电磁发射用脉冲功率电源放电建模分析

为高效研究电磁发射用脉冲功率电源放电性能，为电磁发射提供技术支持，降低研发成本，电磁发射过程的相关建模与仿真工作需要重点研究。对弹丸在轨道中实际运动物理过程建立数学模型，对脉冲功率电源建立电路模型，采用联合两种模型的方法对脉冲功率电源放电系统进行研究，提出一种基于发射过程多物理现象的脉冲功率电源放电系统仿真模型。通过实验验证了提出方法的有效性，为后续脉冲功率电源放电研究提供了依据。     

脉冲功率电源连续发射水冷模拟负载

针对脉冲功率电源连续循环放电吸能需求,提出一种1.9 MA级循环脉冲功率水冷模拟负载方案。考虑水冷负载与实际电磁发射负载的相似性要求,提出4×8钢管阵列组成的电阻网络,可方便实现电源不同组合方式的放电考核;针对1.9 MA级电流产生的脉冲电磁力可能引起水冷模拟负载损坏的问题,建立水冷模拟负载三维有限元分析模型,进行电磁力计算和结构分析,保证水冷模拟负载稳定性;利用热网络法对模拟负载在循环脉冲模式下的强迫风冷却、自然冷却和去离子水冷却等方式进行了温升分析。结果表明:模拟负载采用钢管内通去离子水冷却效果最好,循环放电时温度可以恢复到初始状态,最高温度62.5℃,满足连续放电实验的需求。利用提出的方法设计一台水冷模拟负载样机并进行了连续2次1.9 MA放电研究,试验结果与理论分析吻合较好,负载结构运行稳定,从而验证了理论分析的正确性。     

残余电压对连发型脉冲功率电源的影响

为了研究残余电压对连发型脉冲功率电源的影响,分析了混合储能型脉冲功率电源的充放电过程及残余电压的来源及其对连续充放电过程的影响,并进行了仿真。仿真结果表明:混合储能型脉冲功率电源可以合理利用残余电压,从而缩短脉冲功率电源的充放电时间,有利于提高电磁发射装置的连发频率,通过能量回收还有利于提高发射效率。     

连续发射脉冲功率电源用水冷模拟负载研究

针对脉冲功率电源连续循环放电吸能需求,本文提出了一种1.9MA级循环脉冲功率水冷模拟负载方案。首先,考虑水冷负载与实际电磁发射负载的相似性要求,提出了4×8钢管阵列组成的电阻网络,可方便的实现电源不同组合方式的放电考核；其次,针对1.9MA级电流产生的脉冲电磁力可能引起水冷模拟负载损坏的问题,建立了水冷模拟负载三维有限元分析模型,进行了电磁力计算和结构分析,保证了水冷模拟负载稳定性；最后,利用热网络法对模拟负载在循环脉冲模式下的强迫风冷、自然冷却和去离子水冷却等方式进行了温升分析,结果表明：模拟负载采用钢管内通去离子水冷却效果最好,循环放电时温度可以恢复到初始状态,最高温度62.5℃,满足连续放电实验的需求。利用提出的方法设计了一台水冷模拟负载样机并进行了连续2次1.9MA放电研究,试验结果与理论分析吻合较好,负载结构运行稳定,验证了本文理论分析的正确性。     

轻小型电磁发射脉冲电源电磁损耗分析与计算

补偿脉冲发电机(compensated pulsed alternator,CPA)是电磁发射系统最具有应用前景的轻小型高功率脉冲电源之一,由于其高峰值脉冲放电的特殊性,使得电机内部温升急剧,对永磁体的安全工作、电枢绝缘材料的绝缘性能以及其他子系统的正常运行都会带来极大的隐患。为此,针对所研究的外转子式永磁励磁CPA的特殊放电形式,首先分析了其电磁损耗的产生机理,并在ANSYS Electromagnetics Maxwell中建立了CPA的二维瞬态电磁损耗分析有限元模型;然后,为模型设置了简化的外部开关放电电路;最后,分别计算得到了CPA短路放电工况和单脉冲放电工况对应的铁芯损耗、补偿筒涡流损耗及电枢欧姆损耗,为后续的温度场分布有限元计算提供了精确全面的热源数据。     

