بهینه سازی چند هدفی منبع تغذیه پالسی برای تفنگ ریلی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار /دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 کارشناس ارشد/دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

چکیده

به طورکلی در طراحی منابع تغذیه پالسی ولتاژ شارژ بانک‌های خازنی و زمان سوئیچ شدن آنها از جمله پارامترهایی هستند که نقش اساسی در شکل و دامنه پالس خروجی ایفا می‌کنند. در این مقاله روشی جدید جهت طراحی منبع تغذیه پالسی پیشنهاد شده است. در این روش با استفاده از الگوریتم ژنتیک تحت محیط نرم‌افزار MATLAB مجموعه‌ای از مقادیر ولتاژهای شارژ بانک‌های خازنی و زمان سوئیچ شدن آنها، برای بهینه سازی چند هدفی منبع تغذیه به دست آمده است. در این میان مطابق با نیازمندی‌های طراح یکی از این مجموعه مقادیر به عنوان بهترین راه حل انتخاب می‌شود. سرعت خروج پرتابه و راندمان کل سیستم اهدافی هستند که در بهینه‌سازی در نظر گرفته شده‌اند با این محدودیت که شتاب آرمیچر به کمتر از 106 متر بر مجذور ثانیه محدود شود. همچنین نتایج بهینه‌سازی با اهداف سرعت پرتابه و راندمان کل سیستم به طور جداگانه بررسی شده‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Multi-Objective Optimization of Pulsed Power Supply for a Railgun

نویسندگان [English]

  • Mehrdad Jafarboland 1
  • Mehdi Peyvandi 2
1 Associate Professor/ Malek-Ashtar University of Technology, Isfahan
2 MSc/Islamic Azad University, Najafabad Branch,
چکیده [English]

A novel two-objective optimization design model for pulsed power supply (PPS) is proposed in this paper. The objectives are the muzzle velocity and the stored-to-kinetic energy efficiency. The design variables include the operating voltage and the trigger delay times between segments. The acceleration of the armature is constrained to lower than 106 m/s2. The optimization results for nuzzle velocity and the efficiency separately show the following: 1) The acceleration constraint has great influence on the performance; 2) wide current pulse yields high velocity but low efficiency; and 3) The operating voltage has to be increased to accelerate a heavier projectile to a certain velocity or at a certain efficiency. Pareto solution fronts for various projectile masses are found using the nondominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) under the integration environment of MATLAB software.

کلیدواژه‌ها [English]

  • optimization
  • Genetic algorithm
  • pulsed power supply (PPS)
  • railgun