多級電磁線圈發(fā)射器時(shí)序觸發(fā)控制策略*

焦紹光，丁堅(jiān)勇，魯軍勇

(1.武漢大學(xué) 電氣工程學(xué)院， 湖北 武漢 430072；2.海軍工程大學(xué) 艦船綜合電力技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖北 武漢 430033)

多級電磁線圈發(fā)射器時(shí)序觸發(fā)控制策略*

焦紹光1，2，丁堅(jiān)勇1，魯軍勇2

(1.武漢大學(xué) 電氣工程學(xué)院， 湖北 武漢 430072；2.海軍工程大學(xué) 艦船綜合電力技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖北 武漢 430033)

為優(yōu)化多級同步感應(yīng)線圈電磁發(fā)射器性能，以提高發(fā)射速度和能量轉(zhuǎn)換效率為檢驗(yàn)指標(biāo)，以影響上述指標(biāo)的觸發(fā)時(shí)序?yàn)閮?yōu)化對象，采用遺傳算法建立單級同步感應(yīng)線圈型電磁發(fā)射器觸發(fā)位置優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，計(jì)算最佳觸發(fā)位置，通過數(shù)值和有限元兩種仿真系統(tǒng)對優(yōu)化結(jié)果的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。采用該方法對兩級以及十級同步感應(yīng)線圈型電磁發(fā)射器的觸發(fā)時(shí)序進(jìn)行優(yōu)化研究，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。為解決仿真系統(tǒng)誤差問題，提出采用動(dòng)子線圈在各級的觸發(fā)位置和速度作為控制因素的雙控觸發(fā)方式，并研究分析仿真過程中觸發(fā)開關(guān)的隨機(jī)抖動(dòng)對出口速度誤差的影響，得到最佳觸發(fā)時(shí)序控制策略。

電磁發(fā)射；同步感應(yīng)線圈；觸發(fā)策略；遺傳算法；優(yōu)化

電磁發(fā)射技術(shù)是一種新型直線推進(jìn)技術(shù)，能夠在短時(shí)間內(nèi)將電磁能轉(zhuǎn)化為載荷所需的瞬時(shí)動(dòng)能。其中，同步感應(yīng)線圈型電磁發(fā)射器(Synchronous Induction Coil ElectroMagnetic Launcher, SICEML)是一種非接觸式的電磁發(fā)射器，能夠有效減少磨損，提高裝置壽命，具有廣闊的應(yīng)用前景[1-4]。

圖1是單級SICEML結(jié)構(gòu)原理圖，裝置主要由驅(qū)動(dòng)線圈和電樞(圓筒型)組成，脈沖電容器C通過開關(guān)K向驅(qū)動(dòng)線圈注入脈沖電流，形成變化磁場，并在電樞上感應(yīng)出渦流，從而產(chǎn)生電磁力推動(dòng)電樞前進(jìn)。……