一种新的简单粗暴的磁阻式线圈炮(仅限于MOS/IGBT)的开关时刻控制思路
iSee2017/10/29电磁炮 IP:江苏
  看了不少线圈炮的帖子,基本都是用光电开关来控制电流通断,偶尔有用检测电感的方法,或者有试图用激光来测距离的,但是实际效果和弹丸的尺寸、重量、电容的电压、容量都相关,测距离和速度都只能间接控制,不能真正做到在合适的时机去关断。

  为此,我觉得是不是可以换个思路,提前开通线圈电流,并在短时内(<10毫秒)基本恒流(磁饱和)的情况下用加速度计测量拉力的方法来确定断电时间。

  当线圈吸引弹丸时,线圈给弹丸一个拉力,作为反作用力线圈(枪身)本身也会被拉向弹丸方向,附着于线圈上(如果足够灵敏甚至于可以仅附着于枪身上)的加速传感器给出实时的加速度,在拉力持续增加时,输出正或者是零,在拉力减小的时候输出负值(这时拉力方向还是正的,只是变小了),当控制电路发现从正或零变负时,就可以切断当前级电流并启动下一级电流。由于需要提前开通建立磁场,也需要可控关断,所以只能用于MOS/IGBT为开关的设计。

  下一级线圈提前开通并保持短时恒流的目的是使磁场提前稳定,这样拉力的变化不随磁场(线圈电流)的变化而变化,对加速度计的误差会小一些。
来自:物理高能技术 / 电磁炮
41
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~~空空如也
LED
6年6个月前 IP:四川
840315
好想法,可以用包含应变片的支架来承载线圈,以便同时测定线圈的受力。通过对受力的分析,可能可以掌握弹丸的受力情况,从而做出控制判断。
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三水合番
6年6个月前 IP:四川
840322
的确很粗暴……不过这不能算简单了吧,比用光电加算法都麻烦了……
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iSee作者
6年6个月前 IP:江苏
840325
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的确很粗暴……不过这不能算简单了吧,比用光电加算法都麻烦了……
确实有一点技术门槛要求,但好处就是直接利用后坐力来确定断电时刻,避免受到各种外部因素的影响,比如弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容电压和容量等,在各种情况下都能自适应的表现的最好,我现在担心的问题是线圈(或枪身)本身的惯性不知道会是怎么样的影响?能实时反应就不怕(值肯定会比较小,和质量成反比),就怕因为惯性所以反应滞后会比较严重。
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三水合番
6年6个月前 IP:四川
840326
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的确很粗暴……不过这不能算简单了吧,比用光电加算法都麻烦了……
但好处就是直接利用后坐力来确定断电时刻,避免受到各种外部因素的影响,比如弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容电压和容量等,在各种情况下都能自适应的表现的最好
为啥能不受这些东西的影响?
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iSee作者
6年6个月前 IP:江苏
840328
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的确很粗暴……不过这不能算简单了吧,比用光电加算法都麻烦了……
但好处就是直接利用后坐力来确定断电时刻,避免受到各种外部因素的影响,比如弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容电压和容量等,在各种情况下都能自适应的表现的最好
为啥能不受这些东西的影响?
  这些都是决定拉力曲线走势的原因,但不是拉力曲线本身,每一条拉力曲线都有它的最佳断电时刻,我的思路是找出当前拉力曲线的最佳点,即使外界因素(比如改变了充电电压或换了弹丸等)使曲线发生了变化,但依然是在拉力转折的时候发出断开信号,对这条曲线来说效果依然是最好的,这就是自适应了。不是说出口速度,效率不变,而是依然是当前时刻下最优。不会从设计的最优变成实际偏离后的不优,这才是我说的不变(始终是最优)。
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6年6个月前 IP:浙江
840333
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好想法,可以用包含应变片的支架来承载线圈,以便同时测定线圈的受力。通过对受力的分析,可能可以掌握弹丸的受力情况,从而做出控制判断。
应变片瞬态响应快吗?如果把枪管和线圈做成一个底座上浮动安装,使其能相对枪身前后运动,中间设置应变片,然后用电桥直接测量应变片的输出,应该也能起作用。现在的关键就是传感器的响应速度要快(<5us),即使有点非线性问题都不大,后级量化和数字处理部分我能做到1us以内。有合适的片子吗?