脉冲功率电源故障诊断方法研究

脉冲功率电源是电磁发射系统中最容易发生故障的薄弱环节,脉冲功率电源故障会使整个系统性能下降。针对脉冲功率电源故障,提出基于多层小波分析提取故障信息的模式搜索支持向量机故障诊断方法。通过建立脉冲功率电源的软故障模型,进行仿真分析获得电流故障数据样本,对故障样本进行离散小波分解,获得指定层细节信息的小波系数作为故障特征量;对故障特征量进行主成分分析,将小波系数进行降维,以便有效地进行故障诊断。通过实验,将所提方法故障诊断结果与其他三种故障诊断结果进行比较,验证了所提方法的有效性。     

两型PFN脉冲功率电源放电特性研究

为对两种类型的多模块电容型脉冲功率电源放电特性进行研究,分析了放电过程中各主要功率器件的电气特性及电源对负载的放电效率,并针对I型PFN模块放电过程中反向电压不能释放的缺点,为脉冲功率电源设计了反向电压释放通道。仿真结果表明:二极管和晶闸管等器件的性能受电路拓扑及时序的共同影响,I型PFN对负载的放电效率比II型PFN更高,通过反向电压释放通道可将放电过程中产生的反向电压有效回收,以进一步提高放电效率。     

混合储能蓄电池组放电均衡优化研究

首先,以电磁发射用混合储能系统蓄电池组铅酸电池为研究对象,分析了储能系统放电过程中可能带来的蓄电池组一致性问题;其次,在研究电池模型的基础上,结合蓄电池放电均衡方法,分析了基于电池组容量的均衡指标;再次,针对混合储能系统放电电路的特点,提出了一种以蓄电池组均衡一致性为优化目标的放电均衡策略,改进了放电结构并实现了铅酸电池的放电均衡;最后,对比了改进前后的放电电路并进行了仿真分析,并在混合储能蓄电池组平台上进行了实验,实验结果验证了该放电均衡策略的可行性。     

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。     

电感储能电源余能回收对轨道炮特性影响分析

对剩余能量进行回收并重复利用有利于提高电感储能脉冲电源驱动电磁发射系统的能量利用效率,剩余能量回收的快慢将直接影响电磁发射系统的发射性能。在电感储能脉冲电源的基础上引入剩余能量快速回收单元可以实现剩余能量快速回收。为研究带有剩余能量回收单元的改进电路对连续电磁发射系统产生的影响,分阶段对改进电路的放电过程进行分析,对一个12模块的增强型轨道炮系统进行建模仿真,并与改进前的电路进行对比分析,进而得到改进电路驱动电磁发射系统的输出特性和发射优点。     

阵地工程施工环境评价模型研究

为了准确评价阵地工程施工环境质量,在分析施工环境影响因素的基础上,选取氧气含量、CO浓度、粉尘浓度等8项指标,建立了施工环境评价指标体系.针对体系中指标类型多样、评价信息不确定等客观原因,提出了一种基于证据推理算法的置信规则库推理的评价模型.结合某工程实测数据和专家经验,应用该模型进行施工环境评价.结果表明,该模型能够综合反映指标输入信息对环境质量的影响,克服了传统环境评价方法单一化的缺点,评价结果更加贴近实际,为决策者优化施工方案提供了理论参考.     

多级电磁线圈发射器时序触发策略研究

为优化多级同步感应线圈电磁发射器(SICEML)性能,以提高发射速度和能量转换效率为检验指标,以影响上述指标的触发时序为优化对象,采用遗传算法建立了单级同步感应线圈型电磁发射器触发位置优化数学模型,计算出了最佳触发位置,通过数值和有限元两种仿真系统对优化结果的正确性进行了验证；采用该方法对两级以及10级同步感应线圈型电磁发射器的触发时序进行了优化研究,并进行了仿真验证；为解决了仿真系统误差的问题,提出采用动子线圈在各级的触发位置和速度作为控制因素的双控触发方式,并研究分析了仿真过程中触发开关的随机抖动对出口速度误差的影响。     

多级电磁线圈发射器时序触发控制策略

为优化多级同步感应线圈电磁发射器性能,以提高发射速度和能量转换效率为检验指标,以影响上述指标的触发时序为优化对象,采用遗传算法建立单级同步感应线圈型电磁发射器触发位置优化数学模型,计算最佳触发位置,通过数值和有限元两种仿真系统对优化结果的正确性进行验证。采用该方法对两级以及十级同步感应线圈型电磁发射器的触发时序进行优化研究,并进行仿真验证。为解决仿真系统误差问题,提出采用动子线圈在各级的触发位置和速度作为控制因素的双控触发方式,并研究分析仿真过程中触发开关的随机抖动对出口速度误差的影响,得到最佳触发时序控制策略。     

