二维弹道修正引信执行机构优化设计研究

摘要

二维弹道修正引信可以以较低的成本大幅度地提高常规弹药打击目标的准确度，其中采用PGK(Precision Guidance Kit)执行装置来实现对弹丸的二维修正是目前的一个研究热点。PGK执行装置通过变负载电路改变定子绕组中的电流来调节定子与转子间的电磁转距，从而达到控制修正鸭舵相对大地的位置，使其产生修正弹丸弹道所需的偏航力矩，达到修正弹丸弹道的目的。
　　本文在综合考虑发电机的性能、引信的应用需求及弹道环境等因素的基础上，确定了变阻抗电机的定子和转子结构形式.利用有限元方法对变阻抗电机进行了仿真优化。根据变阻抗电机的优化参数，设计出鸭舵的初步结构，利用CFD方法对鸭舵进行优化。确定了鸭舵外径Φ100mm，升力鸭舵安装偏置角为8°，旋转鸭舵安装偏置角为2.5°。总结出了“基于有限元的变阻抗电机仿真优化方法”。总结出了“基于CFD的鸭舵优化方法”。
　　为了测试所设计的变阻抗电机的性能，通过对两种测试平台方案的实测比较分析，确定了电磁转矩的测试平台方案。针对电磁转矩测量系统中存在的因传感器安装角度偏差产生的弯矩对传感器测量精度引起测量误差的问题，提出了电磁转矩测量精度对传感器安装偏差角度要求的计算公式。对PGK执行装置进行不同转速/不同负载条件下的测试验证，对测试结果进行分析处理，得出电磁转矩随不同转速/不同负载变化特性;将仿真结果与测试结果进行对比，在目前仿真与测试条件下结果表明:两者的趋势一致，误差不超过10％。最终初步得出PGK执行装置电磁转矩随转速/负载变化特性。

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摘要

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第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外发展现状

1．2．1 国外发展现状

1．2．2 国内发展现状

1．3 研究内容及论文结构

1．3．1 本论文研究内容

1．3．2 本论文结构

第二章 基于PGK的二维修正引信系统

2．1 弹道修正弹基本原理

2．1．1 一维弹道修正弹的原理

2．1．2 二维弹道修正弹的原理

2．2 弹道修正弹的关键技术

2．3 PGK控制原理

2．4 PGK全弹道飞行工作原理

2．5 本章小结

第三章 差速变阻抗电机设计及优化

3．1 差速变阻抗电机的设计要求

3．2 差速变阻抗发电机的初步结构设计

3．3 差速变阻抗发电机的设计方案

3．4 差速变阻抗发电机的研究过程

3．4．1 差速变阻抗发电机的结构、电磁及强度设计

3．4．2 差速变阻抗发电机初步电磁仿真

3．4．3 差速变阻抗发电机电磁仿真计算结果分析

3．5 差速变阻抗发电机的力矩

3．5．1 计算模型

3．5．2 优化计算

3．5．3 结果分析

3．6 基于有限元的变阻抗电机仿真优化方法

3．6．1 有限元方法简介

3．6．2 电磁场基本方程

3．6．3 设计方法

3．7 本章小结

第四章 鸭舵的设计及优化

4．1 鸭舵的设计要求

4．2 鸭舵的设计

4．3 仿真模型

4．4 网格划分

4．5 仿真方法

4．6 仿真结果

4．7 仿真结果分析及结论

4．8 基于计算流体动力学的鸭舵仿真优化方法

4．8．1 计算模型

4．8．2 CFD主控方程

4．8．3 鸭舵仿真优化的CFD方法

第五章 变阻抗电机力矩测试系统与分析

5．1 电机力矩测试概述

5．1．1 测试平台方案一

5．1．2 测试平台方案二

5．2 测试平台方案的确定

5．3 测试平台装配误差对测试精度的影响

5．4 PGK执行装置电磁转矩测试结果及误差分析

5．4．1 测试结果分析

5．4．2 PGK执行装置电磁转矩随转速／负载变化特性

5．4．3 测试误差分析

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 本文工作总结

6．2 对本课题的展望

参考文献

致谢

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