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iSee作者
6年6个月前 IP:浙江
840334
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好想法,可以用包含应变片的支架来承载线圈,以便同时测定线圈的受力。通过对受力的分析,可能可以掌握弹丸的受力情况,从而做出控制判断。
我还有个想法是用弹簧来控制一体化的枪管和线圈的后坐距离并提供复进力,再用小磁钢/霍尔器件测量后坐偏移距离来算出后坐力,这个后坐力应该也是正比于弹丸受到的拉力。霍尔器件的响应速度是ns级的,只要能很好的屏蔽掉线圈磁场的影响,效果应该会比较明显。
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rb-sama
6年6个月前 IP:湖北
840341
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好想法,可以用包含应变片的支架来承载线圈,以便同时测定线圈的受力。通过对受力的分析,可能可以掌握弹丸的受力情况,从而做出控制判断。
我还有个想法是用弹簧来控制一体化的枪管和线圈的后坐距离并提供复进力,再用小磁钢/霍尔器件测量后坐偏移距离来算出后坐力,这个后坐力应该也是正比于弹丸受到的拉力。霍尔器件的响应速度是ns级的,只要能很好的屏蔽掉线圈磁场的影响,效果应该会比较明显。
一个非常好的想法,但是我觉得可能不需要这么复杂。
是否可以走这样的信号流:管身->加速度传感器->ADC->数字滤波->辨识
用一个加速度传感器,检测轴向加速度变化应该就能实现你说的这种采集信号的目的。
只是这个过程中,信号辨识可能是最难的。如何在一堆杂散信号中,分辨出有效的加速度信号,并且在加速度的拐点。
及时关断线圈,我觉得这可能是这种方案主要努力的方向。

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iSee作者
6年6个月前 IP:江苏
840343
引用 rb-sama:
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好想法,可以用包含应变片的支架来承载线圈,以便同时测定线圈的受力。通过对受力的分析,可能可以掌握弹丸的受力情况,从而做出控制判断。
我还有个想法是用弹簧来控制一体化的枪管和线圈的后坐距离并提供复进力,再用小磁钢/霍尔器件测量后坐偏移距离来算出后坐力,这个后坐力应该也是正比于弹丸受到的拉力。霍尔器件的响应速度是ns级的,只要能很好的屏蔽掉线圈磁场的影响,效果应该会比较明显。
一个非常好的想法,但是我觉得可能不需要这么复杂。
是否可以走这样的信号流:管身->加速度传感器->ADC->数字滤波->辨识
用一个加速度传感器,检测轴向加速度变化应该就能实现你说的这种采集信号的目的。
只是这个过程中,信号辨识可能是最难的。如何在一堆杂散信号中,分辨出有效的加速度信号,并且在加速度的拐点。
及时关断线圈,我觉得这可能是这种方案主要努力的方向。

想这种办法原因是考虑到霍尔器件模拟输出的响应速度快(ns级),价格也便宜。看模拟器的拉力曲线,变化还是比较明显的,每次取3个最新值做平均并保存,通过比较当前平均值和前几个的平均值就能分辨出差异。50M的10bitA/D芯片20ns一个数据,用CPLD读3个数据也就0.06us,对1us的响应时间来说宽裕的很。
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虎哥
6年6个月前 IP:四川
840344
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想这种办法原因是考虑到霍尔器件模拟输出的响应速度快(ns级),价格也便宜。看模拟器的拉力曲线,变化还是比较明显的,每次取3个最新值做平均并保存,通过比较当前平均值和前几个的平均值就能分辨出差异。50M的10bitA/D芯片20ns一个数据,用CPLD读3个数据也就0.06us,对1us的响应时间来说宽裕的很。
说起来简单,具体实施起来,数据处理需要一些高级算法,CPLD估计悬。用个FPGA吧,建议做实验采集数据以后再看。不知手机采样率有多高,快的话不妨绑个手机上去采采看。
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iSee作者
6年6个月前 IP:江苏
840345
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想这种办法原因是考虑到霍尔器件模拟输出的响应速度快(ns级),价格也便宜。看模拟器的拉力曲线,变化还是比较明显的,每次取3个最新值做平均并保存,通过比较当前平均值和前几个的平均值就能分辨出差异。50M的10bitA/D芯片20ns一个数据,用CPLD读3个数据也就0.06us,对1us的响应时间来说宽裕的很。
说起来简单,具体实施起来,数据处理需要一些高级算法,CPLD估计悬。用个FPGA吧,建议做实验采集数据以后再看。不知手机采样率有多高,快的话不妨绑个手机上去采采看。
即使是多级的整机也只要一个传感器,lattice的1000多个LE的CPLD资源应该是够用了,可以省下一个配置芯片。
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三水合番
6年6个月前 IP:四川
840346
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的确很粗暴……不过这不能算简单了吧,比用光电加算法都麻烦了……
但好处就是直接利用后坐力来确定断电时刻,避免受到各种外部因素的影响,比如弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容电压和容量等,在各种情况下都能自适应的表现的最好
为啥能不受这些东西的影响?
  这些都是决定拉力曲线走势的原因,但不是拉力曲线本身,每一条拉力曲线都有它的最佳断电时刻,我的思路是找出当前拉力曲线的最佳点,即使外界因素(比如改变了充电电压或换了弹丸等)使曲线发生了变化,但依然是在拉力转折的时候发出断开信号,对这条曲线来说效果依然是最好的,这就是自适应了。不是说出口速度,效率不变,而是依然是当前时刻下最优。不会从设计的最优变成实际偏离后的不优,这才是我说的不变(始终是最优)。
我指的也是“当前时刻下最优”。然而,仅凭一条拉力曲线,而不知道本次发射的各种“外部因素”,就能求出比如“最佳断电时刻”吗?
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三水合番
6年6个月前 IP:四川
840347
只用一个传感器测拉力曲线的话,声速的影响怕是很要命……
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iSee作者
6年6个月前 IP:江苏
840348
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的确很粗暴……不过这不能算简单了吧,比用光电加算法都麻烦了……
但好处就是直接利用后坐力来确定断电时刻,避免受到各种外部因素的影响,比如弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容电压和容量等,在各种情况下都能自适应的表现的最好
为啥能不受这些东西的影响?
  这些都是决定拉力曲线走势的原因,但不是拉力曲线本身,每一条拉力曲线都有它的最佳断电时刻,我的思路是找出当前拉力曲线的最佳点,即使外界因素(比如改变了充电电压或换了弹丸等)使曲线发生了变化,但依然是在拉力转折的时候发出断开信号,对这条曲线来说效果依然是最好的,这就是自适应了。不是说出口速度,效率不变,而是依然是当前时刻下最优。不会从设计的最优变成实际偏离后的不优,这才是我说的不变(始终是最优)。
我指的也是“当前时刻下最优”。然而,仅凭一条拉力曲线,而不知道本次发射的各种“外部因素”,就能求出比如“最佳断电时刻”吗?
