【摘要】：電磁發(fā)射系統(tǒng)因?yàn)榫哂芯薮髴?yīng)用潛力而受到國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注。其中,感應(yīng)式線圈發(fā)射系統(tǒng)是其重要的研究?jī)?nèi)容。感應(yīng)式電磁發(fā)射系統(tǒng)中,驅(qū)動(dòng)線圈結(jié)構(gòu)、電樞結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)等參數(shù)對(duì)于電磁發(fā)射性能具有較大的影響。其中,控制系統(tǒng)中對(duì)觸發(fā)放電位置的設(shè)計(jì)尤為重要,過早或過晚觸發(fā)都會(huì)降低發(fā)射系統(tǒng)的效率,精確測(cè)量電樞的運(yùn)動(dòng)位置并準(zhǔn)確控制電容放電對(duì)發(fā)揮電磁發(fā)射高速發(fā)射性能具有重要意義。要精準(zhǔn)定點(diǎn)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)線圈,需要提高電樞飛行狀態(tài)(速度和位置)測(cè)量的精度。因此,本文通過光電檢測(cè)進(jìn)行測(cè)速并結(jié)合外部程序計(jì)算實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖電容器放電的準(zhǔn)確控制,保證電樞運(yùn)動(dòng)到最佳位置時(shí),驅(qū)動(dòng)線圈能夠及時(shí)觸發(fā)。本文基于電磁發(fā)射理論分析及速度測(cè)量原理,對(duì)六極矩電磁發(fā)射系統(tǒng)出口電樞的直線速度與旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行測(cè)量研究,搭建一套完整基于FPGA的出口雙速測(cè)量系統(tǒng)。首先,介紹國(guó)內(nèi)外電磁發(fā)射系統(tǒng)中電樞速度和位置測(cè)量的研究現(xiàn)狀,對(duì)現(xiàn)有測(cè)量方法進(jìn)行比較,結(jié)合多級(jí)六極矩發(fā)射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出一種適用于多級(jí)多極矩電磁發(fā)射系統(tǒng)的電樞出口速度測(cè)量方法。其次,基于激光截?cái)喾ǖ睦碚摲治?結(jié)合旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理,通過兩種反射式傳感器對(duì)鋁環(huán)和反光膜等不同材料的反射光通量不同,設(shè)計(jì)雙傳感器和單傳感器對(duì)電樞直線速度和旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行測(cè)量,并利用提出低速、高速兩種不同測(cè)量方案,搭建一套基于FPGA的電樞出口雙速測(cè)量系統(tǒng)。再次,利用有限元軟件Ansoft Maxwell建立兩級(jí)混合式六極矩發(fā)射系統(tǒng)三維模型,導(dǎo)入有限元軟件Infolytica Magnet進(jìn)行對(duì)比聯(lián)合仿真分析,調(diào)節(jié)初始位置不同,仿真得到電樞的第一級(jí)直線速度,確定第一級(jí)最佳觸發(fā)位置;調(diào)節(jié)開槽電樞初始角度和觸發(fā)位置,得到下級(jí)直線速度和旋轉(zhuǎn)速度,確定電樞的最佳初始旋轉(zhuǎn)角度和第二級(jí)驅(qū)動(dòng)線圈最佳觸發(fā)位置;通過直線速度,利用FPGA 序控制下級(jí)電容放電,優(yōu)化發(fā)射系統(tǒng)性能;仿真得到兩級(jí)驅(qū)動(dòng)線圈尾端區(qū)域的電磁場(chǎng)強(qiáng)度,探討發(fā)射過程中發(fā)射系統(tǒng)對(duì)于測(cè)速系統(tǒng)的是否具有影響。最后,在實(shí)際仿真的基礎(chǔ)上,搭建一套小型兩級(jí)混合式六極矩電磁發(fā)射實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別利用雙傳感器和單傳感器進(jìn)行出口雙速測(cè)量,通過將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,驗(yàn)證單傳感器同時(shí)測(cè)量雙速的可行性。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TJ866

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本文編號(hào)：2770278