电磁发射CAN通信测控系统设计与实现

摘要

与常规武器相比，电磁发射武器具有初速高、可控性好和稳定性强等优点，是现代武器发展的趋势。但电磁发射过程一般处于高电压、大电流和强磁场等极端服役条件之下，测控系统极易受到强电磁干扰影响。为了适应发射过程的恶劣环境，提高电磁发射系统测量和控制的可靠性，需要对电磁发射测控系统进行优化设计。本文在建立电磁发射系统模型的基础上，对系统的相关特性进行了模拟仿真，设计并实现了基于CAN总线的电磁发射测控系统。论文的主要研究内容如下：
　　首先，阐述了国内外电磁发射技术的研究进展和现状。针对实际电磁发射试验次数有限，不容易取得良好效果的问题，建立了电磁轨道发射系统的仿真模型并进行了模拟仿真。仿真分析了不同放电时序对系统输出总电流波形的影响，研究了不同电流特征波形对电枢运动的影响，进一步得到了电流特征相同的波形在不同充放电能量下峰值电流和电枢速度之间的关系。
　　其次，根据电磁发射系统的控制要求，确定了采用CAN总线通信的系统控制方案，完成了电磁发射系统测控单元的硬件电路和软件程序设计，实现了系统电容电压、放电电流关键参数的测量和时序触发放电控制等功能。
　　再次，分析了系统使用CAN光纤转换器组网造成时序控制不精确的原因。通过增加时序触发控制节点，制定总线通信协议和设计时序触发控制节点软件程序，改进了总体控制方案，提高了系统放电时序控制精度。将改进的总线型光纤隔离CAN总线网络结构应用于电磁发射系统，并设计了光纤传输接口，解决了原系统存在的信号传输延时问题。
　　最后，对本文设计的测控系统进行了调试和试验，分析并解决了调试过程中存在的问题，验证了光纤传输接口的正确性。通过分析对比仿真结果和实际发射试验数据，结果表明本文建立的系统仿真模型合理有效，能够对实际发射试验提供理论指导，同时表明所设计的电磁发射测控系统满足设计要求。

目录

声明

第1章 绪 论

1 .1课题研究背景及意义

1 .2电磁发射国内外研究进展

1 .3电磁发射测控系统国内外研究现状

1 .4本文的主要研究内容及结构

第2章电磁轨道发射系统建模与仿真研究

2 .1引言

2.2 P F N电路结构和工作原理

2 .3电磁轨道发射系统模型分析

2 .4电磁轨道发射系统建模

2 .5电磁轨道发射系统仿真研究

2 .6本章小结

第3章基于CAN总线的电磁发射测控系统设计

3 .1引言

3 .2电磁发射测控系统方案设计

3 .3电磁发射测控单元硬件设计

3 .4电磁发射测控单元软件设计

3 .5本章小结

第4章时序触发控制节点与光纤CAN网络研究

4 .1引言

4 .2时序触发控制节点设计与实现

4 .3电磁发射系统光纤CAN网络研究

4 .4本章小结

第 5 章电磁发射测控单元调试与试验

5 .1引言

5 .2各功能模块调试与试验

5 .3时序触发控制节点与光纤CAN网络调试

5 .4系统时序放电试验研究

5 .5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