弹道修正弹执行机构的控制方法研究

摘要

从20世纪90年代以来，现代战争的战略思想发生了新的变化。例如，“外科手术式精确打击”和“斩首行动”等作战思想的使用，可以反映出现代战争对武器精确打击能力要求越来越高。而弹道修正弹同时具备打击精度高和成本低的特点，因此备受各国的青睐。但高性能、低成本的弹道修正执行机构中电机的设计与最优控制方法是其研制过程中需要重点攻克的技术难关之一。
　　本文通过对国内外弹道修正技术及发展现状的研究，提出了二维弹道修正的方案，并确定出了基本工作原理和总体结构布局。根据修正执行机构所受力矩的情况，确定出了修正舵机的初步控制方案。在修正执行机构的结构方面，由于永磁电机具有效率高、性能好、可靠性高等特点，所以本文选用永磁电机作为修正执行机构的控制电机。首先，通过对永磁电机的基本结构特点进行分析，确定出了其基本结构形式。其次，为了提高电机的控制精度，根据电磁场理论，采用有限元分析方法，对影响永磁电机力矩波动的主要因素进行了分析与研究，得出了斜槽、槽口宽度、极弧系数和磁极偏移对永磁电机力矩的影响规律，并进行相关的仿真分析，最后，根据上述分析制作出了实验原理样机。针对修正弹高过载、转速高、空间小等特点，提出了电枢回路串电阻调速和斩波调压调速两种方法，来实现对电机力矩和转速的调控。为了进一步分析这两种方案对修正执行机构力矩与转速的调控效果，设计并搭建了模拟控制实验台，用测力的传感装置和相配套的外围驱动控制电路，分别对这两种方法进行了相关的实验，并通过这两种实验现象的对比，最终确定斩波调控为最优控制方法。

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第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

第2章 修正机构及其控制方案分析

2.1 弹道修正概念

2.2 二维弹道修正机构的结构布局

2.3 修正机构所受力矩分析

2.4 本章小结

第3章 控制电机的结构及性能分析

3.1 修正机构中电机的特性分析

3.2 建立控制电机基本结构及分析

3.3 控制电机的力矩波动对控制精度的影响

3.4 永磁电机电磁转矩波动的影响因素分析

3.5 本章小结

第4章 控制电机的有限元分析

4.1 控制电机中电磁场的分析方法

4.2 电磁场的有限元理论

4.3 永磁电机有限元模型的建立

4.4 电磁转矩波动因素的仿真分析

4.5 本章小结

第5章 模拟修正系统中电机的控制方法研究

5.1 模拟系统中控制实验样机的制作

5.2 应变式测力传感装置的制作

5.3 控制电机力矩测试实验

5.4 模拟控制系统特性分析

5.5 电枢回路串电阻调速方法分析

5.6 调压调速方法分析

5.7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