Устройства измерения мгновенной скорости разгона для системы управления магнитоплазменным электродинамическим ускорителем

• Автор: Кириевский, Владимир Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 203 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ В МАГНИТОПЛАЗМЕННОМ

ЭЛЕКТРОДИАМИЧЕСКОМ УСКОРИТЕЛЕ МАКРОЧАСТИЦ

1.1. Характеристика магнитоплазменного электродинамического ускорителя как объекта управления.
1.2. Обоснование требований, предъявляемых к подсистеме измерения скорости системы управления магнитоплазменным электродинамическим ускорителем.
1.3. Сравнительный анализ методов измерения скорости движения макрочастиц в канале электродинамического

ускорителя и обоснование метода координатной функции

Выводы
2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ЭДУ ПОДСИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ
2.1. Задачи моделирования и разработка структуры комплексной математической модели системы ЭДУ подсистема измерения скорости.
2.2. Математическая модель движения пульсирующею плазменного поршня
2.3. Математическая модель магнитного поля движущегося электропроводящего пульсирующего плазменного поршня.
2.4. Математические модели датчиков магнитной
индукции
Выводы
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ И УСТРОЙСТВ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ МАКРОЧАСТИЦ В КАНАЛЕ МАГНИТОПЛАЗМЕННОГО ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО УСКОРИТЕЛЯ
3.1. Исследование методом вычислительного эксперимента и синтез аналитического описания координатных функций.
3.2. Обоснование необходимости повышения точности измерения скорости макрочастиц в канале магнитоплазменного электродинамического ускорителя
3.3. Разработка структуры нейросетевого устройства измерения скорости.
3.4. Сравнительный анализ точности различных вариантов структуры нейросетевого устройства измерения скорости методом вычислительного эксперимента
3.5. Оптимизация геометрических параметров распределенного измерительного контура по критерию минимума методической
погрешности измерения скорости
Выводы
4. РАЗРАБОТКА ПОДСИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МАГНИТОПЛАЗМЕННЫМ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИМ УСКОРИТЕЛЕМ.
4.1. Разработка устройств измерения скорости, реализующих модификации МКФ с жесткой логикой.
4.2. Анализ специализирован ных технических средств, применяемых для построения нейросетевых устройств
4.3. Обоснование требований и выбор функциональной схемы нейросетевой подсистемы измерения скорости.
4.4. Разработка методики проектирования устройств измерения 5 скорости с использованием нейросетевых технологий.
4.5. Анализ путей улучшения характеристик подсистемы измерения скорости в магнитоплазменном электродинамическом
ускорителе
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Ф. Отдельные результаты научных исследований использованы в программных продуктах и серийно выпускаемой аппаратуре, внедренных на промышленных предприятиях и научноисследовательских организациях РФ, а также в учебном процессе при разработке программного обеспечения для расчета и анализа методических погрешностей измерения параметров движения в учебных курсах Информационноизмерительные системы, Теория, расчет и проектирование приборов и систем для студентов специальности . Информационноизмерительная техника и технологии ЮР1 ТУ ИЛИ. Для высокоскоростного разгона твердых тел макрочастиц массой от г 1 до кг 2, 3 применяются ЭДУ индукционного 4 и кондукционного магнитоплазменного 5 типов. Принцип действия первых основан на движении проводящего тела под воздействием внешнего магнитного поля, создаваемого системой обмоток, включаемых синхронно с движением ускоряемого тела для создания бегущей магнитной волны 6. ЭДУ индукционного типа позволяют достигать скоростей порядка 1 2 кмс. Значи тельно более высокие скорости разгона до кмс и выше достижимы в магнитоплазменных ЭДУ. Такие ЭДУ, называемые иногда рельсовыми ускорителями макрочастиц или рельсотронами 5, представляют собой систему, состоящую рис. МГДгенератора, униполярного генератора и др. Электрический ток от источника энергии подводится к одному рельсу прямому и возвращается через плавкую вставку, находящуюся за объектом ускорения макрочастицей и закорачивающую электрическую цепь, а впоследствии, после сгорания плавкой вставки, через возникающую плазменную арматуру поршень, которая проводит электрический ток 1 по обратному рельсу к источнику энергии. Ток, протекающий в рельсах и поршне, образует между рельсами магнитное поле с индукцией В. Рис. Рис. Ьц погонная индуктивность цепи, в которой протекает ток . Ьц а . По мере движения плазменного поршня растет индуктивность , которая, так же как и нарастающий ток, обеспечивает быстрый рост силы Лоренца и разгон ускоряемого тела. Направление протекания тока в данном случае не влияет на направление силы Лоренца, поэтому смена полярности тока в ходе колебательных переходных процессов 5 в системе источник энергии рельсы не препятствует процессу разгона. Очевидно, что для повышения скорости разгона необходимо обеспечить форсирование передачи в нагрузку запасенной энергии в виде мощного импульса тока с крутым фронтом. Как показано на рис. ИН и коммутирующих ключей К1К4. В такой схеме при включении ключа К1 через нормальнозамкнутые контакты размыкателя К4 производится накачка индуктивного накопителя ИН током от первичного источника конденсаторной батареи С. При достижении током максимального значения осуществляется одновременное срабатывание замыкателей К2, КЗ и размыкателя К4. ИН на нагрузку с заданной крутизной фронта. В качестве коммутационной аппаратуры обычно используются сверхбыстродействующие взрывные коммутаторы. Следует отметить, что на практике большинство ЭДУ вне зависимости от типа являются двухступенчатыми. На первом этапе объект ускоряется до скорости порядка кмс газодинамическим методом 6, например, при помощи легкогазовой газодинамической установки, а лишь затем попадает в канал рельсотрона, где и происходит окончательное ускорение до требуемой скорости. Ускоряемое тело, как правило, является непроводящим элементом, поэтому, используя магнитные датчики, например, индукционные или гальваномагнитные, можно фиксировать по изменению э. При этом возникает целый ряд трудностей, связанных с неустойчивостью состояния свободной плазмы 5, 8. Такие неустойчивости приводят к колебаниям размеров плазменного поршня, носящих характер нестационарного случайного процесса. В рельсовых ЭДУ ситуация упрощается тем, что плазма с пяти сторон ограничена твердыми поверхностями с двух сторон рельсы, с двух сторон композиционный наполнитель и с одной стороны ускоряемое тело, поэтому на стабильность результатов измерения будут оказывать влияния лишь колебания задней границы, так называемого, хвоста плазменного поршня. В простейшем случае, без учета влияния в.