一种电磁轨道炮脉冲电源控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种电磁轨道炮脉冲电源控制方法，该方法包括：触发预设的脉冲电源中的多个相互并联的脉冲功率单元PFU模块组中的第一组PFU模块组，使电枢开始运动；在各自的触发时刻分别触发多个PFU模块组，并根据预设的触发要求分别确定其他PFU模块组中每个PFU模块组在电磁轨道炮发射中需要触发的PFU模块数。本发明专利技术实施例还公开了一种电磁轨道炮脉冲电源控制装置。通过该实施例方案，能够确定每个PFU模块组触发的模块数，从而可以精确控制电磁轨道炮发射过程的速度和电枢出膛速度。

A control method and device for pulse power supply of electromagnetic rail gun

The embodiment of the invention discloses a railgun pulse power control method, the method includes: a first group of the PFU module power unit PFU module in a plurality of parallel pulse trigger pulse power supply in default, the armature movement in the beginning; triggering time respectively trigger multiple PFU modules. And determined the other PFU modules in each PFU module group in electromagnetic railgun launch needs PFU module trigger number according to preset trigger requirements. The invention also discloses an electromagnetic rail gun pulse power supply control device. Through the implementation plan, we can determine the number of modules triggered by each PFU module group, so that we can accurately control the launching speed of the electromagnetic railgun and the speed of the armature chamber.

