舵翼姿态无线检测系统

发布时间：2020-05-07 20:42

【摘要】：本文针对制导炮弹设计了一套基于北斗和陀螺仪的舵翼姿态无线检测系统,以数据采集技术、电能无线传输技术以及射频通信技术为基础。该系统由数据采集发送模块与数据接收控制模块两部分组成。数据采集发送模块由北斗定位导航模块、陀螺仪姿态采集模块、电能无线接收模块以及射频发送模块组成,实现用于电能无线接收、北斗模块定位、陀螺仪模块进行舵翼角速度和加速度信息采集并将信息通过射频模块发送到数据接收处理端的功能;数据接收控制模块由电能无线发送模块、射频接收模块、数据存储模块、超声电机驱动模块以及上位机显示终端组成,接收端与上位机显示终端之间采用串口通信,实现电能无线发送、姿态信息存储、超声电机驱动控制以及接受姿态信息并在上位机的显示界面显示等功能。在设计本系统的过程中,对电能无线传输系统的传输功率做了重点研究,提出了一种新的提高电能无线传输系统输出功率的方法,即在电路中加入负电阻,通过减小变压器原边的电阻以增加原边电流,从而提高变压器副边的电压,进而提高电能无线传输的功率。并且搭建一个含负电阻的谐振耦合电能无线传输试验平台,证明了所提方法的可行性。最后通过利用地面负载模拟试验平台对本文所设计的系统进行了实验验证,主要包括超声电机自身性能测试、姿态数据的采集、无线传输性能的测试以及超声电机的控制性能测试。实验结果证明了本文所设计方案的可行性。
【图文】：

铜斑蛇,制导炮弹,内部结构,外形

1.1 选题的研究背景和科学意义火炮在现代战争中起着压制敌方的火力，杀伤敌方有生力量等关键作用。常规的火炮射程短，炮弹的命中率很低，在方圆 30 公里的射程内其圆概率的偏差量最小也达到 165 米。在现代非对称作战中提出的超视距以及精确打击等概念下，传统的火炮已经无法满足现代战争中对于打击精度的要求。二次大战以来，为了提高火炮的射击精度，一种将传统弹药与制导技术相结合而产生的制导炮弹技术应运而生[1]。西方国家近年来己经研制出了多种型号的制导炮弹并将其运用于各种战争中，从而实现了制导炮弹精确打击、远程压制、高效毁伤的目标。早在上世纪 80 年代初，为了能利用火炮精确打击机动的装甲目标，美国陆军提出了铜斑蛇”激光制导炮弹的构想。到 1983 年，这种毫米级别的制导炮弹正式投产。到了上世纪 80 年代中后期，苏联推出了红土地激光制导炮弹，并且将其大量地用于地面部队[2]。在现代高科技战争中，具有制导功能的武器能够有效地袭击如机场、港口、防空阵地、甚至指挥机构等敌方重要目标。通过对这些高科技武器实施精确的定点摧毁，避免了战斗人员直接进行攻坚战，有效地降低了己方战斗人员的伤亡率。高新技术尤其是导航技术、新材料、微电子技术、传感器技术和小型化技术的快速发展，对研究具有制导功能的武器技术起到了极大的推动作用[3]。

结构图,超声电机,结构图

图 1. 2 超声电机结构图目前研究和应用最多的是环形行波型超声电机。环形行波电机的基本工作原理如下[18]：当在粘在金属弹性体上的两片压电陶瓷（A、B 两组）施加两路相位差 90 度的高频电压时，在弹性体内会产生两组驻波，这两组驻波组合成沿定子弹性体圆周方向行进的行波，使得定子表面的质点形成椭圆形的轨迹运动，，如图 1.3 所示。其振幅一般为数微米，这种微观振动通过定子(振动体)和转子(移动体)之间的摩擦作用使转子(移动体)沿某一方向(逆行波传播方向)做连续宏观运动。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TJ413.6

【参考文献】