弹道修正弹执行机构的控制方法研究

发布时间：2020-10-17 13:16

　　 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。
【学位单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TJ410.3
【部分图文】：

都开始重视使用较低成本进行地面火炮精确制导化的产 GPS 卫星导航技术为基础的弹道修正技术被提出以来高的智能弹药精确化之路[5]。研制出的制导炮弹是 M712 铜斑蛇(Copperhead)末制导国陆军。“铜斑蛇”炮弹系统主要由火炮、制导炮弹和激用常用的气动布局，前后各装有弹翼，即能够保证弹丸供侧向机动的作用。当弹丸飞行到最高点后，制导系统也会启动弹翼弹出，控制系统会根据制导系统检测到弹号，发出修正命令调整舵翼方向使弹丸进行有控飞行，需要特殊作战人员利用激光引导器指引目标，弹丸激光信号，然后打击目标。根据相关数据显示，其命中率高有效地打击坦克群或装甲目标[1]。

图 1.2 “红土地”末端制导炮弹Fig.1.2 "Red lands " end guiding shell进行了末端制导炮弹的相关研制，并取得了一些成是基于激光制导原理，虽然这种半主动寻的激光制造成本不高与打击精度比较高，但是其存在着两个化与战争环境的影响，特别是战场上的硝烟和尘埃偏离目标，降低打击精度。第二，此类制导武器都或飞机等设备进行激光引导，该种情况下会使作战弹长时间的暴露在敌方的火力打击范围之内，增加击的目的[6]。制导技术存在的缺陷，英、美、俄等国家再次发起弹道修正技术的研发。其中典型代表是美国重 ComPetent Munition——低成本强力弹药)计划。LC

射击试验成功图 1.4。另外于 2002 年法国地面武器工业集团（Giat）研发的“桑拉斯”（Samprass）在 155mm 口径的火炮上进行了靶场射击实验，基本满足了修要求[8]。
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本文编号：2844827