拉力曲线就只有当前实时的这一条,即使它是在不断改变的,通过观察模拟器的拉力图像,在拉力逐渐下降变小的那一段就是该断电的时候了(说明即将到反转的时候了),有效的拉力跟电流电压并不是完全相关(如果电流最大的时候弹丸距离线圈还很远,拉力可以为零,如果过磁场几何中心了可以为负),只和弹丸中心和线圈的磁力中心的相对位置有关。当拉力在增加或保持不变就说明还没到位,当弹丸即将进入几何中心的时候拉力就下降了,这个时候关断应该就是正好的时候。
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iSee作者
6年6个月前 IP:江苏
840349
引用 三水合番:
只用一个传感器测拉力曲线的话,声速的影响怕是很要命……
可以先理论上讨论一下,具体实现根据情况可以变化,如果后坐力的传递受限于声速,那就只能每个线圈一个了。
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三水合番
6年6个月前 IP:四川
840350
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的确很粗暴……不过这不能算简单了吧,比用光电加算法都麻烦了……
但好处就是直接利用后坐力来确定断电时刻,避免受到各种外部因素的影响,比如弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容电压和容量等,在各种情况下都能自适应的表现的最好
为啥能不受这些东西的影响?
  这些都是决定拉力曲线走势的原因,但不是拉力曲线本身,每一条拉力曲线都有它的最佳断电时刻,我的思路是找出当前拉力曲线的最佳点,即使外界因素(比如改变了充电电压或换了弹丸等)使曲线发生了变化,但依然是在拉力转折的时候发出断开信号,对这条曲线来说效果依然是最好的,这就是自适应了。不是说出口速度,效率不变,而是依然是当前时刻下最优。不会从设计的最优变成实际偏离后的不优,这才是我说的不变(始终是最优)。
我指的也是“当前时刻下最优”。然而,仅凭一条拉力曲线,而不知道本次发射的各种“外部因素”,就能求出比如“最佳断电时刻”吗?
拉力曲线就只有当前实时的这一条,即使它是在不断改变的,通过观察模拟器的拉力图像,在拉力逐渐下降变小的那一段就是该断电的时候了(说明即将到反转的时候了),有效的拉力跟电流电压并不是完全相关(如果电流最大的时候弹丸距离线圈还很远,拉力可以为零,如果过磁场几何中心了可以为负),只和弹丸中心和线圈的磁力中心的相对位置有关。当拉力在增加或保持不变就说明还没到位,当弹丸即将进入几何中心的时候拉力就下降了,这个时候关断应该就是正好的时候。
你的意思是,在“拉力逐渐下降变小的那一段”这个范围内的,都可以看作“最佳断电时刻”吗?然而这个范围对应的位置,可能有半个线圈那么长呢……
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iSee作者
6年6个月前 IP:江苏
840351
引用 三水合番:
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的确很粗暴……不过这不能算简单了吧,比用光电加算法都麻烦了……
但好处就是直接利用后坐力来确定断电时刻,避免受到各种外部因素的影响,比如弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容电压和容量等,在各种情况下都能自适应的表现的最好
为啥能不受这些东西的影响?
  这些都是决定拉力曲线走势的原因,但不是拉力曲线本身,每一条拉力曲线都有它的最佳断电时刻,我的思路是找出当前拉力曲线的最佳点,即使外界因素(比如改变了充电电压或换了弹丸等)使曲线发生了变化,但依然是在拉力转折的时候发出断开信号,对这条曲线来说效果依然是最好的,这就是自适应了。不是说出口速度,效率不变,而是依然是当前时刻下最优。不会从设计的最优变成实际偏离后的不优,这才是我说的不变(始终是最优)。
我指的也是“当前时刻下最优”。然而,仅凭一条拉力曲线,而不知道本次发射的各种“外部因素”,就能求出比如“最佳断电时刻”吗?
拉力曲线就只有当前实时的这一条,即使它是在不断改变的,通过观察模拟器的拉力图像,在拉力逐渐下降变小的那一段就是该断电的时候了(说明即将到反转的时候了),有效的拉力跟电流电压并不是完全相关(如果电流最大的时候弹丸距离线圈还很远,拉力可以为零,如果过磁场几何中心了可以为负),只和弹丸中心和线圈的磁力中心的相对位置有关。当拉力在增加或保持不变就说明还没到位,当弹丸即将进入几何中心的时候拉力就下降了,这个时候关断应该就是正好的时候。
你的意思是,在“拉力逐渐下降变小的那一段”这个范围内的,都可以看作“最佳断电时刻”吗?然而这个范围对应的位置,可能有半个线圈那么长呢……
这个时刻是比较容易取舍的,比如根据拉力下降速率、电路拓扑和器件的选择(影响关断的电流下降率),都能比较容易确定。最理想的时候当然是拉力即将到0的时候关断(如果电路响应能非常及时的话)。
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rye55357991
6年6个月前 IP:浙江
840355
10毫秒太长,比如说加速达到100/s,每级加速行程3cm,加速时间只有300ns,你10ms才关断,晚了。
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iSee作者
6年6个月前 IP:江苏
840357
引用 rye55357991:
10毫秒太长,比如说加速达到100/s,每级加速行程3cm,加速时间只有300ns,你10ms才关断,晚了。
不是说必须延时到10ms后关断,我是说系统按每级最大支持10ms恒流的裕量来设计。时刻到了该关断就关断,哪怕只持续了1us。比如用数万uf大电容或低压暴力锂电池方案。
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iSee作者
6年6个月前 IP:江苏
840358
如果该思路有效的话,整体共用一组电容、高压大功率电源持续充电、能量回收等,都可以实现,不必担心电压的即时改变而影响最优效果。
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iSee作者
6年6个月前 IP:江苏
840359
引用 rye55357991:
10毫秒太长,比如说加速达到100/s,每级加速行程3cm,加速时间只有300ns,你10ms才关断,晚了。
话说100m/s、3cm线圈长度,通过时间不是300us吗?怎么会是300ns?差1000倍啊?
