电控增压泵高速电磁阀电磁力与能耗特性分析

为深入研究电控增压泵电磁阀电磁力与能耗特性,采用有限元分析方法建立了电控增压泵高速电磁阀的三维静磁场仿真模型,并用试验数据验证了模型的准确性;通过数值仿真分析开展了驱动电流和结构参数(线圈匝数、磁极半径、工作气隙)对电控增压泵电磁阀电磁力与能耗的特性研究,得出各参数对电磁阀电磁力与能耗间的权重影响及量化分析。结果表明:主副磁极半径对电磁力影响占比最大,为38.15%;驱动电流次之,占比为31.08%;线圈匝数对电磁力影响占比为17.06%;工作气隙对电磁力影响占比为13.71%。从能耗角度分析了电控增压泵电磁阀驱动电流、线圈匝数、主副磁极半径和工作气隙的占比,其中线圈匝数能耗占比最大,为54.85%;驱动电流次之,为44.99%;主副磁极半径和工作气隙能耗占比最小,仅有0.16%。     

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。     

长初级直线感应电机推力波动产生机理及验证

对于分段供电直线感应电动机,由于次级两端开断,次级感应涡流存在较大的不对称,仅控制初级电流对称,不能消除次级负序电流引起的两倍转差频率力波动。针对上述问题,基于推力波动产生的机理,分析了谐波注入后的推力组成,推导了注入谐波的频率。数值计算和有限元仿真结果表明:注入谐波后两倍转差频率推力波动显著减小,有效地抑制了直线电机不对称引起的两倍转差频率推力波动,证明了推力波动产生机理分析的正确性。     

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。     

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。     

基于角度调节参数的感应装定方法

针对目前非穿越式发射线圈与接收线圈间隔较远,引信难以拾取处于炮口电离噪声之中装定信号,另外接收信号在炮口会有信号倒向问题,导致接收窗口是分裂的。最后引信高速运动使其感应到的信号幅度变化较大。针对这些问题,首先建立感应装定理论及模拟线圈运动路径,分析了感应窗口内的磁场不均匀性、信号波形具有包络不等幅度,通过调节角度参数的新方法对系统传输性能的变化及装定窗口的调整、以增加均匀性变化规律。理论仿真及试验结果表明：随着调节线圈角度变大,系统传输性能下降、装定窗口明显减小但是均匀性增大;对于发射线圈及接收线圈传输相同的系统,在发射线圈调节的角度半径a/2等于接收线圈距离发射线圈中心的距离z时,即所产生的装定窗口最大及均匀度相对变化小。     

SpaceWire时延抖动的仿真

SpaceWire总线是欧洲空间局为航天应用而设计的一种高速、点对点、全双工的总线网络[1]。时延抖动是表征网络传输性能的关键参数,它度量了端到端的最大传输时延和最小传输时延的差。通过建模仿真,对于某特定应用场景下的SpaceWire总线的时延抖动进行了定量分析和研究。利用Opnet建立仿真模型,通过仿真得出最大传输时延和最小传输时延,从而统计出时延抖动。并且对时延抖动进行定性定量的分析,获得对时延抖动有影响的关键参数。跟据分析结论,提出了改善时延抖动的建议和方法。本文的研究成果对于构建低时延抖动的SpaceWire总线网络提供参考。     

驱动线圈匝数对磁阻发射器效率的影响分析

为研究驱动线圈匝数对磁阻发射器效率的影响,首先理论分析电磁力随着驱动线圈匝数的变化趋势,然后基于有限元软件构建磁阻发射器的仿真模型,分析不同匝数下弹丸受到的电磁力和炮口速度,并在驱动线圈为220匝时,得到最大发射效率为13.02%.研究表明,随着驱动线圈匝数的增大,弹丸受到的电磁加速力和电磁制动力都会增大;对于磁阻发射器,存在最佳的驱动线圈匝数,可使磁阻发射器获得最大的发射效率.     

电磁发射催泪武器结构设计及发射单元的发射仿真分析

该武器系统是以电磁发射技术为基础,结合"金属风暴"武器系统模型,提出的一种快速发射催泪弹药的新概念武器构想,将打破依靠火药发射非致命弹药的传统局限,为非致命武器研究拓展了研究方向和思路。以催泪武器发射效率高低为判断标准,通过对武器系统发射单元发射过程仿真的改进,得出了电枢壁厚度、驱动线圈匝数、触发深度、电容容值、电压值影响武器系统电枢发射的关系曲线,参照发射效率高低和初速大小确立合理的系统结构参数。以这套参数为标准搭建了试验平台,进行了模拟催泪弹的单发和连续发射试验,较好地验证了催泪武器系统理论设计的合理性及仿真结果的正确性。     

无源时差定位布站形式对定位精度的影响

用时差法对空中机动目标进行定位,地面至少需要四个基站工作,而地面基站的布站形式对定位精度有很大的影响.通过计算机对时差定位的三种基本布站形式进行分析和仿真,得出了目标定位精度与布站方式的关系,即在相同的测量条件下达到最优的测量结果.通过建立时差定位模型,分析影响定位精度的各因素,得出了不同布站情况下的几何精度因子图,为无源时差定位系统的布站提供理论指导.     

