电磁曲射炮设计实践教学指导

发布时间：2021-02-06 11:47

　　扎实专业理论知识,积极与实践相结合,切实提高在校大学生的实践动手能力,是高校培养应用创新型人才的有效途径。电磁炮是通过电磁力将弹头发射出去的一种武器,具有射程远、隐蔽性好等优点。将电路原理、电路设计、软件编程、软硬件调试等知识融合应用,指导学生专业综合实践,设计一种电磁曲射炮模拟装置。提高学生利用所学专业知识解决综合实际问题的应用能力。 

【文章来源】：现代计算机. 2020,(15)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

电磁曲射炮控制系统设计思路

对于在校学生来说，学习的专业理论和实践知识基本都是经典的，但社会需求技术领域却分布十分广泛，甚至是跨领域，对学生来说有些应用对象是陌生的。因此指导教师在实践教学过程中需要指导学生学会学习、消化吸收陌生领域技术。如电磁炮的工作原理在课堂上一般不会介绍，如图2所示，需要学生查阅相关技术资料，通过自己掌握的物理知识消化吸收。在此过程中学生最容易气馁，但这也是未来从事技术工作必须经历的，让学生迎难而上，克服怕生的心理恐惧感。图2(a）中，当固定线圈接通电源时，所产生的磁场与弹丸上的可动线圈上的感应电流相互作用，产生洛伦兹力，推动弹丸加速射出，弹丸所受的推力可由式（1）表示：

系统采用摄像头MT9V032模块检测标靶实时位置，输出量为标靶距云台距离与标靶偏离中心轴线角度。其原理是通过MT9V032检测回来的物体不同光线强度，分辨引导标志颜色与周围物体颜色形成强烈对比反差，然后将RGB图先进性灰度化，再设置阈值将图像二值化，并滤除噪声，计算出标靶位置。信息采集流程如图3所示。系统控制算法采用PID控制，设定标靶位置作为期望值，摄像头检测的实际标靶位置为测量值，两者之差作为PID调节参数；随着标靶的位置改变，摄像头采集的数据通过PID控制公式计算出云台控制系数，调节PWM占空比来调节舵机转角来改变炮口姿态，紧盯引导标志；由于炮弹的受力大小直接由云台角度和电容充电时间决定，通过电磁炮充电时间、标靶角度，利用PI控制器实现电磁炮发射时的炮弹动能大小控制，标靶距离以及角度直接看作控制环的反馈值，使电磁炮炮弹击中靶标。控制方法流程可由图4框图描述。

【参考文献】：
期刊论文
[1]电子设计大赛对《电子技术》教学改革的启示[J]. 上官晋太.  运城学院学报. 2019(06)
[2]模拟电磁曲射炮的设计与反思——以2019年全国大学生电子设计竞赛H题为例[J]. 陈颜皓.  信息记录材料. 2019(10)
[3]创客空间下“教学竞创”人才培养探索[J]. 高海涛,何恩节,李勇,韩新风.  现代计算机(专业版). 2017(07)
[4]以问题为导向的工作坊实践教学实施方式研究[J]. 严玲,陈雨薇,邓娇娇.  现代大学教育. 2016(05)
[5]地方高校应用型人才培养特色研究[J]. 薛玉香,王占仁.  高等工程教育研究. 2016(01)
[6]基于应用型创新人才培养的实践教学改革探究[J]. 张洪.  现代教育技术. 2015(10)
[7]基于工程创新教育的实践教学体系探索[J]. 王浩程,冯志友,王文涛.  实验室研究与探索. 2014(01)
[8]基于真实项目的实践教学体系探索[J]. 刘勃,刘玉,钟国辉,张建林.  高等工程教育研究. 2012(01)



本文编号：3020559