[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

权利要求书

1.一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、变频器、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。

2.根据权利要求1所述的空气炮定位发射控制系统，其特征在于，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。

3.根据权利要求1所述的空气炮定位发射控制系统，其特征在于，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。

4.根据权利要求1所述的空气炮定位发射控制系统，其特征在于，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。

5.一种如权利要求1至4中任一项所述的空气炮定位发射控制系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，设定气室压力并向气室注气；

第二步，设定叶片转速；变频器控制叶片旋转速度稳定在设定转速；

第三步，根据设定延迟时间，在叶片旋转若干圈以后，于采样方波的下降沿延迟设定时间后输出开炮方波控制发射电磁阀打开，弹丸经由弹道发射后打在旋转叶片上，发射对射弹道屏传感器采集弹丸发射瞬间发出第一方波给控制器，着弹对射弹道屏传感器采集弹丸着弹瞬间发出第二方波给控制器，控制器根据开炮方波和第一方波的时间差计算响应时间，根据第一方波和第二方波的时间差计算弹射时间，并根据弹射距离计算弹射速度，控制器将响应时间、弹射时间和弹射速度显示到控制界面上，高速摄影仪拍摄弹丸着弹点与设定着弹点的位置误差；

第四步，根据控制界面的响应时间、弹射时间和高速摄影仪拍摄的位置误差修正发射延迟时间，进行再次发射。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，反复发射和修正延迟时间直到所述高速摄影仪采集到的着弹位置为设定点，记录设定延迟时间。

7.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，第二步中，控制器收到指令后，发出初始PWM方波控制变频器，变频器调整三相电控制电机拖动叶片旋转，采样光纤传感器采集采样点遮光后产生的方波信号反馈给控制器，控制器根据采样点方波间隔时间计算叶片实际转速，控制器根据设定转速和实际转速的差值调节PWM脉宽从而改变叶片转速，直到叶片旋转速度稳定在设定转速，此步转速设定程序完毕。