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rye55357991
6年6个月前 IP:湖北
840361
引用 iSee:
引用 rye55357991:
10毫秒太长,比如说加速达到100/s,每级加速行程3cm,加速时间只有300ns,你10ms才关断,晚了。
话说100m/s、3cm线圈长度,通过时间不是300us吗?怎么会是300ns?差1000倍啊?
用错单位,但10ms的确长了
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三水合番
6年6个月前 IP:四川
840363
引用 iSee:
引用 三水合番:
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引用 三水合番:
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引用 三水合番:
引用 iSee:
引用 三水合番:
的确很粗暴……不过这不能算简单了吧,比用光电加算法都麻烦了……
但好处就是直接利用后坐力来确定断电时刻,避免受到各种外部因素的影响,比如弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容电压和容量等,在各种情况下都能自适应的表现的最好
为啥能不受这些东西的影响?
  这些都是决定拉力曲线走势的原因,但不是拉力曲线本身,每一条拉力曲线都有它的最佳断电时刻,我的思路是找出当前拉力曲线的最佳点,即使外界因素(比如改变了充电电压或换了弹丸等)使曲线发生了变化,但依然是在拉力转折的时候发出断开信号,对这条曲线来说效果依然是最好的,这就是自适应了。不是说出口速度,效率不变,而是依然是当前时刻下最优。不会从设计的最优变成实际偏离后的不优,这才是我说的不变(始终是最优)。
我指的也是“当前时刻下最优”。然而,仅凭一条拉力曲线,而不知道本次发射的各种“外部因素”,就能求出比如“最佳断电时刻”吗?
拉力曲线就只有当前实时的这一条,即使它是在不断改变的,通过观察模拟器的拉力图像,在拉力逐渐下降变小的那一段就是该断电的时候了(说明即将到反转的时候了),有效的拉力跟电流电压并不是完全相关(如果电流最大的时候弹丸距离线圈还很远,拉力可以为零,如果过磁场几何中心了可以为负),只和弹丸中心和线圈的磁力中心的相对位置有关。当拉力在增加或保持不变就说明还没到位,当弹丸即将进入几何中心的时候拉力就下降了,这个时候关断应该就是正好的时候。
你的意思是,在“拉力逐渐下降变小的那一段”这个范围内的,都可以看作“最佳断电时刻”吗?然而这个范围对应的位置,可能有半个线圈那么长呢……
这个时刻是比较容易取舍的,比如根据拉力下降速率、电路拓扑和器件的选择(影响关断的电流下降率),都能比较容易确定。最理想的时候当然是拉力即将到0的时候关断(如果电路响应能非常及时的话)。
如果这个时刻需要根据比如“器件”选择的话,弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容容量这些就都有影响了…不就没法实现“避免受到各种外部因素的影响”了吗……
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iSee作者
6年6个月前 IP:江苏
840364
引用 rye55357991:
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10毫秒太长,比如说加速达到100/s,每级加速行程3cm,加速时间只有300ns,你10ms才关断,晚了。
话说100m/s、3cm线圈长度,通过时间不是300us吗?怎么会是300ns?差1000倍啊?
用错单位,但10ms的确长了
这10ms不是关断时间,是设计允许的电源(电容组)能支持的最大准恒流放电时间,实际关断时间是根据后坐力实时测量来决定的(可能是us,也可能是ms),是动态可变的。
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6年6个月前 IP:江苏
840365
引用 三水合番:
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引用 三水合番:
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的确很粗暴……不过这不能算简单了吧,比用光电加算法都麻烦了……
但好处就是直接利用后坐力来确定断电时刻,避免受到各种外部因素的影响,比如弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容电压和容量等,在各种情况下都能自适应的表现的最好
为啥能不受这些东西的影响?
  这些都是决定拉力曲线走势的原因,但不是拉力曲线本身,每一条拉力曲线都有它的最佳断电时刻,我的思路是找出当前拉力曲线的最佳点,即使外界因素(比如改变了充电电压或换了弹丸等)使曲线发生了变化,但依然是在拉力转折的时候发出断开信号,对这条曲线来说效果依然是最好的,这就是自适应了。不是说出口速度,效率不变,而是依然是当前时刻下最优。不会从设计的最优变成实际偏离后的不优,这才是我说的不变(始终是最优)。
我指的也是“当前时刻下最优”。然而,仅凭一条拉力曲线,而不知道本次发射的各种“外部因素”,就能求出比如“最佳断电时刻”吗?
拉力曲线就只有当前实时的这一条,即使它是在不断改变的,通过观察模拟器的拉力图像,在拉力逐渐下降变小的那一段就是该断电的时候了(说明即将到反转的时候了),有效的拉力跟电流电压并不是完全相关(如果电流最大的时候弹丸距离线圈还很远,拉力可以为零,如果过磁场几何中心了可以为负),只和弹丸中心和线圈的磁力中心的相对位置有关。当拉力在增加或保持不变就说明还没到位,当弹丸即将进入几何中心的时候拉力就下降了,这个时候关断应该就是正好的时候。
你的意思是,在“拉力逐渐下降变小的那一段”这个范围内的,都可以看作“最佳断电时刻”吗?然而这个范围对应的位置,可能有半个线圈那么长呢……
这个时刻是比较容易取舍的,比如根据拉力下降速率、电路拓扑和器件的选择(影响关断的电流下降率),都能比较容易确定。最理想的时候当然是拉力即将到0的时候关断(如果电路响应能非常及时的话)。
如果这个时刻需要根据比如“器件”选择的话,弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容容量这些就都有影响了…不就没法实现“避免受到各种外部因素的影响”了吗……
电路拓扑是决定断电后电惯性比较大的因素,所幸这个参数不是一个可变的物理量,可以预置。别的外部因素我关心的只是它们相互作用的结果,而不是它们本身,这个作用结果在拉力上升阶段可以测量出来,根据拉力上升率可以反应出目标质量和磁场的场强的相互作用情况,所以测定了拉力上升段的数值和持续时间,应该就能根据电流到零的要求来算出转折点后的断电时刻。这是想榨干系统最后一点能力的时候才这么去做,而最简单粗暴的做法是不考虑这么多直接在拉力反转的时候关断,这时线圈磁场也并不会立即消散,还是会提供一段有效做功行程,所以你所说的“这个范围对应的位置,可能有半个线圈那么长呢”也并不是真的有那么多。
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rb-sama
6年5个月前 IP:四川
840388
记得很久以前有一种可以关断SCR的方法,叫V Switch,具体的操作形式是通过一个高压小电容和副可控硅导通。
来产生SCR AK上的反向电压,来实现关断的效果。
这种方式可以产生比IGBT可关断方案更大的能量密度,IGBT恒流有一种方案是用比较器加电流传感器实现乒乓控制。
如果拉力的下降是可以通过加速度传感器的信号预测的,那么V Switch可以比IGBT做得更好
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rb-sama
6年5个月前 修改于 6年5个月前 IP:四川
840389
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的确很粗暴……不过这不能算简单了吧,比用光电加算法都麻烦了……
但好处就是直接利用后坐力来确定断电时刻,避免受到各种外部因素的影响,比如弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容电压和容量等,在各种情况下都能自适应的表现的最好
为啥能不受这些东西的影响?
