[發明專利]電磁軌道發射器電氣負載仿真系統

在審

• 申請號: 202310027492.2
• 申請日: 2023-01-09
• 公開（公告）號: CN116009423A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 陳少輝;徐偉東;嚴萍;曹逸婷;王炅;李濤;葉文怡
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 朱惠琴

1.一種電磁軌道發射器電氣負載仿真系統，其特征在于，包括：依次串聯的動生阻抗模型、軌道電感模型、軌道電阻模型、樞軌接觸電阻模型、電樞電感模型和電樞電阻模型；

所述動生阻抗模型基于所述仿真系統的串聯回路電流，輸出發射載荷位移和樞軌接觸壓力；所述動生阻抗模型還基于計算得到的發射載荷速度以及所述串聯回路電流和軌道電感梯度，獲取動生電動勢，并反饋至所述仿真系統的串聯回路中；

所述軌道電感模型基于所述發射載荷位移調整所述仿真系統的串聯回路電流；

所述軌道電阻模型基于所述發射載荷位移獲取軌道電阻壓降并反饋至所述仿真系統的串聯回路；

所述樞軌接觸電阻模型基于所述樞軌接觸壓力，獲取軌道與電樞之間的接觸電阻壓降并反饋至所述仿真系統的串聯回路。

2.根據權利要求1所述的仿真系統，其特征在于，所述動生阻抗模型，基于所述串聯回路電流和所述軌道電感梯度確定電磁推力；和/或，基于所述電磁推力與軌道間距、電樞尾翼長度、電樞尾翼傾角、電樞過盈預緊壓力、有效載荷摩擦力和動摩擦系數確定電樞和有效載荷的摩擦力；和/或，基于所述電磁推力、所述電樞和有效載荷的摩擦力和發射載荷質量確定發射載荷加速度、所述發射載荷速度和所述發射載荷位移。

3.根據權利要求1或2所述的仿真系統，其特征在于，所述動生阻抗模型包括第一受控電壓源和第一運算單元，所述第一運算單元用于獲取所述動生電動勢，并輸入所述第一受控電壓源的受控端，以將所述動生電動勢反饋至所述仿真系統的串聯回路中。

4.根據權利要求2所述的仿真系統，其特征在于，所述電磁推力F是通過以下公式計算得到：

F＝L'I²2，其中，L'為所述軌道電感梯度，I為所述串聯回路電流；

所述電樞和有效載荷的摩擦力f是通過以下公式計算得到：

其中，μ₁為所述動摩擦系數，F_C0為所述電樞過盈預緊壓力，d₁為所述電樞尾翼長度，X為所述軌道間距，θ為所述電樞尾翼傾角，2f₂為所述有效載荷的摩擦力；

所述發射載荷加速度a是通過以下公式計算得到：

a＝(F-f)m，其中，m為所述發射載荷質量；

所述發射載荷速度v是通過以下公式計算得到：

v＝∫adt，t為時間；

所述發射載荷位移s是通過以下公式計算得到：

s＝∫vdt。

5.根據權利要求1所述的仿真系統，其特征在于，所述軌道電感模型包括受控電流源和第二運算單元；所述受控電流源的輸入端作為所述軌道電感模型的輸入端與所述動生阻抗模型的輸出端連接，所述受控電流源的輸出端作為所述軌道電感模型的輸出端與所述軌道電阻模型的輸入端連接；

所述第二運算單元基于所述發射載荷位移、所述軌道電感梯度、軌道初始電感和所述受控電流源的端電壓獲取電感電流，并將所述電感電流輸入所述受控電流源的受控端。

6.根據權利要求5所述的仿真系統，其特征在于，所述電感電流I是通過以下公式計算得到：

其中，u₂為所述受控電流源的端電壓，L₀為所述軌道初始電感，L'為所述軌道電感梯度，s為所述發射載荷位移，t為時間。

7.根據權利要求1所述的仿真系統，其特征在于，所述軌道電阻模型包括第三運算單元和第二受控電壓源，所述第三運算單元基于所述發射載荷位移、軌道電阻梯度、軌道初始電阻和所述串聯回路電流獲取所述軌道電阻壓降，將所述軌道電阻壓降輸入所述第二受控電壓源的受控端，以將所述軌道電阻壓降反饋至所述仿真系統的串聯回路。

8.根據權利要求7所述的仿真系統，其特征在于，所述軌道電阻壓降u₃是通過以下公式計算得到：

u₃＝(R₀+R's)I

其中，R₀為所述軌道初始電阻，R'為所述軌道電阻梯度，s為所述發射載荷位移，I為所述串聯回路電流。