无人机电磁弹射器的综合制动方法

利用直线电机实现无人机在短距离内可控地加速起飞已是固定翼无人机弹射起飞一种新的发展方向。为了使飞机分离后弹射台能在较短距离里完成制动,提出了直线电机弹射轨道末段定子实铁心涡流制动、运用Halbach永磁体阵列的涡流制动和橡胶阻尼制动等三种方式的综合方案,并分别对它们进行了分析计算。当弹射台的速度大于10m/s时,定子实铁心产生的涡流制动效果明显,当弹射台的速度低于3m/s时,定子实铁心涡流制动产生的制动力将迅速下降。Halbach永磁体阵列的涡流制动方式在飞机分离点开始实施,可以增加30%以上的制动效果。通过模型分析和碰撞试验,橡胶阻尼制动作为最后一级制动方式,能够有效吸收能量,实现在较短距离里的制动。     

一种用于车载无人机弹射的直线感应电机设计

电磁弹射技术是一种高效可靠的加速驱动方式,将电磁弹射技术运用于车载无人机弹射上,具有机动灵活、通用性强等优点。首先,对车载无人机弹射的直线感应电机和端部效应进行了介绍;然后,根据无人机弹射加速指标要求,设计了一种用于车载无人机弹射用的双边直线感应电机;最后,使用有限元的方法进行了仿真,并对不同电流大小和频率下的加速过程进行了对比。仿真结果表明：该电机达到了无人机加速弹射指标要求。     

一种消除直线永磁无刷直流电机边端效应对换相时机影响的方法

电磁弹射用直线永磁无刷直流电机的永磁体动子具有开断结构,使动子边端的磁场分布发生变形。当采用霍尔元件检测磁场实现换相时,这种边端效应就会影响换相时机。分析了这类电机的换相机理和动子开断结构对换相时机的影响,指出这类边端效应受极弧系数影响显著,并提出了利用不对称滞环比较器或简易单限比较器对霍尔输出信号进行处理从而消除这类边端效应影响的方法,实验验证了简易单限比较器方案的可行性。     

定子磁钢轨道拼接错位对动圈式永磁直线电机性能的影响

陆基车载无人机电磁弹射器是一种新型的弹射起飞装置。为了实现高机动性,提出双边动圈式永磁直流直线电机和定子磁钢轨道分段拼接结构方案。为了评估定子磁钢轨道拼接可能对电机性能的影响,建立了永磁直线电机模型。利用有限元分析软件,分析研究了轨道分段拼接上下错位、左右错位以及倾斜错位可能造成的影响,根据分析结果给出了磁钢轨道拼接错位所允许的偏移范围大小。     

飞机电磁弹射系统发展及其关键技术

总结论述了美国和英法国家的飞机电磁弹系统工程化应用研制的发展状况,综述了电磁弹射用直线电机的方案选型设计、仿真技术、性能优化和控制方法等方面的关键技术和研究现状,针对电磁弹射技术的发展前景和应用给出了相关建议,为国内电磁弹射相关技术的发展提供了借鉴。     

动初级高速六相直线感应电机工作特性分析

为了准确刻画对象模型,采用一阶等效电路瞬态涡流分析法对动态边端效应影响下动初级高速六相直线感应电机的参数时变规律进行了定量计算,并通过感应涡流损耗推导得到考虑动态边端效应时电机的等效电路。基于此,通过电磁推力计算及效率评估对动态边端效应影响下电机的工作特性进行了详细分析。利用不同运行速度条件下的有限元仿真及动态实验验证了理论分析和推导的正确性。     

永磁直线同步电机Halbach阵列电磁激振力建模

为实现永磁同步直线电机Halbach阵列电磁激振力的精确计算,首先建立了考虑边端效应的伪周期电磁场子域解析模型,对永磁阵列电磁特性进行精确刻画;然后,基于永磁体磁能分布原理修正相互作用磁能表征式,继而推导出基于局部虚功位移法永磁体电磁激振力计算公式;最后,通过有限元验证了永磁阵列电磁场模型,并通过堵驻推力试验间接验证了电磁激振力计算的精确性。     

动圈式永磁直线直流电机的精英保留多种群遗传优化算法

为了实现陆基无人机电磁弹射器高机动性及其直线弹射电机的高功率密度,针对动圈式永磁直线直流电机,提出精英保留的多种群遗传算法(Multi-Population Genetic Algorithm with Elite Retention, MPGAER)的电机最大功率密度优化方法。以磁通密度和电流密度为约束条件,利用其搜索能力强、收敛速度快的特点优化电机的结构参数,并与磁路法初始设计结果和传统遗传算法优化结果进行比较。结果表明:与磁路法初始设计相比,MPGAER能使电机质量减少6.25%,功率密度提高10%,电机动态性能得到提高;MPGAER优化设计的电机功率密度高于遗传算法设计结果,所提方法有效地解决了在优化过程中出现易收敛于局部最优点和寻优效果差的问题。     