  这些都是决定拉力曲线走势的原因,但不是拉力曲线本身,每一条拉力曲线都有它的最佳断电时刻,我的思路是找出当前拉力曲线的最佳点,即使外界因素(比如改变了充电电压或换了弹丸等)使曲线发生了变化,但依然是在拉力转折的时候发出断开信号,对这条曲线来说效果依然是最好的,这就是自适应了。不是说出口速度,效率不变,而是依然是当前时刻下最优。不会从设计的最优变成实际偏离后的不优,这才是我说的不变(始终是最优)。
我指的也是“当前时刻下最优”。然而,仅凭一条拉力曲线,而不知道本次发射的各种“外部因素”,就能求出比如“最佳断电时刻”吗?
拉力曲线就只有当前实时的这一条,即使它是在不断改变的,通过观察模拟器的拉力图像,在拉力逐渐下降变小的那一段就是该断电的时候了(说明即将到反转的时候了),有效的拉力跟电流电压并不是完全相关(如果电流最大的时候弹丸距离线圈还很远,拉力可以为零,如果过磁场几何中心了可以为负),只和弹丸中心和线圈的磁力中心的相对位置有关。当拉力在增加或保持不变就说明还没到位,当弹丸即将进入几何中心的时候拉力就下降了,这个时候关断应该就是正好的时候。
你的意思是,在“拉力逐渐下降变小的那一段”这个范围内的,都可以看作“最佳断电时刻”吗?然而这个范围对应的位置,可能有半个线圈那么长呢……
这个时刻是比较容易取舍的,比如根据拉力下降速率、电路拓扑和器件的选择(影响关断的电流下降率),都能比较容易确定。最理想的时候当然是拉力即将到0的时候关断(如果电路响应能非常及时的话)。
如果这个时刻需要根据比如“器件”选择的话,弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容容量这些就都有影响了…不就没法实现“避免受到各种外部因素的影响”了吗……
电路拓扑是决定断电后电惯性比较大的因素,所幸这个参数不是一个可变的物理量,可以预置。别的外部因素我关心的只是它们相互作用的结果,而不是它们本身,这个作用结果在拉力上升阶段可以测量出来,根据拉力上升率可以反应出目标质量和磁场的场强的相互作用情况,所以测定了拉力上升段的数值和持续时间,应该就能根据电流到零的要求来算出转折点后的断电时刻。这是想榨干系统最后一点能力的时候才这么去做,而最简单粗暴的做法是不考虑这么多直接在拉力反转的时候关断,这时线圈磁场也并不会立即消散,还是会提供一段有效做功行程,所以你所说的“这个范围对应的位置,可能有半个线圈那么长呢”也并不是真的有那么多。
现在还有很多人在实验用固定延迟的方法,来导通SCR,当然也无关断。
但是就效果来讲,重力影响不大,非常稳定。(前提是电容量、电容电压、线圈温度不变)
这就反映出剩余磁场是一个影响加速效率的因素,但非主要矛盾,对于可关断方案,可以参考类似反激快速续流的方式来实现。
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三水合番
6年5个月前 IP:四川
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的确很粗暴……不过这不能算简单了吧,比用光电加算法都麻烦了……
但好处就是直接利用后坐力来确定断电时刻,避免受到各种外部因素的影响,比如弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容电压和容量等,在各种情况下都能自适应的表现的最好
为啥能不受这些东西的影响?
  这些都是决定拉力曲线走势的原因,但不是拉力曲线本身,每一条拉力曲线都有它的最佳断电时刻,我的思路是找出当前拉力曲线的最佳点,即使外界因素(比如改变了充电电压或换了弹丸等)使曲线发生了变化,但依然是在拉力转折的时候发出断开信号,对这条曲线来说效果依然是最好的,这就是自适应了。不是说出口速度,效率不变,而是依然是当前时刻下最优。不会从设计的最优变成实际偏离后的不优,这才是我说的不变(始终是最优)。
我指的也是“当前时刻下最优”。然而,仅凭一条拉力曲线,而不知道本次发射的各种“外部因素”,就能求出比如“最佳断电时刻”吗?
