引信电子安全与控制系统设计
发布时间：2021-07-27 21:18
本文对电子引信的安全状态控制方案进行了深入分析和研究,以此为基础提出了通用化、小型化安全可靠的设计方案。安全保险通过三个串联的开关实现,保险关闭时电能无法集中到储能电容使雷管无法被引爆,解除保险需要不同的环境信息激励,使用顺序、时间窗和指令结合的方法提高解除保险的安全性。进一步研究了直流升压电源技术,设计了用于高压电容充电的反激式开关电源,该电源的PWM驱动信号通过CPLD输出,CPLD可以通反馈电路得到电容充电状态从而控制PWM输出。通过深入研究冲击片雷管的引爆方案设计了起爆电路和触发电路,因为起爆电路开关对速度和电压要求较高,所以选用气体触发管作为开关。并且设计了将低压控制信号能量放大的触发电路,该电路使用两个互感线圈利用匝数比不同实现电压放大功能,输出端高压将气体放电开关管打开。硬件电路仿真验证、CPLD逻辑仿真以及样板的放电实验表明,其硬件电路、软件和CPLD达到设计目的,基于制导引信信息一体化设计的电子安全控制系统能够完成安保解除和起爆电流输出。
【文章来源】：北华航天工业学院河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
安全保险模型
引信电子安全与控制系统设计8k4关闭。此时Δt时间窗开始计时。在时间窗结束之后，即使环境激励2出现也不会导致k2的闭合，只有在时间窗内时k5闭合，此时环境激励2才能使k2闭合。K2闭合之后会导致k6闭合，此时环境激励3出现会导致k3闭合，三个环境激励按照顺序出现才能使保险完全解除[20]。图2.1安全保险模型从安全到解保过程中，一个动态电开关和两个非动态电开关可能有四种状态，如图2.2所示。图中圆圈序号表示安全保险的一种状态，前头表示状态的转换，P代表本次转换状态的概率。其中①表示保险状态，此时k1，k2，k3打开；②表示半保险状态，k1，k2闭合，k3打开；③表示解保状态，k1，k2，k3均闭合；④表示系统故障，k1闭合，k5打开。图2.2状态转换图在t0~t1期间从①状态可以转换到②、③、④的任意一种状态，也可以保持①状态不变，他们的转换概率如下。状态①~状态①：环境1没有出现，状态转移概率为111P1P（2.1）状态①~状态②：系统从保险状态转换到半保险状态，状态转移概率有下面多种情况，第一种为环境激励1与环境2顺序出现，但是环境3未出现，则
采集的成本，减小了设备体积和成本。制导引信一体化设计包含两个方面，一方面是硬件一体化设计，这种设计的做法是将引信和制导控制器一起设计，将它们看作是一个设备，但是同时具有引信的功能和制导控制的功能，这样设计的优点是节省空间和硬件成本，是制导引信一体化设计的目标。另方面是功能一体化设计，这种设计方法是保持现有制导控制器和引信的位置不变，但是逻辑上将他们看作一个整体，这种设计方案是硬件一体化设计的这种方案，因为当前制导引信一体化设计的理论还未完善，尚在研究阶段，因此本文选用功能一体化设计，图2.3为引信安全控制系统结构框图。图2.3引信安全与控制系统框图图中框图代表一个功能相对完整的模块，实线表示电源的流动方向，虚线表示控制信号和状态检测信号。引信安全控制系统设计分为低压控制区域和高压起爆区域，低压控制区域主要实现与上级控制器的信息传输、系统的安全状态检测和安全保险开关的控制。高压区域主要由高压电源、触发电路和起爆电路组成，主要负责起爆冲击片雷管任务的执行。（1）电源模块由于引信安全控制控制系统有各个不同的模块，而有些模块则需要不同的电压，本文设计中控制模块供电为3.3V、内部控制信号为5V、高压电源模块12V。因此供电方案有两种选择，第一种分三路输出，选用三块电源芯片分别输出三种电压，但是这种方法成本较高且体积庞大。第二种方法分两路输出，其中一路输出功率较大的12V，另一路输出5V和3.3V，3.3V由5V经过线性稳压器降压得到。第三种设计为一路输出，三个降压
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种单端反激式开关电源设计[J]. 严会会,韩敏. 信息通信. 2019(10)
[2]单端反激开关稳压电源设计与制作[J]. 管尚书,赵雨桐,宋桂英. 通信电源技术. 2019(04)
[3]鸭舵式二维弹道修正引信发展综述[J]. 刘宗源,高敏,宋卫东,王毅. 现代防御技术. 2019(01)
[4]浅谈国外引信系统研究现状及发展趋势[J]. 高野军. 制导与引信. 2018(01)
[5]引信的三大基础技术与发展要求[J]. 施坤林,黄峥,牛兰杰,邹金龙,刘忙龙,梁轲. 探测与控制学报. 2018(01)
[6]引信可靠性考核的系统性错误及统计检验方法[J]. 张龙山. 探测与控制学报. 2016(03)
[7]微机电技术在引信中的应用综述[J]. 王辅辅,娄文忠. 探测与控制学报. 2016(03)
