[发明专利]一种基于旋转叶片的空气炮定位发射控制系统及控制方法

说明书

本发明公开一种基于旋转叶片的空气炮定位发射控制系统及控制方法，该控制系统包括空气炮发射装置、叶片、采样光纤传感器、发射对射弹道屏传感器、着弹对射弹道屏传感器、控制器和高速摄影仪，空气炮弹丸发射时，控制器根据设定延迟时间在采样光纤传感器采集到采样方波后延迟若干周期发出开炮方波控制发射电磁阀开启，气室气压推动弹丸发射，发射对射弹道屏传感器和着弹对射弹道屏传感器采集到的第一方波和第二方波传输给控制器计算响应时间、弹射时间和弹射速度。综合高速摄影仪拍摄的实际着弹点和设定点的位置误差以及弹射时间和响应时间，可以减少修正次数，保证实际着弹位置快速接近设定点，减少试验时间和成本。

技术领域

本发明涉及空气炮发射试验领域，尤其涉及空气炮发射试验的发射控制系 统。

背景技术

现有用于冲击和碰撞领域试验研究的基于旋转叶片的空气炮定位发射控制 系统其实际着弹位置误差产生原因多基于理论分析，试验过程中需要反复修正延 迟时间，不仅增加了使用成本和试验时间，也不利于后期对空气炮定位发射系统 的改进。

故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种可减小试验 次数，保证高精度着弹位置的空气炮定位发射控制系统。

本发明同时提供了上述空气炮定位发射控制系统的控制方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供的空气炮定位发射控制系统可采用 以下技术方案。

一种基于旋转叶片的空气炮定位发射控制系统，包括空气炮发射装置、电机、 叶片、采样光纤传感器、发射对射弹道屏传感器、着弹对射弹道屏传感器、控制 器和高速摄影仪，所述空气炮发射装置包括弹道、弹丸、发射电磁阀、连接弹道 并用以储存高压气体的气室，所述变频器控制电机拖动叶片旋转，所述采样光纤 传感器采集所述叶片转速信号，发射对射弹道屏传感器产生位于弹丸发射位置的 发射红外光屏，着弹对射弹道屏传感器产生位于叶片采样点的着弹红外光屏，所 述发射对射弹道屏传感器采集所述弹丸发射瞬间产生的信号，所述着弹对射弹道 屏传感器采集所述弹丸撞击叶片瞬间产生的信号，发射红外光屏和着弹红外光屏 横切弹丸经过路径，当弹丸经过发射红外光屏和着弹红外光屏时，引起光通量的 变化，发射对射弹道屏传感器产生第一方波信号，着弹对射弹道屏传感器产生第 二方波信号；采样光纤传感器采集采样点形成的采样方波；

所述控制器控制所述空气炮发射装置的三个阀门和所述变频器，所述控制器 采集第一方波、第二方波、采样方波，所述控制器计算弹射时间、弹射速度、叶 片转速和气室气压，所述控制器包含控制界面，所述高速摄影仪拍摄所述叶片上 的着弹点。

进一步的，所述叶片上的采样点和设定点相对位置固定，所述叶片上的采样 点为叶片外边缘附着外伸遮挡物，所述外伸遮挡物不影响叶片旋转和叶片撞击后 产生的应力变化效果，所述采样光纤传感器采集外伸遮挡物的遮光信号形成采样 方波提供给所述控制器，所述控制器根据采样方波计算叶片旋转速度。

进一步的，所述发射对射弹道屏的发射红外光屏设置在空气炮与叶片之间靠 近空气炮发射前弹丸最近的位置，使发射前弹丸位置不影响发射红外光屏光通 量。

进一步的，所述着弹对射弹道屏的着弹红外光屏设置在空气炮与叶片之间靠 近叶片最近的位置，使叶片旋转过程中不会干扰着弹红外光屏光通量。

进一步的，所述控制器接收第一方波和第二方波后，根据开炮方波与第一方 波的时间差计算出响应时间，根据第一方波和第二方波的时间差计算弹射时间， 根据弹射距离和弹射时间计算弹射速度。

而上述空气炮定位发射控制系统的控制方法可采用以下技术方案。

包括如下步骤：

第一步，设定气室压力并向气室注气；