拉力曲线就只有当前实时的这一条,即使它是在不断改变的,通过观察模拟器的拉力图像,在拉力逐渐下降变小的那一段就是该断电的时候了(说明即将到反转的时候了),有效的拉力跟电流电压并不是完全相关(如果电流最大的时候弹丸距离线圈还很远,拉力可以为零,如果过磁场几何中心了可以为负),只和弹丸中心和线圈的磁力中心的相对位置有关。当拉力在增加或保持不变就说明还没到位,当弹丸即将进入几何中心的时候拉力就下降了,这个时候关断应该就是正好的时候。
你的意思是,在“拉力逐渐下降变小的那一段”这个范围内的,都可以看作“最佳断电时刻”吗?然而这个范围对应的位置,可能有半个线圈那么长呢……
这个时刻是比较容易取舍的,比如根据拉力下降速率、电路拓扑和器件的选择(影响关断的电流下降率),都能比较容易确定。最理想的时候当然是拉力即将到0的时候关断(如果电路响应能非常及时的话)。
如果这个时刻需要根据比如“器件”选择的话,弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容容量这些就都有影响了…不就没法实现“避免受到各种外部因素的影响”了吗……
电路拓扑是决定断电后电惯性比较大的因素,所幸这个参数不是一个可变的物理量,可以预置。别的外部因素我关心的只是它们相互作用的结果,而不是它们本身,这个作用结果在拉力上升阶段可以测量出来,根据拉力上升率可以反应出目标质量和磁场的场强的相互作用情况,所以测定了拉力上升段的数值和持续时间,应该就能根据电流到零的要求来算出转折点后的断电时刻。这是想榨干系统最后一点能力的时候才这么去做,而最简单粗暴的做法是不考虑这么多直接在拉力反转的时候关断,这时线圈磁场也并不会立即消散,还是会提供一段有效做功行程,所以你所说的“这个范围对应的位置,可能有半个线圈那么长呢”也并不是真的有那么多。
不只是电路拓扑对“电惯性”的影响大呀,像是弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容容量这些影响也很大嘛。
仅通过拉力数据来计算最佳的关断时刻的话,一个问题是,在其他条件不同,最佳关断时刻也不同的情况下,是否存在两个极其相似甚至于完全相同的拉力曲线?
关于我说的“这个范围对应的位置,可能有半个线圈那么长呢”,这个是可以算的,而且真有这么长。以两个极端情况为例,弹丸无限长的时候,从拉力开始下降到反转对应的距离是无限长,弹丸无限短的时候,这个距离和线圈形状有管,不过大致上是半个线圈的长度。
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三水合番
6年5个月前 IP:四川
840393
引用 rb-sama:
记得很久以前有一种可以关断SCR的方法,叫V Switch,具体的操作形式是通过一个高压小电容和副可控硅导通。
来产生SCR AK上的反向电压,来实现关断的效果。
这种方式可以产生比IGBT可关断方案更大的能量密度,IGBT恒流有一种方案是用比较器加电流传感器实现乒乓控制。
如果拉力的下降是可以通过加速度传感器的信号预测的,那么V Switch可以比IGBT做得更好
V Switch有个原理上的问题。副可控硅需要承受主可控硅上全部的电流才可能让主可控硅关断,然而受可控硅电流上升速率限制,需要设法降低副可控硅上的电流上升率来避免它烧毁。这样的话,首先关断用的电容就需要比较大的容量而且需要是无极性的,这样的话这个电容占的体积就会很大,其次限制电流上升率所用的元件本身需要占用一定的体积重量。考虑到这些地方占的体积和重量,用这个结构可能反而不如干脆不关断来的划算
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rb-sama
6年5个月前 修改于 6年5个月前 IP:四川
840394
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引用 rb-sama:
记得很久以前有一种可以关断SCR的方法,叫V Switch,具体的操作形式是通过一个高压小电容和副可控硅导通。
来产生SCR AK上的反向电压,来实现关断的效果。
这种方式可以产生比IGBT可关断方案更大的能量密度,IGBT恒流有一种方案是用比较器加电流传感器实现乒乓控制。
如果拉力的下降是可以通过加速度传感器的信号预测的,那么V Switch可以比IGBT做得更好
V Switch有个原理上的问题。副可控硅需要承受主可控硅上全部的电流才可能让主可控硅关断,然而受可控硅电流上升速率限制,需要设法降低副可控硅上的电流上升率来避免它烧毁。这样的话,首先关断用的电容就需要比较大的容量而且需要是无极性的,这样的话这个电容占的体积就会很大,其次限制电流上升率所用的元件本身需要占用一定的体积重量。考虑到这些地方占的体积和重量,用这个结构可能反而不如干脆不关断来的划算
你可能理解错了V Switch的电路结构,主、副可控硅完全两个电流支路。
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三水合番
6年5个月前 IP:四川
840395
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记得很久以前有一种可以关断SCR的方法,叫V Switch,具体的操作形式是通过一个高压小电容和副可控硅导通。
来产生SCR AK上的反向电压,来实现关断的效果。
这种方式可以产生比IGBT可关断方案更大的能量密度,IGBT恒流有一种方案是用比较器加电流传感器实现乒乓控制。
如果拉力的下降是可以通过加速度传感器的信号预测的,那么V Switch可以比IGBT做得更好
V Switch有个原理上的问题。副可控硅需要承受主可控硅上全部的电流才可能让主可控硅关断,然而受可控硅电流上升速率限制,需要设法降低副可控硅上的电流上升率来避免它烧毁。这样的话,首先关断用的电容就需要比较大的容量而且需要是无极性的,这样的话这个电容占的体积就会很大,其次限制电流上升率所用的元件本身需要占用一定的体积重量。考虑到这些地方占的体积和重量,用这个结构可能反而不如干脆不关断来的划算
你可能理解错了V Switch的电路结构,主、副可控硅完全两个电流支路。
https://kechuang.org/t/14558
你说的V switch是类似这篇帖子里提到的结构吧?如果是的话,你可以多看几遍我上面那段话嘛。相信你总能看懂的😂
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iSee作者
6年5个月前 IP:浙江
840397
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的确很粗暴……不过这不能算简单了吧,比用光电加算法都麻烦了……
但好处就是直接利用后坐力来确定断电时刻,避免受到各种外部因素的影响,比如弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容电压和容量等,在各种情况下都能自适应的表现的最好
为啥能不受这些东西的影响?