柔性网空中联合组网参数配置优化算法

针对联合组网拦截无人机过程中,柔性网短时高动态非线性特性,建立柔性网力学模型与空中展开动力学模型。结合柔性网拦截目标过程中需要考虑的约束条件,提出评价联合组网捕获方法性能的评估指标,基于分解的多目标优化算法对多网联合组合发射参数进行优化设计。通过仿真试验获取了约束条件下两网联合组合发射、三网联合组合发射、四网联合组合发射的优化配置参数,对算法模型进行了合理有效性校验。该算法可为柔性网空中联合组网关键参数设计提供理论参考。     

基于熵值法的坦克动力舱热工况的综合评价

坦克动力舱的结构和布置有多种型式,为了对不同结构的动力舱热工况的优劣进行对比、评价,必须用量化的指标加以衡量.提出了一种坦克动力舱热工况的评价指标体系,运用熵值法原理科学地确定各评价指标权重,建立了综合评价模型,并对某型主战坦克动力舱的不同布置方案进行了热工况综合评价.     

基于仿真和熵权的VOIP业务网络性能评价权重确定方法

针对目前网络性能评价中多元指标之间权重难以确定的问题,将信息熵理论应用于网络性能评价中.提出采用熵权方法确定指标权重,进而对网络性能进行评价的方法.为了获取反映不同网络状态的性能数据,采用网络仿真方法获得计算熵权所需的样本.实例表明,信息熵能够客观地反映各指标贡献信息量的大小,基于信息熵的熵权能够客观反映各指标的相对重要程度.     

防暴发射武器系统作战效能评估

防暴发射武器作战效能是反映其作战性能的综合指标之一。为科学合理地评估防暴发射武器作战效能,在分析防暴发射武器的各项战术技术指标的基础上,首先建立了防暴发射武器的作战效能指标体系。其次运用AHP和指数法分别确定了各指标的权重和建立了防暴发射武器系统作战效能的评估模型,并进行评估。根据评估结果对防暴发射武器的优、劣势进行分析,最后给出了提高防暴发射器作战效能的主要措施。研究工作为防暴发射武器的作战运用及性能优化提供了科学指导。     

采用多模式控制的电磁发射蓄电池充电谐波抑制方法

针对电磁发射蓄电池组大倍率快速充电过程中的电网谐波陡增问题，提出多模式模糊滞环控制谐波抑制方法。结合电磁发射混合储能系统的时序串联拓扑结构，说明蓄电池的超大倍率充电应用工况和策略，进而介绍蓄电池充电的拓扑结构，明确谐波的来源、特点和产生原因。在分析单台充电机充电时的电网谐波电压和谐波电流的基础上，研究不同充电机并充台数、不同充电电流情况下电网谐波电压和谐波电流的分布规律。设计多模式控制方法的组成方式和切换判据，建立蓄电池充电机、瞬时无功功率检测、谐波抑制、多模式控制的仿真模型。仿真和试验数据表明：谐波抑制方法能够快速抑制电磁发射蓄电池充电机大规模启停、波动时的谐波陡增问题，补偿效果满足国家标准。     

履带车辆静动液辅助制动系统仿真与实验研究

针对履带车辆静动液辅助制动系统液力辅助制动和液力液压联合辅助制动工况,建立对应工况下的数学模型进行仿真研究,并根据相似原理进行静动液辅助制动系统实验．仿真和实验结果表明,所建立的数学模型能够准确反映系统的实际制动性能,且该辅助制动系统能够为车辆提供可靠的制动．     

基于曼彻斯特编解码的脉冲电源同步控制策略

为了解决电磁发射技术中的脉冲电源高精度同步控制问题,采取了一种基于曼彻斯特编解码的光纤环网的方法。该方法首先对曼彻斯特编解码方式进行时序仿真分析,并将其应用于光纤环网通信中;然后,利用光纤环网通信进行脉冲电源同步控制模拟实验;最后,通过对曼彻斯特编解码波形仿真以及逻辑分析仪的采样数据进行分析。仿真和实验结果表明:该方法能够在一定程度上解决脉冲电源高精度同步控制需求问题,可以有效地将时钟同步精度控制在100ns以内。