基于桥式驱动电路的磁阻型电磁发射器仿真与实验

在磁阻型线圈电磁发射器中,驱动线圈的剩余电流会影响抛体的发射效率。将磁阻型线圈电磁发射器驱动电路中的电容器用桥式电容电路替代,通过桥式电容电路能够快速降低发射器中驱动线圈的剩余电流,避免抛体在运动时受到反向的回吸力。该文介绍了桥式驱动电路在磁阻型线圈电磁发射器中的工作原理,通过仿真与实验对比分析磁阻型线圈电磁发射器在传统驱动电路与桥式驱动电路中的发射性能。实验和仿真的结果表明:采用桥式驱动电路后,磁阻型线圈电磁发射器的效率得到了提高,剩余电流的能量回收到电容器降低了系统能量的损耗。仿真和实验结果的规律具有一致性,验证桥式驱动电路在磁阻型线圈电磁发射器的可行性,为解决驱动线圈剩余电流及反向力的抑制提供了参考。

多级磁阻型发射器余能回收利用的仿真与实验

发射效率是磁阻型电磁发射器的重要性能指标。在传统的磁阻发射模式下,驱动线圈中的剩余电流会产生反向电磁力,从而降低抛体速度,影响系统的发射效率。针对该问题,提出了一种并联充电的剩余能量回收利用模式驱动电路。该模式使用一个脉冲电源为前三级电容并联充电,通过最后一级电容回收前几级的剩余能量,有效抑制了前几级发射过程中的反向力,并且剩余能量在最后一级得到重新利用。以四级磁阻型发射器为例,详细阐述了驱动电路的工作原理,并通过有限元仿真验证其可行性。搭建了四级发射的试验平台,在两种不同的工作电压下对该模式进行实验验证,实验结果与仿真结果基本吻合。实验与仿真结果均表明,该模式能够有效提高多级磁阻型电磁发射器的发射效率。利用有限元软件对仿真模型的电容参数进行优化,进一步提高了系统的发射效率。

运载火箭中频交流供电线路的远程漏电检测技术研究

为提升运载火箭测试效率,优化射前测发流程,改变传统手动断开电缆进行漏电检测的方法,面向运载火箭远程漏电检测需求,开展了运载火箭中频交流供电线路的远程漏电检测技术研究,保持原有箭地供电线路,对漏电检测电路进行设计及精度计算分析,并采取自检测等设计提高系统的可靠安全性。经试验验证,该系统满足在线连续漏电检测不少于24h,精准漏电检测范围为500kΩ~50MΩ,漏电检测精度为±10%,具有高可靠、高精度、高效率等特点,并成功应用于大型低温运载火箭的测发流程中,对于提升运载火箭自动化测试水平、实现前端无人值守具有重要意义。

电磁轨道发射系统电路模型及发射效率研究

在发射装置串联电路模型的基础上,根据能量等效原理,提出了直流脉冲等效电路模型,建立了系统能量效率ηe与能量等效电阻R_(k)^(*)、损耗等效电阻R^(*)和电流等效占空比D三个参数的数学模型。根据速度趋肤效应引入速度频率,将电枢动态运动模型转化为静态扫频模型并进行涡流场扫频分析,建立了全系统电气仿真模型。与试验结果进行对比,结果表明:电路模型、系统仿真与试验三者之间系统效率的误差小于3%。利用建立的等效电路模型和仿真模型对发射效率的影响因素进行分析,为发射效率优化设计提供了研究方法。

勘查天然气水合物资源的海洋可控源电磁发射系统

海洋可控源电磁探测(MCSEM)是勘查天然气水合物资源的有效方法之一.海洋可控源电磁发射系统是实现MCSEM的重要硬件组成部分.本文以天然气水合物在海底的一维地电模型为例,研究电偶源发射频率、发射偶极侧向漂移、源偶极矩大小对电场响应的影响,进而指导发射系统研制.该系统包括:甲板升压控制单元,可将船载大功率电能升为高压并通过万米光电复合缆输送至海底的发射机;水下变压器,可将深拖缆中的大功率高压转换为低压;拖曳式大功率电磁发射机,其内部的控制电路硬件和嵌入式驱动软件可将水下变压器输出的电能逆变为大功率矩形脉冲,并通过发射偶极将脉冲发送至海水介质中;借助水动力学设计的发射机拖体,用于装载发射系统水下部件和保持拖曳过程中的平衡与稳定;甲板端上位机监控单元,利用万米光电复合缆中的光纤实现船上计算机与海底发射机的远程数据通信.2012年5月和2013年5月海洋试验的结果均表明,所研制的发射系统可作为天然气水合物资源勘探的有效激励场源.