【技术实现步骤摘要】
一种电磁轨道炮脉冲电源控制方法和装置
本专利技术实施例涉及电磁发射
，尤指一种电磁轨道炮脉冲电源控制方法和装置。
技术介绍
电磁发射装置是利用电能为弹射提供推力的一类超高速发射装置，由于常用于军事用途，又俗称电炮。电炮分为电磁炮和电热炮，其中电磁炮又分为轨道炮、线圈炮和重接炮。其中，电磁轨道炮的原理是：其由两根相平行导轨和一个沿导轨轴线方向滑动的电枢组成，弹丸放置在电枢前面的导轨上形成闭合回路。导轨与脉冲电源相连接。当发射弹丸时，脉冲电源向一根导轨供电，经过电枢，流向另一根导轨。强大的电流流经两平行导轨，在两导轨间产生强大的、方向相反的线性磁场，并与电枢形成的第三个磁场相互作用，产生强大的电磁力。电磁力推动电枢和置于电枢前面的弹丸沿导轨加速运动，从而获得很高的初速度，弹丸沿导轨向外运动直到从炮口末端发射出去。和传统武器相比，电磁轨道炮具有很多优越性，例如速度大、射程远和威力大，并且可以通过电脑进行控制，实现了武器装备的信息化和智能化。但是，如何精确控制电磁轨道炮发射过程的速度成为目前需要解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种电磁轨道炮脉冲电源控制方法和装置，能够精确控制电磁轨道炮发射过程的速度和电枢出膛速度。为了达到本专利技术实施例目的，本专利技术实施例提供了一种电磁轨道炮脉冲电源控制方法，该方法包括：触发预设的脉冲电源中的多个相互并联的脉冲功率单元PFU模块组中的第一组PFU模块组，使电枢开始运动；在各自的触发时刻分别触发多个PFU模块组中除第一组PFU模块组之外的其他PFU模块组，并根据预设的触发要求分别确定其他PFU模块组中每个PFU模块组在电磁轨道炮发射中需要触发的PFU模块数。可选地，该方法还包括：计算电枢做匀加速直线运动时的等效加速度a以及维持匀加速直线运动所需的导轨平均电流I。可选地，计算电枢做匀加速直线运动时的等效加速度a以及维持匀加速直线运动所需的导轨平均电流I包括：根据以下数据及匀加速直线运动公式计算等效加速度a和导轨平均电流I：目标出膛速度vp、轨道长度s、轨道电感梯度L’以及电枢质量m；匀加速直线运动公式包括：v2＝2as，其中，v为电枢进行匀加速直线运动时的速度。可选地，目标出膛速度vp包括：1500～2000m/s。可选地，该方法还包括：根据导轨平均电流I计算运动期间导轨电流上限值Ihigh和导轨电流下限值Ilow；根据导轨平均电流I计算运动期间导轨电流上限值Ihigh和导轨电流下限值Ilow包括：将预先设定的导轨电流波动幅度ε，分别代入下述的计算等式中计算导轨电流上限值Ihigh和导轨电流下限值Ilow：Ihigh＝(1+ε)IIlow＝(1-ε)I。可选地，导轨电流波动幅度包括：0.15。可选地，该方法还包括：预先计算出除第一组PFU模块组之外的每一组PFU模块组的触发时刻；预先计算出除所述第一组PFU模块组之外的每一组PFU模块组的触发时刻包括：71、触发第k组PFU模块组中的h个PFU模块；其中，k、h均为正整数，k的初始值为2，h的初始值为1；h个PFU模块是能够使第k组PFU模块组的导轨电流在满足预设的导轨电流最高阈值Imax约束的前提下达到最大可能值的PFU模块数；触发第1组PFU模块组时的时刻记录为0；72、在已触发的PFU模块的驱动下，使电枢运动到导轨电流降低至预设的导轨电流最低阈值Imin的时刻，并记录该时刻为第一时刻；73、将第一时刻作为下一组PFU模块组的触发时刻，并判断当前触发的PFU模块组是否为最后一组PFU模块组；如果判断结果为是最后一组PFU模块组，则进入步骤74；如果判断结果为不是最后一组PFU模块组，则将x+1，返回步骤71；74、退出流程；对于每个PFU模块组，预设的触发要求包括：该PFU模块组中触发的PFU模块个数n，能够使得电枢在该PFU模块组的驱动下运动到预先计算出的下一组PFU模块组的触发时刻的运动速度，与该时刻所处位置对应的预期速度之间的相对误差为绝对值最小的误差。可选地，根据预设的触发要求分别确定其他PFU模块组中每个PFU模块组在电磁轨道炮发射中需要触发的PFU模块数包括：81、触发第x组PFU模块组中的y个PFU模块；其中，x、y均为正整数，x的初始值为2，y的初始值为1；82、在已触发的PFU模块的驱动下，使电枢运动到预先计算出的下一组PFU模块组的触发时刻，并计算该时刻下电枢的运动速度与预期速度之间的相对误差；83、判断相对误差是否为绝对值最小的误差；如果判断结果为是绝对值最小的误差，则将y个PFU模块作为与第x组PFU模块组对应的在电枢运动过程中应该触发的PFU模块的个数；并判断当前触发的PFU模块组是否为最后一组PFU模块组，如果判断结果为是最后一组PFU模块组，则进入步骤84；如果判断结果为不是最后一组PFU模块组，则将x+1，返回步骤81；如果判断结果为不是绝对值最小的误差，则将y+1，返回步骤81；84、退出流程。可选地，该方法还包括：将第一组PFU模块组中包含的全部PFU模块的个数作为第一组PFU模块组中需要触发的PFU模块数。为了达到本专利技术实施例目的，本专利技术实施例还提供了一种电磁轨道炮脉冲电源控制装置，该装置包括：驱动模块和获取模块；驱动模块，用于触发预设的脉冲电源中的多个相互并联的脉冲功率单元PFU模块组中的第一组PFU模块组，使电枢开始运动；获取模块，用于在各自的触发时刻分别触发多个PFU模块组，并根据预设的触发要求分别确定其他PFU模块组中每个PFU模块组在电磁轨道炮发射中需要触发的PFU模块数。可选地，该装置还包括：计算模块；计算模块，用于计算电枢做匀加速直线运动时的等效加速度a以及维持匀加速直线运动所需的导轨平均电流I。可选地，计算模块计算电枢做匀加速直线运动时的等效加速度a以及维持匀加速直线运动所需的导轨平均电流I包括：根据以下数据及匀加速直线运动公式计算等效加速度a和导轨平均电流I：目标出膛速度vp、轨道长度s、轨道电感梯度L’以及电枢质量m；匀加速直线运动公式包括：v2＝2as，其中，v为电枢进行匀加速直线运动时的速度。可选地，目标出膛速度vp包括：1500～2000m/s。可选地，计算模块还用于：根据导轨平均电流I计算运动期间导轨电流上限值Ihigh和导轨电流下限值Ilow；计算模块根据导轨平均电流I计算运动期间导轨电流上限值Ihigh和导轨电流下限值Ilow包括：将预先设定的导轨电流波动幅度ε，分别代入下述的计算等式中计算导轨电流上限值Ihigh和导轨电流下限值Ilow：Ihigh＝(1+ε)IIlow＝(1-ε)I。可选地，导轨电流波动幅度包括：0.15。可选地，计算模块还用于：预先计算出除第一组PFU模块组之外的每一组PFU模块组的触发时刻；计算模块预先计算出除第一组PFU模块组之外的每一组PFU模块组的触发时刻包括：71、触发第k组PFU模块组中的h个PFU模块；其中，k、h均为正整数，k的初始值为2，h的初始值为1；h个PFU模块是能够使第k组PFU模块组的导轨电流在满足预设的导轨电流最高阈值Imax约束的前提下达到最大可能值的PFU模块数；触发第1组PFU模块组时的时刻记录为0；72、在已触发的PFU模块的驱动下，使电枢运动到导轨电流降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁轨道炮脉冲电源控制方法，其特征在于，所述方法包括：触发预设的脉冲电源中的多个相互并联的脉冲功率单元PFU模块组中的第一组PFU模块组，使电枢开始运动；在各自的触发时刻分别触发多个所述PFU模块组中除所述第一组PFU模块组之外的其他PFU模块组，并根据预设的触发要求分别确定所述其他PFU模块组中每个PFU模块组在电磁轨道炮发射中需要触发的PFU模块数。

