脉冲大电流时序放电触发策略的研究

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电磁轨道发射技术是当今世界正在广泛研究和发展的一门新型发射技术。与传统发射方式相比,电磁轨道发射技术具有速度高、可控性强、精度高等优点,在军事、航空和科学实验等领域具有广泛的应用前景。  首先,根据电磁轨道发射系统的工作原理和组成部分,从电源、轨道和电枢三个方面建立了整个电磁轨道发射系统的电路模型;该电路模型中考虑了电枢与轨道间的摩擦力、轨道电感和速度趋肤效应的影响。并以电路模型作为后续求解电路状态、分析触发策略的基础。  其次,在晶闸管和硅堆导通后的压降近似为零、发射过程中的轨道电感梯度保持恒定不变等假设的基础上,采用离散时间步长和电源负载解耦的思想在MATLAB数值平台上编写程序实现了电路模型的求解;其中采用了一阶差分公式代替一阶导数近似求解轨道电感两端电压。在270kJ增强型轨道发射试验系统上开展了电枢静止试验和发射试验;并将试验测量的轨道电流波形与模型计算结果进行了详细对比,结果表明模型和求解方法是可行的,并对试验指导和应用具有较大的参考意义。  最后,针对试验所采用的发射系统,在触发通道数选定而且系统参数都确定的情况下,以轨道电流平顶段波动区间或上升沿的峰值和时间为约束条件进行了触发策略的求解。以电路模型和求解算法为基础,根据约束条件求解出满足要求的模块数和触发时刻,完成电路状态的求解及输出主要参数(轨道电流、各组单模块电流、电枢位移、电枢速度、负载电压)的波形,并通过示例展示了计算方法的可行性。
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