串联型双轨增强电磁轨道炮电路模拟

建立了包括脉冲电源模块和电磁轨道炮的全电路模型,实现了从电源放电至电磁轨道炮发射过程的全电路模拟。根据电源放电与洛伦兹力加速的耦合方程组,在电路模型内将电源的基本单元封装成子电路模块、弹丸受力运动模型转化为电路解耦模块,建立了针对24个基本单元组成的电源网络驱动串联型双轨增强电磁轨道炮的电路模型。将模拟结果与实验结果进行对比,电流模拟结果偏差2.6%,电枢出膛速度模拟结果偏差9.8%,模拟与实验结果基本一致,验证了模型方程和模拟方法的可靠性和合理性。

一种多级重接式电磁发射系统的触发电路

重接式电磁发射是电磁发射的一种形式,利用电磁能量推动发射体前进。多级发射的关键在于各级能量的有序释放,因而要求开关正确而可靠地动作。所研究的触发电路中,高压触发脉冲发生电路采用三电极间隙产生陡化的高压触发脉冲,使触发真空开关导通延时的精度被控制在1μs以内。触发信号发生电路采用HFBR-0400系列光发射器和光接收器作执行元件,抗干扰能力强,在多级电磁发射实验中,消除了级间互扰造成的误触发。光发射器和光接收器之间采用光纤连接,有效地实现高压触发部分和低压控制部分的隔离。

锂电池储能在电磁发射中的应用

随着电磁发射技术的发展,储能环节成为其中不可或缺的一部分。对基本储能单元需求进行分析,以用电系统功率和能量需求为牵引,以储能系统体积重量适装性最优为目标,充分对比现有各类电池参数指标,从安全性、功率密度、能量密度和循环寿命四个方面进行考虑,确定基本储能单元类型为锂电池。面对舰上不同电磁发射设备电压、电流的需求,需要研究能够实现锂电池组快速灵活串并转换的拓扑结构。在实现电池组稳定并联之前,需保证电池组的一致性,因此需计算出电池荷电状态并进行均衡;针对短脉冲大倍率连续放电工况下荷电状态估算不准确的问题,提出以蓄电池组作为研究对象,采用动态辨识方法进行估算。由于各电池组之间存在不一致性,并联起来放电时可能导致输出电流不均衡,使得本来就处于高倍率放电的电池组超限使用,因此将提出一种电池组均流方法来解决此问题。

医用小型B超仪发射电路设计

本文介绍医用小型B超仪的发射电路组成和工作原理。采用高集成度的专用芯片TYN2N60和ISL55110,在保证高图像质量的同时尽可能减少电路板的占用面积。通过电路测试和波形分析证实,该电路结构紧凑、占用电路板的面积小,元器件的选择满足了电路设计要求。

基于CPCI总线的某飞行器测发控系统研究

为了增强某飞行器地面测试设备性能,应用目前先进的CPCI总线技术,提出一种基于该总线的某飞行器新型测发控系统。研究了其总体结构、测试功能、模块选型、电路设计思想和软件结构,着重讨论了其状态检测与控制、信号产生与测量和通信测量等主要模块电路和系统软件的设计。通过调试和应用证明,该系统具有可靠性高、测试准确、操作简便快捷的特点。

直升机发射控制电路监控方法设计

直升机发射控制电路用于管理和控制飞机所携带的各种武器,其通过1553B总线给导弹装订发射诸元并下达投放允许命令;总线信号实时性强、交联关系复杂,给飞机的测试带来较大难度,因此有必要对发控电路的总线系统进行研究,以完善发控电路测试方法;基于多线程、中断服务和DMA方式,提出了总线监视数据与信号波形比对相结合,通过对GJB1188A的分析,在接口控制文件未知的情况下反求信号的意义,为直升机发控电路的检查奠定基础。

电磁轨道炮系统建模与分析

轨道炮利用电能将电枢及弹丸推动至超高速,是具有武器应用背景的复杂机电系统。介绍了轨道炮基本原理,在分析了轨道炮电路、运动学、能耗特点基础上,利用MATLAB建立了系统的数学模型,计算了不同电感梯度条件下轨道炮系统的发射电流、电枢速度、溃入炮体能量,分析了发射过程中不同形式的能量损耗及能量利用效率。结果表明,在特定电源参数条件下,一定范围内提高电感梯度值,电流幅值降低,炮口动能和发射效率提高明显。这对研究轨道炮电能应用特点有一定的参考价值。

潜在电路分析在航空武器发射控制电路的应用

为了保证某型航空武器发射的可靠性,该文在潜在电路分析(SCA)理论的基础上,着重讨论了航空武器系统发射控制电路的工作机制,得出其拓扑结构并建立了线索表,成功确保了已设计的导弹发射控制电路不存在安全隐患。以此方法为基础,可以进一步开发计算机辅助潜在电路分析系统。

