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电磁轨道发射装置动态电感梯度分析

国防科技大学学报 2022年第3期44卷 156-163页

作者：翟小飞李鑫航刘华彭之然海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室湖北武汉430033

推导了导轨间磁场均匀分布和非均匀分布两种情况下电感梯度数学计算模型。引入了速度频率来模拟电枢发射过程速度趋肤效应,对导轨二维模型以及三维电磁场模型进行时谐仿真,并将获得的单位长度电感以及电感梯度,分别用于电气仿真系统中... 详细信息

推导了导轨间磁场均匀分布和非均匀分布两种情况下电感梯度数学计算模型。引入了速度频率来模拟电枢发射过程速度趋肤效应,对导轨二维模型以及三维电磁场模型进行时谐仿真,并将获得的单位长度电感以及电感梯度,分别用于电气仿真系统中电感和电枢推力的计算。电气仿真和试验结果表明,电流和出口速度误差均在2%以内,证明了动态电感梯度分析及参数提取方法的正确性和准确性。

关键词：电磁轨道发射装置动态电感梯度电流密度分布趋肤效应系统仿真

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电磁轨道发射系统电路模型及发射效率研究

电工技术学报 2023年第11期38卷 2841-2849,2860页

作者：翟小飞李鑫航刘华彭之然海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430033

在发射装置串联电路模型的基础上,根据能量等效原理,提出了直流脉冲等效电路模型,建立了系统能量效率ηe与能量等效电阻R_(k)^(*)、损耗等效电阻R^(*)和电流等效占空比D三个参数的数学模型。根据速度趋肤效应引入速度频率,将电枢动态运... 详细信息

在发射装置串联电路模型的基础上,根据能量等效原理,提出了直流脉冲等效电路模型,建立了系统能量效率ηe与能量等效电阻R_(k)^(*)、损耗等效电阻R^(*)和电流等效占空比D三个参数的数学模型。根据速度趋肤效应引入速度频率,将电枢动态运动模型转化为静态扫频模型并进行涡流场扫频分析,建立了全系统电气仿真模型。与试验结果进行对比,结果表明:电路模型、系统仿真与试验三者之间系统效率的误差小于3%。利用建立的等效电路模型和仿真模型对发射效率的影响因素进行分析,为发射效率优化设计提供了研究方法。

关键词：电磁轨道发射发射效率等效电路模型动态参数系统仿真

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大行程柔顺对称缓冲机构设计与分析

振动与冲击 2022年第22期41卷 42-50页

作者：刘华翟小飞张晓彭之然杨帆海军工程大学舰船综合电力技术国防重点实验室武汉430033

针对传统缓冲机构结构相对复杂、体积质量较大的不足,面向小口径电磁发射武器对称缓冲、大垂向负载的需求,该研究提出了一种柔顺梁竖直布置、柔顺机构左右对称布局的缓冲器与摇架一体化设计的柔顺对称缓冲机构,分析了缓冲机构中柔顺直... 详细信息

针对传统缓冲机构结构相对复杂、体积质量较大的不足,面向小口径电磁发射武器对称缓冲、大垂向负载的需求,该研究提出了一种柔顺梁竖直布置、柔顺机构左右对称布局的缓冲器与摇架一体化设计的柔顺对称缓冲机构,分析了缓冲机构中柔顺直线导向机构(linear guide compliant mechanism,LGCM)的刚度、行程以及垂向承载能力等参数,并进行了仿真验证与静动态试验测试,柔顺对称缓冲机构的刚度为892.82 N/mm,行程为±7 mm,垂向承载能力可达12400 N,之后进行了实弹射击测试。测试结果表明,缓冲机构最大后坐位移为5.12 mm,经缓冲后的最大冲击传递力为4743.7 N,有效降低了后坐冲击,达到了缓冲机构设计目标。

