最近看了一些文献，记录下来，以备使用。

线圈炮的控制可以分为两种，一种是开环的，实际上就是不控，按下发射按钮之后就不管了，由电路参数决定放电时间、放电电流大小等，典型的如单级可控硅触发，单级空气开关触发等。另一种是闭环的，根据弹丸位置来控制触发、关断，以提高能量效率，降低反拉等。

开环方式的主要优点是结构简单，工作可靠，缺点是需要精心计算和调整电路参数、弹丸、发射管等，如果更换弹丸或元件，需要再次调整才能达到效率最高点，最大的问题是误差的积累，如果在初始位置或电路电压等有微小的误差，甚至无法感知的误差，都有可能在后级逐渐放大，使最后出口的结果波动很大，无法维持较好的一致性。开环方式入门简单，但要达到高效率、高稳定性，需要精良的制作、精心选择一致性好的元件、经过精确加工的弹丸、准确的安装等，实际上要求很高。

闭环方式需要根据反馈信息决定每一级的触发和关断，这个反馈最主要的就是弹丸的位置、速度，也可以包括线圈电压、电流等。弹丸位置是必须检测的一个参数，目前通常大家选择方法有这样两大类：有传感器的测量(包括电刷、细导线、光电管等)和无传感器的测量（主要是各种算法）。

线圈炮的工作方式类似于电机，对于电机来说，转子位置测量是一个重要的课题，有大量的研究结果，上面所说的方法也是在电机转子位置测量的主要方法，可以很容易找到这方面的文献，比如这个"无刷直流电机无位置传感器控制的研究"(XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/XXXXXXXXXXXXXXml)，对于电炮来说，工作在高速状态下，对测量要求很高，误差几mm就会产生比较大的影响，因此最好测量速度小于1us，位置误差小于1mm。

有位置传感器的测量方法可以用接触式的测量，比如电刷、导线等，工作可靠，但对加工精度要求高，各种烧蚀也是不可避免的，需要选择合适的材料。更多的是采用非接触式的测量，比如最常用的光电二极管(pd)，或是激光测距等。光电二极管反应速度从ns到几十us不等，需要选择高速类型的，考虑光电二极管后面还需要单片机、运放、驱动电路、开关管等，累计起来延时也不小。激光测距可以分为时差测距(检测发射/返回脉冲的时间差计算距离)，激光相位测距和干涉测距三种，由于距离很短，时差测距需要ps级的计时精度，不太现实，比较合适的是激光相位测距，精度可以做到1mm以内。由于波长λ=c/f，需要波长足够小才能提供足够精确的测量，因此要求激光频率f足够高，达到几十到几百兆赫兹，对返回的激光波先混频到较低频率，然后进行相位差的测量，可以得到距离L=λ*Δφ/4π，其中Δφ为发射和返回激光波的相位差。在x宝上可以看到，激光二极管价格很便宜，用于接受信号的通常采用pin二极管或apd(雪崩二极管)，几块钱或几十块钱也能买到，不过雪崩二极管工作电压需要上百伏特，用起来不太方便，还是pin二极管好一些。

位置传感器的优点是工作可靠，易于理解和检测，缺点是需要额外安装传感器，另外传感器的位置误差、响应速度误差等不可忽略。

如果不采用传感器，也可以通过线圈电压电流间接计算弹丸位置，这就是电机控制中很热门(也许是曾经很热门)的无位置传感器控制方法。主要分为通过反电势检测，通过电感检测，通过卡尔曼滤波检测等。

对于感应炮来说，弹丸会产生非常大的感应电流，也会产生磁场，磁阻炮虽然不会产生很大感应电流，但铁芯会被磁化，因此也相当于一个磁铁，它们在线圈中高速运动，会产生比较大的反电动势。由于空载的电压电流方程是已知的，用检测的电势减去空载的电势就可以得到反电动势。通过检查反电动势的大小和变化趋势，可以得到弹丸的位置。不过由于弹丸电流是时变的，速度、位置也是变化的，因此产生的反电动势分析起来会比较复杂。

电感检测较为明确，线圈-弹丸体系的互感仅与位置有关，线圈回路方程可以表示为u=i*R+L*di/dt+M*di2/dt，弹丸电流实际上也是由线圈电流变化产生的，因此也是di/dt的函数，可以把L和M的影响合并为一个变化的电感L(t)，如果测量线圈的电压电流，由于线圈电阻R已知，可以很方便的知道L(t)，对于磁阻炮更是如此，磁阻变化产生了变化的电感L(t)，当L(t)达到最大或最小值时，就是弹丸到达线圈中点的时刻。对于磁阻炮，由于铁芯的饱和，也许L(t)极点不是唯一的。如果只需要检测电感变化值的方向，就不需要单片机或fpga，也许运放电路就足够了。

卡尔曼滤波需要先建立一个状态方程，这个好久不用了，现在都不知道怎么建立滤波过程了，需要先找找参考书。

总体上来看，通过暴力手段和精确控制都可以达到高效率，前者需要精良的工艺、高质量的电路，后者需要精确的测量和高速控制算法，这都是需要进一步研究的方向。

在这个领域，需要一些像勃朗宁、柯尔特一样的大师，用简单的结构得到稳定的效果，或者需要像米尼弹这样的革命性发明，通过结构的变化实现自稳定的运行，这样我们就不需要研究这些复杂的控制方法了。