【技术特征摘要】
1.一种电磁轨道炮脉冲电源控制方法，其特征在于，所述方法包括：触发预设的脉冲电源中的多个相互并联的脉冲功率单元PFU模块组中的第一组PFU模块组，使电枢开始运动；在各自的触发时刻分别触发多个所述PFU模块组中除所述第一组PFU模块组之外的其他PFU模块组，并根据预设的触发要求分别确定所述其他PFU模块组中每个PFU模块组在电磁轨道炮发射中需要触发的PFU模块数。2.如权利要求1所述的电磁轨道炮脉冲电源控制方法，其特征在于，所述方法还包括：计算所述电枢做匀加速直线运动时的等效加速度a以及维持所述匀加速直线运动所需的导轨平均电流I。3.如权利要求2所述的电磁轨道炮脉冲电源控制方法，其特征在于，所述计算电枢做匀加速直线运动时的等效加速度a以及维持所述匀加速直线运动所需的导轨平均电流I包括：根据以下数据及匀加速直线运动公式计算等效加速度a和导轨平均电流I：目标出膛速度vp、轨道长度s、轨道电感梯度L’以及电枢质量m；所述匀加速直线运动公式包括：其中，v为所述电枢进行匀加速直线运动时的速度。4.如权利要求3所述的电磁轨道炮脉冲电源控制方法，其特征在于，所述目标出膛速度vp包括：1500～2000m/s。5.如权利要求2所述的电磁轨道炮脉冲电源控制方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述导轨平均电流I计算运动期间导轨电流上限值Ihigh和导轨电流下限值Ilow；所述根据所述导轨平均电流I计算运动期间导轨电流上限值Ihigh和导轨电流下限值Ilow包括：将预先设定的导轨电流波动幅度ε，分别代入下述的计算等式中计算所述导轨电流上限值Ihigh和导轨电流下限值Ilow：Ihigh＝(1+ε)IIlow＝(1-ε)I。6.如权利要求5所述的电磁轨道炮脉冲电源控制方法，其特征在于，所述导轨电流波动幅度包括：0.15。7.如权利要求5所述的电磁轨道炮脉冲电源控制方法，其特征在于，所述方法还包括：预先计算出除所述第一组PFU模块组之外的每一组PFU模块组的触发时刻；所述预先计算出除所述第一组PFU模块组之外的每一组PFU模块组的触发时刻包括：71、触发第k组PFU模块组中的h个PFU模块；其中，k、h均为正整数，k的初始值为2，h的初始值为1；所述h个PFU模块是能够使第k组PFU模块组的导轨电流在满足预设的导轨电流最高阈值Imax约束的前提下达到最大可能值的PFU模块数；触发第1组PF...

【专利技术属性】
技术研发人员：常馨月，于歆杰，刘旭堃，李臻，黄松岭，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11