关键词：缓冲机构柔顺直线导向机构(LGCM) 对称布局刚度分析冲击传递力

N_2O/C_7H_8单喷嘴燃气发生器试验研究

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国防科技大学学报 2011年第4期33卷 34-37页

作者：翟小飞周进赖林国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

以基于N2O/C7H8的燃烧驱动混合型气动CO2激光器点火试验为研究背景,设计了液态N2O供应系统及N2O/C7H8单喷嘴燃气发生器。对液态N2O供应系统、N2O/C7H8的点火及燃烧性能进行了研究。试验结果表明:设计的N2O供应系统能够实现液态N2O的稳... 详细信息

以基于N2O/C7H8的燃烧驱动混合型气动CO2激光器点火试验为研究背景,设计了液态N2O供应系统及N2O/C7H8单喷嘴燃气发生器。对液态N2O供应系统、N2O/C7H8的点火及燃烧性能进行了研究。试验结果表明:设计的N2O供应系统能够实现液态N2O的稳定供应;在设定的时序下,两个设计工况(余氧系数分别为0.3和0.4)均能顺利点火,燃烧室压力平稳;随着余氧系数的增加,燃烧效率明显提高。

关键词：液态N2O供应系统 N2O/C7H8单喷嘴燃气发生器燃烧效率

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大容量储能发电机并联运行励磁控制算法

国防科技大学学报 2019年第4期41卷 46-52页

作者：刘金利翟小飞晏明海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室

大容量储能发电机作为脉冲电源,整流后通过逆变器向大功率脉冲负载供电。采用储能发电机直流侧并联方式工作,可以有效提高系统带载能力与可靠性。当并联运行的储能发电机转速不同时,根据转速合理分配电机释放功率可以有效提高系统工作效... 详细信息

大容量储能发电机作为脉冲电源,整流后通过逆变器向大功率脉冲负载供电。采用储能发电机直流侧并联方式工作,可以有效提高系统带载能力与可靠性。当并联运行的储能发电机转速不同时,根据转速合理分配电机释放功率可以有效提高系统工作效能,因此需要设计一种具有功率调节功能的励磁控制算法。在电压、电流双闭环控制的基础上,引入功率前馈控制,推导并求解了前馈功率与励磁电流关系以及控制参数,并根据电机初始转速设计了功率分配算法。仿真试验结果表明,功率前馈控制在励磁控制过程中起主导作用,有效分配储能电机释放功率大小,提高了励磁电流响应速度,抑制了负载功率扰动对励磁控制系统的影响。

关键词：储能发电机并联运行励磁控制算法功率前馈控制脉冲负载

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氢氧燃烧加热器点火试验和数值仿真研究

航空动力学报 2023年

作者：方昕昕伍军康忠涛王振锋翟小飞李宏斌黄可武王世茂刘龙代雄中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室

点火试验和数值仿真研究了氢氧燃烧加热器，对比了二组元和三组元两种不同构型的加热器性能。试验结果表明：二组元和三组元燃烧加热器均实现了“自点火”，相较于三组元燃烧加热器，二组元燃烧加热器点火延迟时间减小约17.0%。试验中... 详细信息

点火试验和数值仿真研究了氢氧燃烧加热器，对比了二组元和三组元两种不同构型的加热器性能。试验结果表明：二组元和三组元燃烧加热器均实现了“自点火”，相较于三组元燃烧加热器，二组元燃烧加热器点火延迟时间减小约17.0%。试验中二组元和三组元燃烧加热器分别稳定燃烧190 ms和189 ms，没有出现不稳定燃烧。试验和数值仿真得到的高温点火区分布类似，三组元加热器高温点火区更集中于氢气喷孔之后，二组元加热器高温点火区呈现V型。从试验喷嘴图像可见，相较于二组元燃烧加热器，三组元燃烧加热器在喷嘴出口处烧蚀的面积更大，烧蚀部位的温度更高，与数值仿真结果一致。

关键词：燃烧加热器氢气喷注结构点火试验数值仿真

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基于DSP矢量控制中检测反馈电流新方法

电力自动化设备 2007年第2期27卷 62-65页

作者：翟小飞张俊洪赵镜红海军工程大学电气与信息工程学院湖北武汉430033

在三相电机的矢量控制中,反馈电流的值是由电流传感器(TA)直接检测得到的,这就要求至少使用2个电流传感器。提出利用数字信号处理器(DSP)的实时计算功能,采用1个电阻测量3个反馈电流的方法。但是,在空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术中,当PW... 详细信息

