【摘要】：本文針對制導炮彈設(shè)計了一套基于北斗和陀螺儀的舵翼姿態(tài)無線檢測系統(tǒng),以數(shù)據(jù)采集技術(shù)、電能無線傳輸技術(shù)以及射頻通信技術(shù)為基礎(chǔ)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊與數(shù)據(jù)接收控制模塊兩部分組成。數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊由北斗定位導航模塊、陀螺儀姿態(tài)采集模塊、電能無線接收模塊以及射頻發(fā)送模塊組成,實現(xiàn)用于電能無線接收、北斗模塊定位、陀螺儀模塊進行舵翼角速度和加速度信息采集并將信息通過射頻模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)接收處理端的功能;數(shù)據(jù)接收控制模塊由電能無線發(fā)送模塊、射頻接收模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、超聲電機驅(qū)動模塊以及上位機顯示終端組成,接收端與上位機顯示終端之間采用串口通信,實現(xiàn)電能無線發(fā)送、姿態(tài)信息存儲、超聲電機驅(qū)動控制以及接受姿態(tài)信息并在上位機的顯示界面顯示等功能。在設(shè)計本系統(tǒng)的過程中,對電能無線傳輸系統(tǒng)的傳輸功率做了重點研究,提出了一種新的提高電能無線傳輸系統(tǒng)輸出功率的方法,即在電路中加入負電阻,通過減小變壓器原邊的電阻以增加原邊電流,從而提高變壓器副邊的電壓,進而提高電能無線傳輸?shù)墓β�。并且搭建一個含負電阻的諧振耦合電能無線傳輸試驗平臺,證明了所提方法的可行性。最后通過利用地面負載模擬試驗平臺對本文所設(shè)計的系統(tǒng)進行了實驗驗證,主要包括超聲電機自身性能測試、姿態(tài)數(shù)據(jù)的采集、無線傳輸性能的測試以及超聲電機的控制性能測試。實驗結(jié)果證明了本文所設(shè)計方案的可行性。
【圖文】：

1.1 選題的研究背景和科學意義火炮在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中起著壓制敵方的火力，殺傷敵方有生力量等關(guān)鍵作用。常規(guī)的火炮射程短，炮彈的命中率很低，在方圓 30 公里的射程內(nèi)其圓概率的偏差量最小也達到 165 米。在現(xiàn)代非對稱作戰(zhàn)中提出的超視距以及精確打擊等概念下，傳統(tǒng)的火炮已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭中對于打擊精度的要求。二次大戰(zhàn)以來，為了提高火炮的射擊精度，一種將傳統(tǒng)彈藥與制導技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的制導炮彈技術(shù)應運而生[1]。西方國家近年來己經(jīng)研制出了多種型號的制導炮彈并將其運用于各種戰(zhàn)爭中，從而實現(xiàn)了制導炮彈 精確打擊、遠程壓制、高效毀傷 的目標。早在上世紀 80 年代初，為了能利用火炮精確打擊機動的裝甲目標，美國陸軍提出了 銅斑蛇”激光制導炮彈的構(gòu)想。到 1983 年，這種毫米級別的制導炮彈正式投產(chǎn)。到了上世紀 80 年代中后期，蘇聯(lián)推出了 紅土地 激光制導炮彈，并且將其大量地用于地面部隊[2]。在現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭中，具有制導功能的武器能夠有效地襲擊如機場、港口、防空陣地、甚至指揮機構(gòu)等敵方重要目標。通過對這些高科技武器實施精確的定點摧毀，避免了戰(zhàn)斗人員直接進行攻堅戰(zhàn)，有效地降低了己方戰(zhàn)斗人員的傷亡率。高新技術(shù)尤其是導航技術(shù)、新材料、微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和小型化技術(shù)的快速發(fā)展，對研究具有制導功能的武器技術(shù)起到了極大的推動作用[3]。

圖 1. 2 超聲電機結(jié)構(gòu)圖目前研究和應用最多的是環(huán)形行波型超聲電機。環(huán)形行波電機的基本工作原理如下[18]：當在粘在金屬彈性體上的兩片壓電陶瓷（A、B 兩組）施加兩路相位差 90 度的高頻電壓時，在彈性體內(nèi)會產(chǎn)生兩組駐波，這兩組駐波組合成沿定子彈性體圓周方向行進的行波，使得定子表面的質(zhì)點形成橢圓形的軌跡運動，，如圖 1.3 所示。其振幅一般為數(shù)微米，這種微觀振動通過定子(振動體)和轉(zhuǎn)子(移動體)之間的摩擦作用使轉(zhuǎn)子(移動體)沿某一方向(逆行波傳播方向)做連續(xù)宏觀運動。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TJ413.6

【參考文獻】

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10 張鵬

本文編號：2653520