电磁导轨炮技术

一、电磁发射技木和导轨炮 电磁发射技术是人类第三代脉冲动力技术,是继弓箭、火药之后,又一次脉冲动力技术上的飞跃。 根据载流导体在磁场中受“洛仑兹力”作用原理提出的电磁发射技术,可以分为两类。一类是离散或连续线圈结构的同步同轴交流电磁加速器,其载流抛射体在一系列脉     

高温超导磁体指数损耗研究

研究了高温超导磁体的指数损耗的特征。数值仿真了在20K温度下由20个高温超导双饼线圈组成的超导磁体的指数损耗。分析了每个双饼及每匝线圈的指数损耗。研究了磁体的指数损耗随电流变化的趋势。通过在磁体两端增加铁轭改变磁体上的磁场,研究发现增加铁轭可以有效的减少磁体上产生的指数损耗。     

铜基复合型四极轨道电磁特性仿真分析

四轨电磁发射器在工作过程中, 电流集中引起的热效应会影响发射精度和轨道寿命。为缓解大电流带来的轨道热损伤及机械磨损问题, 提出铜基复合型四轨电磁发射器模型并对其电磁特性进行了研究。采用有限元方法, 对复合型和普通型四轨电磁发射器的电流密度和磁场分布进行了仿真对比; 分析了复合层参数对电流密度、磁场强度和电枢受力三方面的影响。仿真结果表明，复合型四轨电磁发射器能够降低电枢和轨道接触面的电流密度, 改善接触面的电流分布状况; 复合型四轨电磁发射器在特定位置处具有更大的磁场屏蔽范围, 能为智能弹药提供良好的磁场环境; 电流密度、磁场强度和电枢推力均随着铜-钢厚度比的增加而增大。     

介入式微型医疗装置连续定位系统的建模

介入式微型医疗装置能深入人体,实现无创诊疗。为了确定其在人体内的三维运动轨迹,提出了在体外采用两个线圈分时励磁产生交变磁场,并在介入式医疗装置内封装三个正交感应线圈的定位新方案,通过获得感应线圈电动势的大小,反求空间方位,实现非接触式连续定位。基于定位系统,将励磁线圈的空间磁场等效为多匝圆电流磁场叠加,并应用级数截断的方法避免了圆电流磁场解析式中繁琐的椭圆积分,建立了简化的实用的定位模型。仿真实验表明：所建立的新模型与现有的磁偶极子模型相比,提高了定位精度,具有实用意义。本研究为定位系统的成功实现提供了关键技术。     

驱动胶囊内窥镜的外磁场的2D仿真及实验研究

提出了一种用于胶囊内窥镜驱动的外部磁场线圈，对它进行了二维磁场分析，用有限元方法对不同电流和永磁体直径下的磁场转矩进行了仿真，并搭建了相应的实验模型，在实验中取得较好的效果，为设计更加复杂的驱动无线内窥镜的外部磁场线圈提供了基础。     

美空军在研究超高速技术

美空军开始为空间防御系统和机载防御系统研究超高速电磁导轨炮技术。空军将和陆军一起探索如何把这种技术用于弹道导弹防御。 空军将使用一种空间高速发射器来防御     

一种获得磁跟踪系统参数的简单方法

提出了一种获得磁跟踪系统参数的简单方法，给出了利用磁传感器和三轴正交线圈作为磁场检测器件时的算法公式。该方法通过测量磁场中与发射线圈轴垂直的平面上三个点得磁场信号获得对应该发射线圈的各系统参数。试验结果表明利用该方法获得的参数相对利用传统方法获得的参数提高了系统定位精度。     

基于电流重新分配的电磁轴承的线圈容错控制

电磁轴承是通过控制线圈的电流,在预定的方向产生指定大小的力,以支撑转子的正常悬浮.线圈出现故障,将使整个系统失去稳定而崩溃.文中运用广义偏流线性化的方法提出了电磁轴承系统控制器重构的一种算法,并基于此算法设计了线圈容错控制的方案.该方案不依赖线圈的冗余,只通过对磁极线圈电流的重新分配,来达到系统所提供轴承力不变的目的.为此,利用MATLAB中的Simulink模块和S-function功能对此方案进行了仿真研究,得到了较好的结果电磁轴承系统在有一个线圈或两个线圈发生故障时,仍然能保持稳定,证明了这种方案的可行性.     