在三相电机的矢量控制中,反馈电流的值是由电流传感器(TA)直接检测得到的,这就要求至少使用2个电流传感器。提出利用数字信号处理器(DSP)的实时计算功能,采用1个电阻测量3个反馈电流的方法。但是,在空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术中,当PWM频率很高时,硬件限制了反馈电流的采样。因此,提出通过扩大PWM的周期解决硬件限制问题,即扩大法。但该方法降低了PWM的输出频率,从而影响电机的控制。又提出另一种改进的方法,即补偿法,该方法在不改变PWM周期的条件下,通过补偿主控周期中的一个PWM周期内用于电流采样的开关变化间隙时间,解决了硬件限制问题。给出了电流采样的硬件电路和补偿法程序流程图,在功率400 W的异步电机做实验结果表明,补偿法比扩大法的应用范围更大、效率更高。

关键词：反馈电流测量数字信号处理器矢量控制

冲压式气动激光器概念研究、喷管设计及其仿真

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冲压式气动激光器概念研究、喷管设计及其仿真

作者：翟小飞国防科学技术大学

学位级别：硕士

冲压式气动激光器是在冲压发动机和气动激光器的基础上发展起来的一个新概念。本文重点研究了冲压式气动激光器的基本概念、喷管设计和仿真、性能分析、实验件设计等一系列问题。在喷管收缩段的设计中,采用复变函数的速度面法;在扩张... 详细信息

冲压式气动激光器是在冲压发动机和气动激光器的基础上发展起来的一个新概念。本文重点研究了冲压式气动激光器的基本概念、喷管设计和仿真、性能分析、实验件设计等一系列问题。在喷管收缩段的设计中,采用复变函数的速度面法;在扩张段的设计中,分别采用特征线法和最短长度喷管(MLN)法;通过对两种方法的分析比较,总结出它们各自的优缺点。在喷管非平衡流动的仿真中,采用二振型三温度驰豫模型和MacCormack显式二步计算格式。通过仿真,一方面验证了算法的有效性,另一方面探讨了低室压下冲压式气动激光器的出光情况。围绕最大可用激光能量和小信号增益系数这两个参数,对冲压式气动激光器在不同工况下的性能进行了详细的计算、分析和比较。结果表明:一些工况下由于没有实现粒子数的反转,从而无法出光;燃烧室总压对最大可用激光能量影响很小,而对小信号增益系数影响很大;随着燃烧室总压的提高,小信号增益系数逐渐增大。所有这些为冲压式气动激光器的设计提供了重要依据。

关键词：冲压式气动激光器概念研究喷管设计仿真

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基于H桥拓扑结构的励磁电流放大器

电工技术学报 2009年第5期24卷 114-118页

作者：翟小飞刘德志欧阳斌海军工程大学电力电子研究所武汉430033

利用H桥电路拓扑构建励磁电流放大器,该拓扑结构只需要两个IGBT功率管,结构简单,有效缩减了励磁设备的体积并降低了成本。建立了该放大器的数学模型和仿真模型,给出了相应的仿真和试验结果。仿真和试验表明,H桥拓扑结构的励磁电流放大器... 详细信息

利用H桥电路拓扑构建励磁电流放大器,该拓扑结构只需要两个IGBT功率管,结构简单,有效缩减了励磁设备的体积并降低了成本。建立了该放大器的数学模型和仿真模型,给出了相应的仿真和试验结果。仿真和试验表明,H桥拓扑结构的励磁电流放大器,具有快速动态性能,对直流电源输出电流幅值的要求低且放电速度快。该电流放大器的PWM控制信号的占空比D在0.5～0.8之间,弥补了Buck电路放电较慢和在特殊工况时PWM占空比较小的不足。

关键词：励磁电流放大器 H桥拓扑结构占空比 PI控制