脉冲电源系统参数对炮口初速精度的影响分析

摘要

作为一种新概念发射武器，电磁轨道炮在国际上得到越来越多的重视。脉冲功率源是电磁轨道炮的重要供能系统，其输出特性直接影响轨道电磁发射性能。在脉冲电磁武器中，获得高初速及高精度发射水平是目标之一。电容储能脉冲功率源是目前在电磁发射系统中使用较为广泛的供能装置。在电磁发射系统中，研究脉冲功率源中各参数误差对弹丸炮口初速精度以及系统发射效率的影响具有重要意义。
　　首先，通过理论计算推导和电路软件仿真，分析脉冲功率源中各参数对电源输出电流的影响，包括电容器初始充电电压、电容值、电感值以及负载阻值的变化对脉冲电流峰值及脉宽的影响，得出各参数存在误差对应输出电流的误差公式。
　　其次，对电枢与弹丸在轨道中的受力情况进行分析，建立了电磁轨道发射系统的电路模型，分析了脉冲功率源中电容器初始充电电压、电容值、电感值等参数对弹丸炮口初速的影响，同步放电与时序放电对弹丸炮口初速的影响差异以及各参数存在微小误差时对应弹丸炮口初速的精度。
　　再次，对脉冲功率源中各参数对电磁发射系统效率的影响进行分析，采用电路仿真结合公式计算的方法，研究改变不同参数大小对应系统效率高低的变化。
　　最后，针对某一指定弹丸发射精度，分解、优化脉冲功率源中各参数精度指标，得到最佳发射效率与炮口初速。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 论文背景及研究意义

1．2 电磁发射技术概述

1．3 电容储能脉冲功率源概述

1．3．1 电容充电装置

1．3．2 脉冲成形网络模块

1．3．3 控制系统

1．4 炮口初速影响因素

1．5 论文主要工作

2 脉冲功率源中电参数对电源系统输出的影响

2．1 各参数对电源输出特性的影响

2．1．1 脉冲成形网络模块输出电流的表示形式

2．1．2 电容对电源输出特性的影响

2．1．3 调波电感对电源输出特性的影响

2．1．4 负载对电源输出特性的影响

2．1．5 时序对电源输出特性的影响

2．2 各电参数对电源输出精度的影响

2．3 本章小结

3 电磁轨道炮发射模型

3．1 轨道炮电枢结构及材料介绍

3．2 轨道炮中固体电枢受力分析

3．3 轨道负载电路模型

3．4 本章小结

4 同步放电时各参数对弹丸炮口初速的影响

4．1 电容器对弹丸炮口初速的影响

4．2 调波电感对弹丸炮口初速的影响

4．3 负载阻值对弹丸炮口初速的影响

4．4 本章小结

5 时序放电时各参数对弹丸炮口初速的影响

5．1 时序对弹丸炮口初速的影响

5．1．1 同步放电与时序放电对比

5．1．2 时序对脉冲电流和电枢速度的影响

5．1．3 时序触发存在误差对炮口初速精度的影响

5．2 时序放电时各参数对炮口初速精度的影响

5．3 电容器对弹丸炮口初速的影响

5．4 调波电感对弹丸出炮口速度的影响

5．5 负载阻值对弹丸出炮口速度的影响

5．6 本章小结

6 脉冲电源在指定初速精度参数设计

6．1 脉冲功率源中参数精度选择

6．2 多模块脉冲功率源系统效率

6．2．1 脉冲电容器对系统效率的影响

6．2．2 电源模块数量对系统效率的影响

6．2．3 电感值对系统效率的影响

6．2．4 负载阻值对系统效率的影响

6．3 本章小结

7 全文总结与工作展望

7．1 本文研究内容总结

7．2 本文主要创新点

7．3 下一步研究建议

致谢

参考文献

附录