  这些都是决定拉力曲线走势的原因,但不是拉力曲线本身,每一条拉力曲线都有它的最佳断电时刻,我的思路是找出当前拉力曲线的最佳点,即使外界因素(比如改变了充电电压或换了弹丸等)使曲线发生了变化,但依然是在拉力转折的时候发出断开信号,对这条曲线来说效果依然是最好的,这就是自适应了。不是说出口速度,效率不变,而是依然是当前时刻下最优。不会从设计的最优变成实际偏离后的不优,这才是我说的不变(始终是最优)。
我指的也是“当前时刻下最优”。然而,仅凭一条拉力曲线,而不知道本次发射的各种“外部因素”,就能求出比如“最佳断电时刻”吗?
拉力曲线就只有当前实时的这一条,即使它是在不断改变的,通过观察模拟器的拉力图像,在拉力逐渐下降变小的那一段就是该断电的时候了(说明即将到反转的时候了),有效的拉力跟电流电压并不是完全相关(如果电流最大的时候弹丸距离线圈还很远,拉力可以为零,如果过磁场几何中心了可以为负),只和弹丸中心和线圈的磁力中心的相对位置有关。当拉力在增加或保持不变就说明还没到位,当弹丸即将进入几何中心的时候拉力就下降了,这个时候关断应该就是正好的时候。
你的意思是,在“拉力逐渐下降变小的那一段”这个范围内的,都可以看作“最佳断电时刻”吗?然而这个范围对应的位置,可能有半个线圈那么长呢……
这个时刻是比较容易取舍的,比如根据拉力下降速率、电路拓扑和器件的选择(影响关断的电流下降率),都能比较容易确定。最理想的时候当然是拉力即将到0的时候关断(如果电路响应能非常及时的话)。
如果这个时刻需要根据比如“器件”选择的话,弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容容量这些就都有影响了…不就没法实现“避免受到各种外部因素的影响”了吗……
电路拓扑是决定断电后电惯性比较大的因素,所幸这个参数不是一个可变的物理量,可以预置。别的外部因素我关心的只是它们相互作用的结果,而不是它们本身,这个作用结果在拉力上升阶段可以测量出来,根据拉力上升率可以反应出目标质量和磁场的场强的相互作用情况,所以测定了拉力上升段的数值和持续时间,应该就能根据电流到零的要求来算出转折点后的断电时刻。这是想榨干系统最后一点能力的时候才这么去做,而最简单粗暴的做法是不考虑这么多直接在拉力反转的时候关断,这时线圈磁场也并不会立即消散,还是会提供一段有效做功行程,所以你所说的“这个范围对应的位置,可能有半个线圈那么长呢”也并不是真的有那么多。
不只是电路拓扑对“电惯性”的影响大呀,像是弹丸重量,尺寸,线圈匝数,电容容量这些影响也很大嘛。
仅通过拉力数据来计算最佳的关断时刻的话,一个问题是,在其他条件不同,最佳关断时刻也不同的情况下,是否存在两个极其相似甚至于完全相同的拉力曲线?
关于我说的“这个范围对应的位置,可能有半个线圈那么长呢”,这个是可以算的,而且真有这么长。以两个极端情况为例,弹丸无限长的时候,从拉力开始下降到反转对应的距离是无限长,弹丸无限短的时候,这个距离和线圈形状有管,不过大致上是半个线圈的长度。
虽然还没有去求证过,但我感觉相同曲线的情况下最佳关断点一定是相同的,比如高压小电流的线圈和低压大电流的线圈的拉力曲线如果相同,那就没理由说关断点会有不同。
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ChairmanC
6年5个月前 IP:浙江
840452
关断点不同的,要考虑铁磁体非线性效应,大电流是会饱和的。
而且磁阻炮只认电流不认电压的
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rb-sama
6年5个月前 IP:四川
840462
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引用 rb-sama:
记得很久以前有一种可以关断SCR的方法,叫V Switch,具体的操作形式是通过一个高压小电容和副可控硅导通。
来产生SCR AK上的反向电压,来实现关断的效果。
这种方式可以产生比IGBT可关断方案更大的能量密度,IGBT恒流有一种方案是用比较器加电流传感器实现乒乓控制。
如果拉力的下降是可以通过加速度传感器的信号预测的,那么V Switch可以比IGBT做得更好
V Switch有个原理上的问题。副可控硅需要承受主可控硅上全部的电流才可能让主可控硅关断,然而受可控硅电流上升速率限制,需要设法降低副可控硅上的电流上升率来避免它烧毁。这样的话,首先关断用的电容就需要比较大的容量而且需要是无极性的,这样的话这个电容占的体积就会很大,其次限制电流上升率所用的元件本身需要占用一定的体积重量。考虑到这些地方占的体积和重量,用这个结构可能反而不如干脆不关断来的划算
啥?
我仿佛听你说“副可控硅需要承受主可控硅上全部的电流才可能让主可控硅关断”,你敢确定?
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三水合番
6年5个月前 修改于 6年5个月前 IP:四川
840463
引用 rb-sama:
引用 三水合番:
引用 rb-sama:
记得很久以前有一种可以关断SCR的方法,叫V Switch,具体的操作形式是通过一个高压小电容和副可控硅导通。
来产生SCR AK上的反向电压,来实现关断的效果。
这种方式可以产生比IGBT可关断方案更大的能量密度,IGBT恒流有一种方案是用比较器加电流传感器实现乒乓控制。
如果拉力的下降是可以通过加速度传感器的信号预测的,那么V Switch可以比IGBT做得更好
V Switch有个原理上的问题。副可控硅需要承受主可控硅上全部的电流才可能让主可控硅关断,然而受可控硅电流上升速率限制,需要设法降低副可控硅上的电流上升率来避免它烧毁。这样的话,首先关断用的电容就需要比较大的容量而且需要是无极性的,这样的话这个电容占的体积就会很大,其次限制电流上升率所用的元件本身需要占用一定的体积重量。考虑到这些地方占的体积和重量,用这个结构可能反而不如干脆不关断来的划算
啥?
