發(fā)布時間：2023-11-17 20:30

　　在現(xiàn)代引信中，引信電源主要為引信電路的工作提供基礎(chǔ)能源和為起爆電路提供起爆能源。針對現(xiàn)代引信對電源的能量密度、長儲性及快速激活性的要求，本文研究了一種基于壓電效應(yīng)的彈載引信壓電電源。 彈載引信壓電電源主要由壓電疊堆、能量收集電路及輔助裝置組成。通過介紹彈載引信電源和壓電電源的研究現(xiàn)狀，并對引信壓電電源的工作原理進行研究，建立了彈載引信壓電電源的物理模型，并推導(dǎo)出壓電疊堆的數(shù)學(xué)模型。利用MATLAB軟件對壓電電源性能進行仿真，計算時采用某高炮發(fā)射時的數(shù)據(jù)，得到了充電電壓響應(yīng)曲線、充電電壓與儲能電容之間的關(guān)系曲線、充電電壓與激勵載荷及時間常數(shù)之間的關(guān)系。對壓電疊堆的輸出效率進行了分析，當(dāng)壓電疊堆電容與儲能電容相等時，能量轉(zhuǎn)移效率最高為25%。同時針對如何提高能量轉(zhuǎn)移的效率，介紹了能量轉(zhuǎn)換電路與能量接口電路，分析了全橋整流電路輸出波形圖及在能量回收中的優(yōu)點。為解決儲能電容與壓電疊堆電容之比過大，導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)移效率低的問題，本文引入了同步電荷提取電路（SCE電路），該電路顯著地提高了能量轉(zhuǎn)移的效率。研究了三種可充電電源的充放電性能，并比較了它們的優(yōu)缺點，闡述了選取鉭電解電容作為儲能電容的合理性。...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 引信電源概述
        1.1.2 小口徑炮彈引信對電源的需求
    1.2 壓電電源技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.2.1 發(fā)電材料的研究
        1.2.2 壓電發(fā)電方式的研究
        1.2.3 能量回收技術(shù)的研究
    1.3 本論文的研究內(nèi)容和重要意義
第二章 引信壓電電源的基本理論
    2.1 壓電效應(yīng)與壓電方程
        2.1.1 壓電效應(yīng)
        2.1.2 壓電方程
        2.1.3 壓電陶瓷的性能參數(shù)
    2.2 壓電振子
        2.2.1 壓電振子的發(fā)電模式
        2.2.2 壓電振子的連接方式
        2.2.3 壓電振子的等效電路
    2.3 壓電電源用作引信電源的可行性分析
        2.3.1 壓電電源的能量密度
        2.3.2 壓電電源的激活時間
        2.3.3 壓電電源的存儲時間
        2.3.4 壓電電源的安全性與經(jīng)濟性
    2.4 本章小結(jié)
第三章 引信壓電電源性能分析
    3.1 引信壓電疊堆理論模型
        3.1.1 壓電振子d 33模式理論模型
        3.1.2 引信壓電電源理論模型
    3.2 引信壓電電源性能分析
        3.2.1 壓電電源輸出性能
        3.2.2 充電電壓與儲能電容的關(guān)系
        3.2.3 充電電壓與加載質(zhì)量塊 m 的關(guān)系
        3.2.4 d 33與載荷的關(guān)系
        3.2.5 充電電壓與時間常數(shù) 的關(guān)系
        3.2.6 壓電疊堆輸出效率分析
    3.3 能量收集電路的研究
        3.3.1 能量轉(zhuǎn)換和接口電路的研究
        3.3.2 能量存儲元件的研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 彈載壓電電源的設(shè)計
    4.1 壓電電源的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.1.1 壓電疊堆設(shè)計
        4.1.2 質(zhì)量塊的設(shè)計
        4.1.3 壓電電源外殼設(shè)計
    4.2 能量收集電路設(shè)計
    4.3 引信壓電疊堆的 ANSYS 分析
        4.3.1 壓電振子的壓應(yīng)力分析
        4.3.2 壓電振子的拉應(yīng)力分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 彈載壓電電源的試驗研究
    5.1 動態(tài)加載模擬試驗
        5.1.1 模擬試驗原理
        5.1.2 模擬試驗用具
        5.1.3 模擬試驗分析
    5.2 實彈試驗
        5.2.1 試驗?zāi)康?br>        5.2.2 試驗原理
        5.2.3 試驗用具
        5.2.4 試驗分析
    5.3 彈載壓電電源的檢驗方法
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 本文的主要研究成果及創(chuàng)新點
    6.2 本課題研究的不足與展望
參考文獻
個人簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果發(fā)表情況
致謝



本文編號：3864828