[8]控制开关周期的高压电容电压无反馈维持方法[J]. 苏锋,康兴国,郑松. 探测与控制学报. 2016(03)
[9]国外引信电子安全与解除保险装置研究进展[J]. 单体强,齐杏林,范志锋,刘加凯. 飞航导弹. 2016(06)
[10]引信电子安全定向多点起爆控制电路设计[J]. 韩克华,周俊,任西,褚恩义. 控制工程. 2016(04)
本文编号：3306558
【文章来源】：北华航天工业学院河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
安全保险模型
引信电子安全与控制系统设计8k4关闭。此时Δt时间窗开始计时。在时间窗结束之后，即使环境激励2出现也不会导致k2的闭合，只有在时间窗内时k5闭合，此时环境激励2才能使k2闭合。K2闭合之后会导致k6闭合，此时环境激励3出现会导致k3闭合，三个环境激励按照顺序出现才能使保险完全解除[20]。图2.1安全保险模型从安全到解保过程中，一个动态电开关和两个非动态电开关可能有四种状态，如图2.2所示。图中圆圈序号表示安全保险的一种状态，前头表示状态的转换，P代表本次转换状态的概率。其中①表示保险状态，此时k1，k2，k3打开；②表示半保险状态，k1，k2闭合，k3打开；③表示解保状态，k1，k2，k3均闭合；④表示系统故障，k1闭合，k5打开。图2.2状态转换图在t0~t1期间从①状态可以转换到②、③、④的任意一种状态，也可以保持①状态不变，他们的转换概率如下。状态①~状态①：环境1没有出现，状态转移概率为111P1P（2.1）状态①~状态②：系统从保险状态转换到半保险状态，状态转移概率有下面多种情况，第一种为环境激励1与环境2顺序出现，但是环境3未出现，则
采集的成本，减小了设备体积和成本。制导引信一体化设计包含两个方面，一方面是硬件一体化设计，这种设计的做法是将引信和制导控制器一起设计，将它们看作是一个设备，但是同时具有引信的功能和制导控制的功能，这样设计的优点是节省空间和硬件成本，是制导引信一体化设计的目标。另方面是功能一体化设计，这种设计方法是保持现有制导控制器和引信的位置不变，但是逻辑上将他们看作一个整体，这种设计方案是硬件一体化设计的这种方案，因为当前制导引信一体化设计的理论还未完善，尚在研究阶段，因此本文选用功能一体化设计，图2.3为引信安全控制系统结构框图。图2.3引信安全与控制系统框图图中框图代表一个功能相对完整的模块，实线表示电源的流动方向，虚线表示控制信号和状态检测信号。引信安全控制系统设计分为低压控制区域和高压起爆区域，低压控制区域主要实现与上级控制器的信息传输、系统的安全状态检测和安全保险开关的控制。高压区域主要由高压电源、触发电路和起爆电路组成，主要负责起爆冲击片雷管任务的执行。（1）电源模块由于引信安全控制控制系统有各个不同的模块，而有些模块则需要不同的电压，本文设计中控制模块供电为3.3V、内部控制信号为5V、高压电源模块12V。因此供电方案有两种选择，第一种分三路输出，选用三块电源芯片分别输出三种电压，但是这种方法成本较高且体积庞大。第二种方法分两路输出，其中一路输出功率较大的12V，另一路输出5V和3.3V，3.3V由5V经过线性稳压器降压得到。第三种设计为一路输出，三个降压
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种单端反激式开关电源设计[J]. 严会会,韩敏. 信息通信. 2019(10)
[2]单端反激开关稳压电源设计与制作[J]. 管尚书,赵雨桐,宋桂英. 通信电源技术. 2019(04)
[3]鸭舵式二维弹道修正引信发展综述[J]. 刘宗源,高敏,宋卫东,王毅. 现代防御技术. 2019(01)
[4]浅谈国外引信系统研究现状及发展趋势[J]. 高野军. 制导与引信. 2018(01)
[5]引信的三大基础技术与发展要求[J]. 施坤林,黄峥,牛兰杰,邹金龙,刘忙龙,梁轲. 探测与控制学报. 2018(01)
[6]引信可靠性考核的系统性错误及统计检验方法[J]. 张龙山. 探测与控制学报. 2016(03)
[7]微机电技术在引信中的应用综述[J]. 王辅辅,娄文忠. 探测与控制学报. 2016(03)
[8]控制开关周期的高压电容电压无反馈维持方法[J]. 苏锋,康兴国,郑松. 探测与控制学报. 2016(03)
[9]国外引信电子安全与解除保险装置研究进展[J]. 单体强,齐杏林,范志锋,刘加凯. 飞航导弹. 2016(06)
[10]引信电子安全定向多点起爆控制电路设计[J]. 韩克华,周俊,任西,褚恩义. 控制工程. 2016(04)
本文编号：3306558
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