《半导体智能点火与内弹道智能控制》刘明芳【pdf】

内容简介

  《半导体智能点火与内弹道智能控制》以降低或者消除环境温度对火炮内弹道性能的影响为目的,从点传火对内弹道性能影响的角度出发,提出利用智能点火系统调整不同环境下的点火强度从而对内弹道性能调整的方案。针对所提出的方案建立了中心点火方式下的双一维两相流内弹道数学模型并进行数值仿真,并利用此模型从原理上分析通过智能点火系统改变点传火条件可以降低温度系数的可行性。以火工品工作性能和工作机理的分析为基础,对火工品的选择进行了研究。基于半导体桥火工品的工作特点,建立了半导体桥强瞬态点火的数学模型并进行数值仿真。详细分析了载流子浓度与温度之间的关系及载流子迁移率的确定,论证了外加电压对桥体温度分布的影响及桥体内电子密度的分布等。设计并制作了以飞思卡尔公司的DZ32单片机芯片为核心的智能点火系统。
《半导体智能点火与内弹道智能控制》可作为高校研究生半导体物理、工程热物理等专业的参考书,对广大工程技术人员也有一定的参考价值。
目录
1 绪论
1.1 选题背景和意义
1.2 国内外低温感装药的研究概况
1.2.1 国外的研究状况
1.2.2 国内的研究状况
1.3 实现低温感装药方法的研究现状
1.4 半导体桥(SCB)点火研究现状
1.4.1 国内外半导体桥(SCB)火工品的发展
1.4.2 国内外对半导体桥点火传热理论研究
1.4.3 半导体桥智能点火的研究
1.5 本文的主要工作2 利用点火系统降低温度系数理论分析
2.1 点火管内燃烧现象的数值模拟
2.1.1 物理模型
2.1.2 数学模型
2.2 数值计算方法
2.2.1 差分格式及稳定性条件
2.2.2 初始条件
2.2.3 边界条件
2.3 数值模拟结果与分析
2.3.1 计算参数
2.3.2 点火管特性的模拟分析
2.3.3 改变空隙率的数值模拟
2.3.4 多点点火方式的数值模拟
2.4 在某口径火炮中半导体桥点火内弹道过程求解分析
2.4.1 物理模型
2.4.2 数学模型
2.4.3 数值计算方法
2.4.4 数值模拟结果与分析
2.5 点火系统对内弹道性能影响分析
2.5.1 影响内弹道性能的点火因素
2.5.2 影响内弹道性能的点火参数的分析
2.6 本章小结

3 半导体桥作用机理的研究
3.1 半导体桥的作用原理
3.1.1 半导体材料的特殊结构及桥体的特性
3.1.2 半导体桥临界能量及输入能量的分析
3.1.3 半导体桥状态的转变及等离子体的产生
3.2 SCB点燃点火药的传热分析
3.2.1 点火药热传输机制的分析
3.2.2 瞬态热传导
3.2.3 修正的傅里叶热传导模型
3.2.4 点火药受热传输机制数值分析
3.3 SCB生成等离子体过程中升温机制分析
3.3.1 SCB受热升温的数值模拟
3.3.2 不同因素对桥体升温性能影响的分析
3.4 外加电路对SCB特性的影响
3.4.1 电路对SCB电阻动态影响的分析
3.4.2 电路对SCB电阻动态影响的计算模型
3.4.3 数值模拟结果与分析
3.5 SCB作用过程中对电路特性的影响
3.5.1 SCB的结构分析
3.5.2 SCB对电路影响的模型建立
3.5.3 数值模拟结果与分析
3.6 本章小结

4 半导体桥点火特性的数值仿真分析
4.1 半导体桥模型的建立
4.1.1 基本方程
4.1.2 初始参数的确定
4.1.3 初边界条件的确定
4.2 数值计算方法
4.2.1 方程的离散
4.2.2 算法的实现
4.3 数值模拟结果和讨论
4.3.1 温度分布的规律分析
4.3.2 电压与作用时间的关系
4.3.3 电压与温度分布的关系
4.4 SCB电弧放电模型
4.5 本章小结

5 半导体桥智能点火系统的设计
5.1 发火装置的研究概述
5.1.1 半导体桥的结构与制造
5.1.2 半导体桥的封装结构
5.2 点火系统的总体构成和方案
5.2.1 点火系统的总体结构及设计要求
5.2.2 点火电路方案设计
5.3 点火电路硬件设计与实现
5.3.1 反馈信号采集的实现
5.3.2 信号调理电路的硬件设计
5.3.3 采样触发电路设计
5.3.4 控制电路设计
5.3.5 受控点火电路设计
5.3.6 显示电路设计
5.3.7 键盘电路设计
5.3.8 与上位机通信部分的硬件设计与实现
5.3.9 印制电路板的设计及实物
5.4 点火电路系统的软件设计与实现
5.4.1 单片机部分的软件设计和实现
5.4.2 串口通信中上位机部分的软件设计和实现
5.5 本章小结

6 结束语
6.1 本文主要工作
6.2 本文主要创新点
6.3 研究展望
参考文献

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