电磁炮是否可用作坦克炮

不多年前,电磁炮仍被认为是一个科学幻想的王国。实际上,法国在第一次世界大战时就研究过电磁炮。法国和日本在第二次大战期间也作过研究。然而,美国空军科研局直到1957年依然认为电磁炮是“极不现实的”。     

基于TINA电路仿真的磁轴承开关功放滤波器设计

分析了目前磁轴承普遍采用的开关功放产生噪声的原理和特性,基于MATLAB/SIMULINK构建飞轮磁轴承两电平和三电平开关功放模型.采用在功放输出端口和电磁线圈之间接入电感、电容和电阻组成的带阻、低通滤波器的方法来降低电流纹波在特定频率处的分量;提出一种基于TINA电路软件设计飞轮磁轴承功放带阻、衡通滤波器的方法.仿真和实验结果均验证了设计的有效性,线圈电流频谱在开关频率及其倍频处噪声分量减小一个数量级以上.     

顶部电磁振打器数学模型研究

影响电除尘器的除尘效率和能耗的关键问题之一是清灰振打控制系统的效率,有效的清灰振打控制不但能降低粉尘"二次飞扬",而且能够有效的降低电除尘控制器的能耗.从电磁学理论和力学理论首次研究了顶部振打器的数学模型,分析了振打锤运动的三个阶段.研究表明,振打锤在第一运动阶段的非均匀磁场中,电能做正功,在电磁力的作用下,使振打锤从静止开始产生正向加速度运动;振打锤在第二阶段均匀磁场运动中,电能没有做功,能量主要在定子线圈内热能形式消耗;第三阶段非均匀磁场中,振打锤受到反向的电磁力作用,加速度和运动方向相反,电能做负功.由于振打锤提升的高度直接影响清灰振打力的强弱,所以电能对振打锤的有效作用只有在第一运动阶段.最后,通过Matlab仿真,对定子线圈电流大小和脉冲电流的频率进行了仿真研究,提出了节能振打的最佳脉冲电流频率,对电除尘器的节能研究具有重要的意义.     

金属目标覆盖双负介质时的宽带散射

由双负介质的本构关系出发,利用时频转换关系,推导出了描述双负介质中电磁场与电磁流的微分方程组。将该方程组按标准Yee元胞差分离散时电场和磁流在整数时间步取值,磁场和电流在半整数时间步取值。电流在电场的节点取样而磁流在磁场的节点取样,得到用于FDTD计算的三维递推表达式。讨论了双负介质和双正介质交接面处介质参数的处理方法。随后,与文献结果对比验证了该算法和程序的正确性。最后,计算了金属目标覆盖双负介质时的宽带散身,结果表明双负介质覆盖层可以在宽频段内减小金属目标的后向RCS。     

防御武器的新发展——电磁推进武器评介

本文比较全面地介绍了国际电磁推进技术的历史发展过程、当前的发展状况、研制成果以及今后的发展方向。文章分析了电磁炮用作武器特别是防御武器的优点及发展成新一代防御武器的可能性。文章具体分析了电磁炮用作防空、反装甲、反战术导弹、反卫星和反弹道式战略导弹等武器的可行性以及实现的难易程度。分析了电磁推进技术在发展航天事业和发展国民经济方面的作用。作者认为,随着电磁推进技术的成熟和广泛应用,其历史意义将不亚于火箭技术的应用。     

电磁跟踪系统磁场畸变规律数值模拟及校正方法

电磁跟踪系统参数定位精度易受工作环境中金属物体的影响。为了研究由于金属干扰导致电磁跟踪系统空间磁场的畸变规律,采用基于消息传递模式的网络并行计算系统和区域分割技术实现了并行时域有限差分算法。引入快速傅里叶变换算法,克服了系统激励源频率较低难以模拟的困难。通过对磁场畸变规律的研究,引入误差校正矩阵,通过修正发射矩阵进而校正磁场畸变引起的目标参数定位误差。采用正交多项式拟合的算法求解误差校正矩阵,数值模拟结果验证了校正方法的正确性,可以明显提高磁场畸变时系统参数的定位精度。磁场畸变规律的数值模拟,降低了系统实时数据采集的工作量,提高了系统校正方法检验的快速性。     