带电粒子束自生力对束流扩散的影响

带电粒子束由于受到静电斥力作用 ,它在传输时总是扩散的。本文根据相对论的罗仑兹变换以及牛顿运动定律 ,研究了带电粒子束在其自生空间电荷力作用下通过外层空间的真空中传输时的扩散现象 ,得出了粒子束传输的扩散方程 ,提出了一种计算粒子束扩散半径的方法。然后讨论了影响粒子束传输的各种因素 ,包括粒子束类型、能量、束流、出口初始束半径以及散角等。最后从传输技术角度指出了宜选择高能小流初始半径大的电子束 ,研究结果不仅同国外研究相符合 ,而且将为研究粒子束传输技术提供科学依据。     

弹丸初速对磁阻型线圈发射器发射性能的影响分析

通过设置弹丸初速并研究其对单级磁阻型线圈发射器发射性能的影响,模拟分析前一级线圈弹丸出口速度对后一级线圈发射性能影响的规律;利用Ansoft有限元仿真软件进行了动态仿真,得到弹丸初速对单级磁阻型线圈发射器驱动电流、驱动线圈感应电压、电磁力、弹丸出VI速度、弹丸位移及能量转换效率等影响的规律．研究表明：弹丸初速越大,经过单级线圈加速后弹丸出口速度也越大,但弹丸出口速度增量减小;随着弹丸初速增大,能量转换效率呈现先增大后减小的趋势．     

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。     

基于散射探测的鱼眼激光告警方法

分析了鱼眼激光告警系统的工作原理,建立了基于散射探测的鱼眼激光告警系统的探测模型,推导出系统的目标光斑成像公式及目标光斑到达探测系统的单像元能量公式,最后引用美国休斯飞机公司AN/TVQ-2激光目标指示器参数进行数值模拟分析,得出激光传输距离及鱼眼告警系统设置高度与探测器单像元能量的关系。     

具有侧向脉冲推力的动能拦截弹姿控发动机组合点火研究

针对具有侧向脉冲推力和气动力复合控制的动能拦截弹,需要解决姿控发动机的组合点火问题.首先,建立了姿控发动机组合点火的模型;然后,在此模型基础上,设计了姿控发动机的点火规则,并对姿控发动机不同位置布局的能量利用率进行了分析;最后,通过仿真验证,结果验证了这种姿控发动机点火规则的可行性,对今后的研究工作具有一定的参考价值.     

地下工程火灾环境对无线信号传输的影响

通过全尺寸实火试验和计算机模拟,分析和研究了地下工程火灾环境对无线信号传输效果的影响,并基于无线信号传输常规模型,假设地下工程火灾条件下的无线信号传输的数学模型,得出接受信号强度RSSI值的衰减与温度变化、烟气浓度变化的关系,通过分析数据之间的关系,得出地下工程中火灾环境下的无线信号传输损耗指数的值,最终建立起地下工程火灾环境下的无线信号传输模型.为复杂环境消防通信问题的研究奠定基础.     

合成孔径激光雷达大气传输特性研究

概述了合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Laser-radar,SAL)的概念和原理,分析了大气对合成孔径激光雷达传输的影响,研究了激光波长、垂直传输高度、水平传输距离、能见度、辐射源平台高度和波束仰角等对SAL的传输影响特性,通过仿真研究得出了一系列关系曲线,对合成孔径激光雷达的设计具有一定的借鉴和指导意义,为将来在SAL工程研制上选择激光波长奠定了理论基础.     

一种枪械击发点火系统可靠性分析软件的设计与实现

为了高效便捷地对枪械击发点火系统进行可靠性分析,设计开发了枪械击发点火系统可靠性分析软件。建立了该系统的仿真模型、可靠性分析模型及优化模型,并研究了可靠性分析及优化流程;设计了枪械击发点火系统可靠性分析软件架构,为功能模块的开发建立了基础。对小口径自动步枪击发点火系统可靠度分析进行实例验证并优化,结果表明：应用该软件得出系统可靠度为83.6%,与试验结果相比,在误差范围内;并通过优化可将系统可靠度提高20.48%,验证了该软件的可行性,为系统改进设计提供了技术支撑。     

粒子束空间传输影响因素及应对方法

全面分析了初始束流分布、发散度、能散度以及地磁场对粒子束空间传输的影响情况,并针对束流长距离传输的静电扩散和地磁偏转效应进行了数值建模及定量的数值仿真研究。结果表明,对于固定束流能量、流强粒子束,可通过增大初始半径削弱粒子束静电扩散效应达到设计要求;通过背景磁场精确预测,可准确控制束流方向精度。可以看出,研究带电粒子束本身的自洽行为以及与外场的作用,对带电粒子束流的产生、传输特性研究及工程化应用都有重要意义。     

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。