圆筒直线感应电机电磁振动响应特性分析

针对某电磁发射用圆筒直线感应电机的电磁振动响应特性问题进行了分析。首先，建立了直线电机二维电磁场分层子域模型，通过涡流场有限元仿真验证了模型的精确性，并基于麦克斯韦张量法和洛伦兹力法推导了电磁激振力表达式，利用二维傅里叶分解得到定子电磁力时空分布特性；然后，基于有限元法构建了发射电机定子三维动力学模型，模态计算结果与试验吻合良好，采用有限元法进行电磁振动谐响应计算，结果有效性通过稳态动子堵驻通电试验得到了验证，证明了发射电机定子结构可以简化为理想薄壁圆柱壳，电磁振动响应主要由轴向呼吸模态决定；最后，基于简化模型对比分析了电磁振动响应影响因素，结果表明：电磁激振力径向分量和轴向分量均为结构响应的主要贡献源，而与电磁力波轴向模数呈负相关规律。     

不同电流波形下永磁推进电机电磁转矩的时步有限元计算

以12相永磁推进实验样机为研究对象,介绍了其结构特点及运行控制模式,建立了该电机的时步有限元仿真系统.采用有限元法对正弦波、方波、梯形泼电流波形下的永磁推进电机电磁转矩进行了数值计算,给出了不同电流下的功角特性曲线.研究结果表明,对于电枢反应较强的12相永磁推进电机,在通常功角范围内通入正弦波电流可产生较大电磁转矩.     

差动式电涡流位移传感器

设计了差动式精密电涡流位移传感器.通过对参数的合理选择与优化,测量电路尽量采用线性集成元件,较好地解决了一般载频调幅式电涡流位移传感器线性范围小、线性度差、时漂和温漂大的缺点,能够满足在10kHz的动态范围内,对高速转轴在复杂环境温度条件下,进行长期精确的位移和振动监测的需要.     

电容器驱动型与电池驱动型磁阻发射器的仿真对比分析

利用Ansoft Maxwell电磁场仿真软件,对单级电容器与电池型磁阻发射器进行仿真对比.仿真结果表明:电容器驱动型磁阻发射器加速弹丸较快,电池驱动型磁阻发射器理论射速较快,两者的涡流损耗处于同一个级别.在相同的加速距离和出口动能下,电池驱动型磁阻发射器能量转换效率高.     

活塞式磁通压缩发电机电枢涡流的有限元分析

为了研究活塞式磁通压缩发电机（P-MFCG）电枢内部涡流及周围的磁场分布，在Maxwell方程组的基础上，对电枢附近区域的磁场模型进行理论推导，得出电枢附近区域涡流场的控制方程。采用Ansoft有限元分析软件对应用于P-MFCG的柱状电枢上感应涡流、磁感应强度以及电枢所受电磁力的分布进行仿真分析，其结果对电枢的优化设计有重要参考意义。     

履带车辆下长坡液力辅助制动控制策略仿真研究

针对履带车辆下长坡制动过程中不同制动力的分配关系,在液力减速器和整车下坡动力学分析的基础上,研究了基于液力辅助制动的履带车辆下长坡制动控制策略,建立了基于SIMULINK的履带车辆整车动态仿真模型,对液力减速器的持续制动性能和控制策略的有效性进行了仿真．结果表明,车辆下坡持续制动时,适时应用液力减速器,能够有效分流整车制动功率,明显降低机械制动器的工作负荷,满足整车安全恒速下坡的要求．     

基于SVD的机动目标自适应滤波研究与仿真

由于计算误差等因素的影响,致使滤波协方差阵不对称或负定,从而导致滤波器发散,影响滤波算法的收敛速度和稳定性.该研究在机动加速度"当前"统计自适应卡尔曼滤波算法的基础上,引入了基于奇异值分解(SVD)的协方差平方根滤波的自适应卡尔曼滤波算法.仿真结果表明,该算法可以较好地跟踪机动目标,具有精度高、稳定好、收敛快等特点.     

空间救援发射窗口分析

从发射窗口的基本特性出发,推导了空间救援任务发射窗口的解析求解方法.将空间救援发射窗口问题分解为平面窗口问题和相位窗口问题,分别建立了平面窗口与相位窗口的解析求解模型,最后获得了发射窗口解析解.用直观曲线描述了同一经度的不同纬度所有发射点对应的发射窗口,为空间救援任务发射窗口的分析和快速计算提供了基础.     

方波电机驱动装甲车制动过程泵升电压研究

再生制动是电动车辆最常见的制动方式.然而,在没有大容量蓄电池吸收能量的情况下,再生制动将产生很高的泵升电压.通过分析再生制动过程,提出了用控制占空比的办法抑制泵升电压.该方法通过数字控制实现,无需改动硬件,控制简便.计算机仿真和样机实验结果表明,该方法可迅速抑制泵升电压,并具有很好的制动效果.     

IMM-EKF的弹道导弹轨道实时动态预测

快速准确的导弹轨道预测是有效进行导弹防御的前提。提出一种基于IMM-EKF的弹道导弹轨道实时动态预测方法,对导弹发射点和落点分别进行动态预测研究。首先,构建不包含导弹先验信息的IMM-EKF弹道估计器;其次,定义一种模型概率累积因子,用于估计导弹的关机时刻及相应的运动状态;最后,基于导弹运动状态的实时估计,动态预测落点和发射点。仿真实验结果表明:该方法能实时动态预测导弹发射点和落点;发射点预测应利用主动段状态估计,而落点预测则在导弹自由段早期进行为宜。