基于压电发电原理的引信微机电式气流激励电源设计研究.pdf

绰加J乙争≥月7声学位论文使用授权声明明五，2年口孑月，，El或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。El

IlilIIItirlllI摘要Y2061386关键词：微机电系统，引信电源，压电，气流激励，能量采集随着科学的进步和微机电系统(MEMS)技术的发展，引信的小型化，智能化水平越来越受到人们的关注和青睐，引信的功能实现也从传统的机械化朝着电子化、智能化及小型化的方向发展。然而，引信电源体积过大是目前小型化引信面临一个现实的问题，只有电源的小型化才能从根本上解决引信系统体积过大的问题。微型电源作为微系统的一个重要组成部分是决定整个系统能否独立工作的关键，体积小、性能好、稳定性高的小型物理电源不仅能够解决小型引信电路的自供能问题，提高弹丸勤务处理时的安全性；同时也可解决某些弹种冗余环境力的缺失问题，为引信安保机构提供基于环境激励的解保信号等。然而，传统的物理电源或化学电源存在着体积过大、寿命过短、激活时间较长、稳定性较差等问题。因此，设计出小型的物理电源将具有巨大的经济价值和军事意义。首先结合课题的研究背景，介绍了微机电系统(MEMS)技术的发展以及引信对小型物理电源的需求，探讨了小型物理电源的地位、种类和发展现状。其次介绍了压电材料的发电特性和射流发电机的工作原理等。进而结合引信对电源的战术技术要求设计，MEMS工艺技术和压电材料的发电特性等设计了一种小型的气流激励发电装置，并对其进行了亚音速(选取50m／s～300m／s)入口气流速度的流体分析和仿真验证，结果表明该微型气流激励发电装置具有一定的可行性。最后对该气流激励发电装置的MEMS加工工艺进行了介绍并设计了一种能量采集电路，然后对发电装置的发电特性和采集电路进行了模拟分析和研究，并与理论分析的结果进行了对比，得出发电装置的发电特性与理论分析结果一致，能够满足使用要求，气流激励电源的输出电压和能量大小以及响应时间等也可以满足使用要求。通过上述工作，对引信微型气流激励电源的原理和特性进行了研究，同时通过仿真和实验等得出了初步的结论，为今后的进一步工作积累了经验，也为引信小型电源的设计和气流激励发电技术奠定了基础。硕士论文基于压电发电原理的引信微机电式气流激励电源设计研究
systemproblemproblemsrequirements．Soofthemrequirementsperformance,highAbstractCanpowerprojectilessubject,thetechnology,thepower,andjetdesigneddesigns，MEMStechnologysimulationmicro-jetenergywithpotentialpower,energyWithMEMSandintelligenceattentionanindependently．redundantenvironment．Duetraditionalmanyperformance，tosignificanceFirstly,combineddescribeddevelopmentinvestigateddevelopment．Atgeneratorintroduced．Thengeneratingconditionstechnicalgenerationanalysisextent．Finally,introducedexperimentscarriedacquisitionconsistentconcluded．ThepointedKeywords：MEMS，fuze,piezoelectric，airflowtheofmini．aturizationfuzemoreformfuze’Sfunctionmovingfrommechanismdirectionelectronic，intelligentminiaturization．However,thesupplyforislargethatgreatlyenlargesvolumeintegralwholeminiaturizedkeydeterminewhethersmallstability,notonlysolveselfsupply,butsomemis