小變壓器原邊的電阻以增加原邊電流,從而提高變壓器副邊的電壓,進(jìn)而提高電能無線傳輸?shù)墓β�。并且搭建一個(gè)含負(fù)電阻的諧振耦合電能無線傳輸試驗(yàn)平臺(tái),證明了所提方法的可行性。最后通過利用地面負(fù)載模擬試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,主要包括超聲電機(jī)自身性能測(cè)試、姿態(tài)數(shù)據(jù)的采集、無線傳輸性能的測(cè)試以及超聲電機(jī)的控制性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文所設(shè)計(jì)方案的可行性。
【圖文】：

1.1 選題的研究背景和科學(xué)意義火炮在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中起著壓制敵方的火力，殺傷敵方有生力量等關(guān)鍵作用。常規(guī)的火炮射程短，炮彈的命中率很低，在方圓 30 公里的射程內(nèi)其圓概率的偏差量最小也達(dá)到 165 米。在現(xiàn)代非對(duì)稱作戰(zhàn)中提出的超視距以及精確打擊等概念下，傳統(tǒng)的火炮已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭中對(duì)于打擊精度的要求。二次大戰(zhàn)以來，為了提高火炮的射擊精度，一種將傳統(tǒng)彈藥與制導(dǎo)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的制導(dǎo)炮彈技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生[1]。西方國家近年來己經(jīng)研制出了多種型號(hào)的制導(dǎo)炮彈并將其運(yùn)用于各種戰(zhàn)爭中，從而實(shí)現(xiàn)了制導(dǎo)炮彈 精確打擊、遠(yuǎn)程壓制、高效毀傷 的目標(biāo)。早在上世紀(jì) 80 年代初，為了能利用火炮精確打擊機(jī)動(dòng)的裝甲目標(biāo)，美國陸軍提出了 銅斑蛇”激光制導(dǎo)炮彈的構(gòu)想。到 1983 年，這種毫米級(jí)別的制導(dǎo)炮彈正式投產(chǎn)。到了上世紀(jì) 80 年代中后期，蘇聯(lián)推出了 紅土地 激光制導(dǎo)炮彈，并且將其大量地用于地面部隊(duì)[2]。在現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭中，具有制導(dǎo)功能的武器能夠有效地襲擊如機(jī)場、港口、防空陣地、甚至指揮機(jī)構(gòu)等敵方重要目標(biāo)。通過對(duì)這些高科技武器實(shí)施精確的定點(diǎn)摧毀，避免了戰(zhàn)斗人員直接進(jìn)行攻堅(jiān)戰(zhàn)，有效地降低了己方戰(zhàn)斗人員的傷亡率。高新技術(shù)尤其是導(dǎo)航技術(shù)、新材料、微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和小型化技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)研究具有制導(dǎo)功能的武器技術(shù)起到了極大的推動(dòng)作用[3]。

圖 1. 2 超聲電機(jī)結(jié)構(gòu)圖目前研究和應(yīng)用最多的是環(huán)形行波型超聲電機(jī)。環(huán)形行波電機(jī)的基本工作原理如下[18]：當(dāng)在粘在金屬彈性體上的兩片壓電陶瓷（A、B 兩組）施加兩路相位差 90 度的高頻電壓時(shí)，在彈性體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生兩組駐波，這兩組駐波組合成沿定子彈性體圓周方向行進(jìn)的行波，使得定子表面的質(zhì)點(diǎn)形成橢圓形的軌跡運(yùn)動(dòng)，，如圖 1.3 所示。其振幅一般為數(shù)微米，這種微觀振動(dòng)通過定子(振動(dòng)體)和轉(zhuǎn)子(移動(dòng)體)之間的摩擦作用使轉(zhuǎn)子(移動(dòng)體)沿某一方向(逆行波傳播方向)做連續(xù)宏觀運(yùn)動(dòng)。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TJ413.6

【參考文獻(xiàn)】

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10 張鵬

本文編號(hào)：2653520