我仿佛听你说“副可控硅需要承受主可控硅上全部的电流才可能让主可控硅关断”,你敢确定?
不确定的话我说它干嘛😂这不就是基尔霍夫电流定律嘛。不过这个话题继续下去的话,和本帖主题无关,你不妨另开个帖子。
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rb-sama
6年5个月前 IP:四川
840465
引用 三水合番:
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引用 三水合番:
引用 rb-sama:
记得很久以前有一种可以关断SCR的方法,叫V Switch,具体的操作形式是通过一个高压小电容和副可控硅导通。
来产生SCR AK上的反向电压,来实现关断的效果。
这种方式可以产生比IGBT可关断方案更大的能量密度,IGBT恒流有一种方案是用比较器加电流传感器实现乒乓控制。
如果拉力的下降是可以通过加速度传感器的信号预测的,那么V Switch可以比IGBT做得更好
V Switch有个原理上的问题。副可控硅需要承受主可控硅上全部的电流才可能让主可控硅关断,然而受可控硅电流上升速率限制,需要设法降低副可控硅上的电流上升率来避免它烧毁。这样的话,首先关断用的电容就需要比较大的容量而且需要是无极性的,这样的话这个电容占的体积就会很大,其次限制电流上升率所用的元件本身需要占用一定的体积重量。考虑到这些地方占的体积和重量,用这个结构可能反而不如干脆不关断来的划算
啥?
我仿佛听你说“副可控硅需要承受主可控硅上全部的电流才可能让主可控硅关断”,你敢确定?
不确定的话我说它干嘛😂这不就是基尔霍夫电流定律嘛。不过这个话题继续下去的话,和本帖主题无关,你不妨另开个帖子。
别忘了,副可控硅可不是在主可控硅电流最大的时候关断。
所以副可控硅完全可以取得比主可控硅小,至于SCR电流上升率。
举个例子,TYN1225这个参数是100A/uS,试问如何达到这么高的上升率。
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iSee作者
6年5个月前 IP:江苏
840466
引用 ChairmanC:
关断点不同的,要考虑铁磁体非线性效应,大电流是会饱和的。
而且磁阻炮只认电流不认电压的
我的前提是“高压小电流的线圈和低压大电流的线圈拉力曲线如果相同”,也就是磁场相同,甚至于可以武断点说这样的磁场表现形式下电流上升率下降率都是相同的,而且磁阻炮的应用下一般默认弹丸都是磁饱和的,所以我说看不出有什么理由关断点会有不同。
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三水合番
6年5个月前 IP:四川
840468
引用 rb-sama:
引用 三水合番:
引用 rb-sama:
引用 三水合番:
引用 rb-sama:
记得很久以前有一种可以关断SCR的方法,叫V Switch,具体的操作形式是通过一个高压小电容和副可控硅导通。
来产生SCR AK上的反向电压,来实现关断的效果。
这种方式可以产生比IGBT可关断方案更大的能量密度,IGBT恒流有一种方案是用比较器加电流传感器实现乒乓控制。
如果拉力的下降是可以通过加速度传感器的信号预测的,那么V Switch可以比IGBT做得更好
V Switch有个原理上的问题。副可控硅需要承受主可控硅上全部的电流才可能让主可控硅关断,然而受可控硅电流上升速率限制,需要设法降低副可控硅上的电流上升率来避免它烧毁。这样的话,首先关断用的电容就需要比较大的容量而且需要是无极性的,这样的话这个电容占的体积就会很大,其次限制电流上升率所用的元件本身需要占用一定的体积重量。考虑到这些地方占的体积和重量,用这个结构可能反而不如干脆不关断来的划算
啥?
我仿佛听你说“副可控硅需要承受主可控硅上全部的电流才可能让主可控硅关断”,你敢确定?
不确定的话我说它干嘛😂这不就是基尔霍夫电流定律嘛。不过这个话题继续下去的话,和本帖主题无关,你不妨另开个帖子。
别忘了,副可控硅可不是在主可控硅电流最大的时候关断。
所以副可控硅完全可以取得比主可控硅小,至于SCR电流上升率。
举个例子,TYN1225这个参数是100A/uS,试问如何达到这么高的上升率。
都说了,继续下去的话,和本帖主题无关,你不妨另开个帖子😓
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iSee作者
6年5个月前 IP:江苏
840469
引用 三水合番:
“弹丸无限长的时候,从拉力开始下降到反转对应的距离是无限长。。。”
可不可以这么认为,比如两个线圈长度的弹丸,当弹丸一头刚从线圈中出来的时候去关断,这时还有一个线圈长度的弹丸还没进入线圈呢,再假定在弹丸中点还没到线圈中点的时候线圈电流就下降到零了,那这样的关断方法是否就能不受关断反拉的影响?感觉这样有戏啊。。。
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iSee作者
6年5个月前 修改于 6年5个月前 IP:江苏
840470
这样的话光耦的作用就比较有意义了,可以实现两个功能,第一:关断当前级的电流,第二:开启下一级的电流,这样做还可以在第一级磁场收缩的时候利用弹丸作为铁芯,在第二级上感应一个电压出来,增加第二级的电流,相当于能量回收;再者,两个线圈的(N-S)+(N-S)就相当于合成磁场,并且还是移动的合成磁场,好处真不少啊
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