崭新的运送工具—电磁发射器

据外刊报导,不少实验表明电磁加速器(即下文所谓的“导轨枪”)有着广阔的应用前景。它可以把一块小的质量加速到极高的速度以进行物态方程研究和碰撞引发聚合研究,也可以把几吨重的物体加速到第二宇宙速度或者把很大的质量(如一架飞机)加速到中等的速度。这项新的技术果真能作为一种实用的运载工具代替常规火箭吗?请读下文,并注意该项技术今后的发展动向。     

机器人用的新型多功能传感器

本文描述一种新型五线圈涡流探测器。它具有多种传感功能,适用于自动加工和感知。探测器由两对较小的检测线圈和一个驱动线圈所组成。通过不同状态的组合来实现多种传感功能。本文还给出探测金属表面浅台阶的位置和角度的实验结果。     

基于各向异性参数模型的六自由度电磁跟踪系统

为了解决六自由度电磁跟踪系统三轴增益不一致带来的参数计算精度降低问题,提出了各向异性参数的模型.由三轴线圈匝数、面积、激励电流幅值和频率、电路增益决定各向异性参数的数值.在磁偶极子近场模型基础上推导出了包含各向异性参数的电磁跟踪系统模型.结合基于最大单位指向矢的跟踪算法和特征向量法求解位置参数,提高了算法的稳定性,克服了原跟踪算法位置参数求解局部误差放大的问题.,由接收信号矩阵直接推导姿态变换矩阵的表达式,避免了误差积累.该模型符合系统的实际运行环境,降低了硬件设计难度.实验结果验证了模型的正确性,提高了系统定位的精度.     

高速近距动态感应装置磁场分布的分析与仿真

以高射炮引信电磁感应装定系统为平台,对装备于炮口的高频近场电磁感应发射装置进行了结构分析,创建了该装置的数学模型,依据电磁场理论推导出了现有教科书中未见有的有限长疏绕螺旋载流线圈内部空间磁场分布计算公式,并借助于计算软件对其进行了数值仿真,从中定量得知疏绕螺旋载流线圈所产生的磁场能量主要集中在半径小于线圈口径百分之五十以内的轴向有限区域内,这对电磁感应接收装置的结构设计及优化具有工程指导意义。所采用的研究方法、获得的理论公式及结论普遍适用于其他高频近场磁感应装置的分析和设计。     

粉尘吸附力数学模型及节能振打技术研究

国家对耗能企业的节能降耗提出了更高的目标.研究了电除尘器粉尘吸附力的数学模型,研究表明,随着粉尘厚度的增加,吸附力是一个非线性变化过程,而不是工业现场所认为的随着粉尘厚度增加,吸附力是一个线性单调变小的过程,在对吸附力的Matlab仿真和振打加速度的数学模型研究基础上,提出了电除尘清灰工业控制中节能振打策略,振打加速度跟随粉尘吸附力变化,在非线性振打中动态的节约能耗.最后,通过对顶部振打器的实验测试和模型仿真比较研究,对振打器定子线圈电流波形进行了对比,通过能量损耗的原因分析,提出了最佳节能振打电流周期.该技术的研究为研制新型非线性振打控制器提供了一定的理论依据.     

陆地车辆的磁流变半主动悬架模糊集成控制

分析了陆地车辆的磁流变半主动悬架系统的组成及其系统动力学模型。以平顺性、行驶稳定性与运动姿态控制为目标，讨论了半主动悬架的控制机理。提出了一种基于频率过滤、模糊控制和姿态误差增益控制的半主动悬架集成控制策略。设计的控制系统由外环和内环组成，外环系统设计机械系统的反馈理想阻尼力，内环系统实时计算电流驱动器的控制信号。磁流变减振器根据控制电流信号实时地产生阻尼力实现车辆控制目标。仿真结果表明，所设计的系统控制策略是有效的，同时也表明通过主动改变减振器阻尼力可以实现陆地车辆的性能控制。