电磁弹射过程中涡流引入阻力的分析

永磁直线电机能够满足电磁弹射系统短距内高加速与快制动的应用要求,但是永磁直线电机的快速运动可能引入明显的涡流效应,在电机加速度段,涡流效应引入涡流阻力,削弱了系统的弹射能力,另一方面,在电机的制动段,涡流效应引入的阻力可以帮助系统实现快速制动.针对电磁弹射系统所采用的定子开槽、集中绕组、动磁式永磁直线电机,仿真分析了动...     

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。     

长初级短次级十二相直线感应电动机数学模型分析

基于大功率直线推进的要求,设计了一种新型十二相双边长定子直线感应电动机,介绍了十二相直线感应电动机的绕组结构。在此基础上,推导了十二相双边长定子直线感应电动机的ABC坐标系数学模型,分析了由电机各相端部绕组空间相对位置决定的十二相直线感应电动机端部漏感的不对称规律,并与多相旋转电机端部漏感的规律进行了对比分析;建立了仿真模型,对电机的电磁性能进行了计算。仿真实验证明了该数学模型的正确性。     

一种无人机连发型电磁弹射系统的设计

为了满足集群作战条件下无人机快速连续地弹射起飞的要求,提出了一种无人机连发型电磁弹射系统的方案,阐述了系统的功能指标、结构以及控制策略和混合储能等技术,它具有机动性强、隐蔽性好、全程可控、弹射间隔短、发射成本低等特点,能根据不同要求弹射起飞不同的无人机,有效地解决无人机集群弹射起飞方式存在的局限性问题,对集群作战实现有力支撑.     

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。     

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。     

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。     

大推力六相直线感应电动机数学模型及工作特性

为深入研究适用于大推力密度场合的新型动初级六相直线感应电动机的性能,对其数学模型及工作特性进行了研究。首先,将该电机初级绕组布置于动子上,提高了电机的效率和功率因数;然后,建立了abc坐标系和dq0坐标系的基本数学模型,据此阐述了电机内部复杂的电磁耦合关系;最后,基于T型等效电路,分析了大推力六相直线感应电动机的工作特性并进行了试验。试验结果与计算结果吻合较好,验证了模型的正确性。     

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。     

无人机配载弹射式导弹静稳定性分析

通过刚体飞行六自由度动力学方程建立弹射式导弹初始段无控飞行模型,并结合弹射装置动力模型和导弹发动机推力模型进行仿真计算。基于无控飞行模型和仿真结果分析了无人机配载弹射式导弹发射特性,在导弹初始飞行段对机弹分离安全性和导弹姿态控制要求进行了研究。对导弹不同静稳定度下的运动特性对比分析,分别给出了满足各种安全和控制要求的导弹静稳定度范围。进一步综合所有安全和姿态控制要求,得到了满足所有要求的最佳静稳定度。经过一个实例的仿真研究,结果表明建立的模型与所用到的方法是合理有效的。     

一种考虑电流过零的直线电机分段供电策略

为了解决长初级直线电机采用分段供电的驱动方式带来的电流波动、系统性能下降等缺点,以双边长初级直线感应电机为研究对象,提出了一种根据次级所在位置和电流过零点两个条件进行切换的新型分段供电策略,推导了考虑电流过零切换时分段供电暂态特性的直线电机方程,在Matlab/Simulink环境下建立了系统动态仿真模型,并在小型样机上进行了试验验证。仿真和试验结果表明:考虑电流过零切换的分段供电策略可显著减小电流的波动,满足系统性能和实际工程的需求。     

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。     

双边直线感应电机法向力与水平推力的气隙耦合分析

首先,采用多层电磁场理论建立了双边直线感应电机的多层简化模型,推导了法向和切向磁场的表达式;然后,运用麦克斯韦应力张量法计算了法向力和水平推力,得到了电磁力的气隙-转差率特性曲线,并结合运动方程进行仿真,分析了法向力和水平推力随气隙偏移变化的规律;最后,利用大功率直线加速平台进行试验验证,试验结果表明:动子在气隙内发生了振荡运动,振荡特征与理论分析吻合较好。     

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。     

分段供电六相圆筒式直线感应电动机数学模型

为研究新型分段供电六相圆筒式直线感应电动机的运行规律,针对其不对称运行的特点,采用磁动势理论推导了气隙中与空间位置无关的脉振磁场的电感矩阵表达式,通过将其引入abc坐标系下对称的电机数学模型,从而构建描述六相圆筒式直线感应电机不对称的数学模型。在Simulink环境下,采用隐式梯形法构建该不对称模型的系统仿真模型。对样机进行仿真分析和实验验证,仿真结果与实验数据吻合良好,验证了模型的正确性。     

筒式压缩空气弹射系统内弹道性能研究

压缩空气弹射可为无人机、导弹或火箭的发射提供驱动力,增加其初速度或载荷.以筒式压缩空气弹射系统为研究对象,开展了弹射系统内弹道性能的仿真与实验研究.针对参数选取,建立了系统热力学模型,进行动力学分析,完成了方案设计,搭建了弹射实验台,对不同质量的弹射体开展实验研究.建立了内弹道动态仿真模型,验证了模型的有效性,研究了弹...     

电磁发射用分段供电六相圆筒式直线感应电动机数学模型

为研究新型分段供电六相圆筒式直线感应电动机的运行规律，针对其不对称运行的特点，采用磁动势理论推导了气隙中与空间位置无关的脉振磁场的电感矩阵表达式，通过将其引入abc坐标系下对称的电机数学模型，从而构建了描述六相圆筒式直线感应电机不对称的数学模型。在Simulink环境下，采用隐式梯形法构建了该不对称模型的系统仿真模型。最后，对样机进行了仿真分析和实验验证，仿真结果与实验数据吻合良好，验证了模型的正确性。     

一种六旋翼无人机的多模型容错控制方法

针对经典伪逆算法在处理无人机电机完全失效故障时容易出现电机转速分配超出硬件约束的问题,提出了一种迭代修正方案.在发生故障时利用伪逆算法对正常电机转速进行初步分配;对超出电机硬件约束的转速进行修正,通过多次迭代修正保证转速分配的合理性.仿真结果表明,该方法能对正常电机转速进行合理分配,有效保证六旋翼无人机在发生完全失效故...     

印度能否顺利引进美国航母电磁弹射技术?

<正>舰载机弹射起飞技术是航母发展的核心技术,电磁弹射代表舰载机弹射的发展方向。为增强航母作战能力,印度政府要求未来国产航母采用更为先进的弹射技术,但印度舰船工业基础较为薄弱,舰船核心装备和技术研发能力相对落后,尚不具备该项技术的研制基础和能力。目前仅有美国的研究取得实质性进展,