运载火箭控制系统电磁继电器消反峰电路分析与MULTISIM仿真

运载火箭控制系统中大量使用了电磁继电器,继电器线圈断电时会产生反峰电压,形成很强的电磁干扰;这种干扰一方面很容易击穿驱动继电器工作的晶体管,造成系统功能的损坏,另一方面可能影响运载火箭精密仪器的正常工作;为了消除这种反峰电压,控制系统中经常采用两种消反峰电路;对两种电磁继电器消反峰电路设计进行了理论分析与计算,比较了"二极管+电阻"电路与"电阻+二极管+稳压二极管"电路的消反峰效果,并使用MULTISIM进行了仿真,发现"电阻+二极管+稳压二极管"电路消反峰效果更好,对于要求快速泄放反峰电流的电路应采用"电阻+二极管+稳压二极管"的消反峰电路。

磁阻型电磁发射装置分析与建模

以磁阻型电磁发射装置为研究对象,根据其电磁发射原理研究了发射电路的物理模型,进而建立了弹丸初速度与线圈匝数、线圈长度、弹丸长度、弹丸相对磁导率、电源电压及放电电流等参数之间的数学模型,通过对该数学模型的仿真分析,结合实际应用中的一些常见问题,分析了磁阻型电磁发射装置的主要参数设计原则及注意事项,为磁阻型电磁发射装置的优化设计提供了依据。

电热化学发射中的过电压现象与机理研究

针对电热化学发射实验所观察到的过电压现象,基于系统的电路结构、主要元件特性和电热化学炮负载特性,通过对比实验、等离子体发生器电阻测量、等效参数测量和理论分析等研究得出过电压的产生机理。研究表明:过电压现象仅在电热化学炮发射过程中出现,与电热化学炮膛内环境下发生器的特性直接相关;机理上过电压由发生器表面断弧引起。在脉冲放电临近结束时刻,膛内环境使发生器表面电弧被强制熄灭,负载发生了突变,导致系统内部出现过电压。负载突变后调波电感的剩余磁能急剧转换为系统各处杂散电容的电能,电路满足过电压谐振条件,发生电磁振荡。根据主要元件的特性简要分析过电压对绝缘配合的影响,总结过电压带来的危害,设计了过电压缓冲电路。缓冲电路包括阻容电路、缓冲电阻和缓冲电感三部分。实验表明,缓冲电路能有效抑制发射过程中由发生器表面断弧所引起的过电压。当前电热化学发射技术正向工程应用发展,研究结果可指导发射系统的绝缘小型化设计,有助于提高系统的可靠性。

多功能监控远距离转发报警系统

设计了一种多功能门窗监控远距离转发报警系统,该系统硬件由门磁触发的自动多路发射部分和数码显示现场地址的无线接收报警部分组成,发射与接收均采用270 MHz无线电编码传输技术,采用PT2262/PT2272编译码芯片,工作稳定、可靠,适合仓库、住宅、商场、银行、医院等需要防盗、防火、防煤气泄漏的场合使用.

拦截弹电磁发射过程的控制与仿真

在电磁拦截系统动能优化问题的研究中,拦截弹的电磁发射过程,是一个涉及多物理场的复杂动态过程,求解困难。传统分析方法存在电磁场分析与电路分析相互孤立的问题。为提高动力性能,提出场路耦合分析方法,利用Maxwell 2D与Simplore的协同仿真对拦截弹的电磁发射过程进行了仿真研究,得到了发射过程中放电回路的电流波形、发射装置的磁场和涡流分布,以及拦截弹所受电磁力、拦截弹速度和位移随时间的变化规律。并进行了拦截弹发射实验,实验结果与仿真数据的一致性表明所建立的场路耦合模型是正确的。

基于场路耦合的电磁发射器发射过程研究

在电磁发射器中,拦截弹的电磁发射过程是一个涉及多物理场的复杂动态过程,对它的求解分析十分困难。为了更好地解决这一问题,选择使用场路耦合分析方法建立起能够电磁发射瞬态过程的系统模型,并利用Maxwell 3D与Simplore的协同仿真对拦截弹的电磁发射过程进行仿真研究,得到了发射过程中放电回路的电流波形、发射装置的磁场和涡流分布,以及拦截弹所受电磁力、拦截弹速度和位移随时间的变化规律,并进行了拦截弹发射实验,实验结果与仿真数据的一致性表明所建立的场路耦合模型是正确的。

航箭发控系统虚拟检测仪研制

针对现有的航箭发控系统检测仪可靠性低、灵活性差等缺点,设计新型航箭发控系统虚拟检测仪,给出检测仪的硬件组成和软件设计。该仪器以IPC-610型工业控制计算机为核心,采用VC++编程,综合运用标准接口及总线技术、故障检测技术、FIFO技术等,能够有效地提高仪器的可靠性和灵活性。