電磁線圈炮彈丸位置檢測技術(shù)研究.pdf

1、電磁發(fā)射技術(shù)作為新一代的先進(jìn)發(fā)射技術(shù)，利用電磁力做功推進(jìn)彈丸，可以將炮彈推進(jìn)到更高的速度，滿足未來戰(zhàn)場對(duì)炮彈更高的射程、更短的飛行時(shí)間和更強(qiáng)的動(dòng)能殺傷能力的要求。多級(jí)電磁線圈炮中任意一級(jí)驅(qū)動(dòng)線圈都存在最佳觸發(fā)位置，太早或太晚觸發(fā)都會(huì)降低電磁發(fā)射的效率。如果驅(qū)動(dòng)線圈的觸發(fā)提前，就會(huì)對(duì)發(fā)射線圈提供反向拉力；如果觸發(fā)位置滯后，又會(huì)縮短發(fā)射體的有效加速時(shí)間，從而降低發(fā)射體的出口速度。因此，要想準(zhǔn)確觸發(fā)驅(qū)動(dòng)線圈，必須提高發(fā)射體位置檢測的精度，保證

2、發(fā)射體運(yùn)動(dòng)到該位置時(shí)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)線圈。
　　本文在深入分析了國內(nèi)外不同的電磁發(fā)射技術(shù)位置檢測方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)發(fā)射體材料表面散射在半球空間內(nèi)的分布滿足雙向反射分布函數(shù)（BRDF）的原理，進(jìn)行了如下的創(chuàng)新性工作：
　　首先，分析了基于BRDF的線圈炮彈丸位置檢測原理，推導(dǎo)了探測器輸出電壓與發(fā)射體位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系式，并建立了位置檢測系統(tǒng)模型。采用單一參考測量法，測量鋁合金表面的BRDF值，建立鋁合金表面散射特性的數(shù)學(xué)解析模型，

3、并在TracePro中進(jìn)行建模仿真，得到發(fā)射體位于不同位置時(shí)探測器接收到的光通量的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)，對(duì)比理論曲線，驗(yàn)證該方法的正確性。
　　然后，在分析線圈炮的工作原理的基礎(chǔ)上，建立了線圈炮的系統(tǒng)方程組。通過電磁場仿真軟件，對(duì)電磁線圈炮進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)仿真。通過仿真分析獲得了小型三級(jí)線圈炮中每一級(jí)驅(qū)動(dòng)線圈的最佳觸發(fā)位置。在此基礎(chǔ)上，提出基于BRDF位置檢測的控制策略。
　　最后，設(shè)計(jì)電磁線圈炮彈丸位置檢測系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。通過LabV