一、基于光幕靶的便携式弹丸速度测量系统(论文文献综述)
唐诗[1](2020)在《基于阵列式破片飞散特性测量方法研究》文中指出破片的飞散特性是评价战斗部毁伤威力的重要参数,如何准确快速测量破片飞散特性,对战斗部理论研究、结构设计和装备验收具有重要意义。目前国内采用的测量方法大多为竖立钢板靶的方法,效率较低,并且实验过后需要人工检靶,存在误差。因此有必要研制一种新型破片飞散特性测量系统。本文设计了一种基于阵列式的破片飞散特性测量系统,以梳状靶作为测试单元,将其阵列布置并建立坐标系,连接到信号采集存储模块,实验后读取存储的数据即可直接得出破片的飞散特性参数。对系统的功能和工作原理进行了详细说明,包括飞散特性的测量原理和坐标系的建立方法等。根据设计特点采用不同的布置方案使系统可以单独测量破片速度,或者同时测量破片飞散特性。从测试方案出发将系统分为4个部分:阵列模块、触发器、信号采集存储模块和上位机。阵列模块相当于系统的传感器,对其大小和硬件结构进行了设计。信号采集存储模块是系统功能实现的核心部分,通过芯片选型和原理图设计等对其硬件电路进行详细设计;通过对主控芯片FPGA的功能分析对其逻辑代码进行详细设计,并通过时序仿真的方法验证FPGA的逻辑功能。针对梳状靶对破片速度测量产生的误差,通过数值模拟的方法得出破片半径,初速及入射角度对穿过梳状靶后速度的影响。分析其中的规律并建立破片过靶速度衰减模型。经验证可对速度测量结果进行修正,减小测量误差。最后对信号采集存储模块的功能进行调试,并结合阵列模块进行系统整体功能验证,给出适应于本系统的破片飞散特性计算方法。总体来说,本系统功能实现具有一定可靠性,相对于传统立靶法免去竖立钢板靶和人工检靶的繁琐,具有工程实用价值。
柏超龙[2](2019)在《基于FPGA的反射式激光光幕测速系统的研究》文中研究说明随着武器科技的不断发展,弹丸的初速度测量方法也越来越重要。光幕测速技术由于具有精度高、重复性好等优点已逐渐取代传统的线圈靶等测速方法,在国内外得到广泛的使用。但目前国内使用的测速光幕靶大多具有探测范围小、灵敏度低、体积大不变携带和不能连续测量等问题。针对上述的主要问题,论文展开了一种基于FPGA的反射式激光光幕测速系统的研究。本文对反射式光幕测速技术以及弹丸过靶信号的存储测试技术进行了较深入的分析与研究,主要针对弹丸穿过前后双光幕靶的信号的处理,设计了一套光幕测速系统。在研究中,详细分析和设计了弹丸反射光信号的探测单元,并介绍了系统装置的机械设计和辅助校准装置设计。在系统硬件的设计方面,本研究采用FPGA作为核心控制器件,高速AD转换芯片、Flash存储芯片对弹丸过靶信号进行存储,数码管显示测速结果,并采用USB与上位机进行通信。对于系统逻辑控制的设计,采用Verilog HDL硬件描述语言对AD模块、Flash存储模块、USB通信、计时控制和数码显示等进行模块化设计,并利用ModelSim软件对逻辑模块进行波形仿真,同时采用基于Labview的上位机软件设计。论文根据整体系统的设计,通过模拟实验对系统进行了功能测试,主要对模拟电路的信号、信号触发功能、数据存储系统功能以及计时功能进行验证。实验结果表明:本文所设计的反射式激光光幕测速系统具有计时精度高、光幕靶面积大、数据传输速度快等优点,具有良好的应用前景。
姜坤[3](2019)在《水下大尺寸光电区截装置研究》文中认为水下弹丸速度及着靶位置的测量对研究弹体入水弹道特性和研制水下新型武器具有重要的意义。根据20米水下超空泡靶道建设项目对靶面面积、精度和适应性等的预研需求,选用非接触式光幕靶配合嵌入式微控制器硬件系统的方案研究设计了1000mm×1000mm水下大尺寸光电区截装置实验系统,并提出了着靶坐标计算方法。水下光电区截装置由两个光轴相互垂直的光幕靶和一套控制系统构成,其中水下光幕靶由防水密封耐压靶架、发光模块和信号接收模块组成。通过研究光源与水质情况对区截测试的影响,选取了红光激光作为发光光源并且设计了平行光幕和扇形光幕两种实验系统。信号接收模块选择激光接收管作为光电探测器,并配合信号处理功能电路来消除测量过程中干扰信号带来的不利影响。系统水下光幕靶光源和探测器均为线阵列模块化排列,靶面面积可根据用户所需尺寸进行设计,实现大靶面测量。另外,基于STM32F103ZET6单片机增加设计了微控制系统,为了实现对水下光幕靶输出的弹丸过靶信号进行准确的阈值触发、计时和算术逻辑,进行了硬件主板设计和嵌入式系统应用软件开发,并采取了一定的硬件和软件抗干扰措施。本装置测量弹丸通过两个光幕靶的时间差,与靶距一同用于解算弹丸的速度。弹丸穿过单个光幕靶两个激光光幕交汇区域时,系统记录触发信号的时刻和识别对应信号接收器的位置,根据测量装置坐标测量模型求解弹丸着靶坐标;空间结构上两个光幕靶以固定距离正交放置,一个主解算X方向的坐标位置、一个主解算Y方向的坐标位置,对弹丸着靶坐标位置构成时间和位置双重高精度测量。经过对测控系统静态调试和改进完善后,在实验室水槽中进行了多次水下模拟射击实验,验证了本课题水下大尺寸光电区截实验系统设计思路的可行性,对测量数据进行了讨论分析并说明了各类误差可能产生的原因。
张亚男[4](2018)在《基于PSD的炸点空间位置测量系统设计》文中指出目标空间三维位置检测在光电测量领域中占据着不可替代的地位,炸点位置检测也逐渐成为军事装备科研生产中重要的环节。为了克服现有炸点位置测量技术存在响应速度慢、精度低、系统复杂的缺陷,本文设计了一种基于PSD的炸点空间位置测量系统。具体采用位置敏感探测器PSD作为传感器,炸点的有效光信号经过会聚镜头分别成像在两个PSD的光敏面上,经过信号处理电路得到有效光点的二维像坐标,结合两个PSD传感单元之间已知的相对位置关系就可以解算得到炸点的空间三维坐标。本文的研究内容和工作主要包括:1.提出了采用双PSD传感器的炸点空间位置测量方法,研究了平行光轴空间位置测量理论模型并完成了光学成像系统的相关参数计算,在此基础上提出了系统的总体测量方案。2.设计了基于PSD半导体原理的信号处理电路,以及基于USB(ARM)控制系统结合复杂可编程逻辑器件CPLD的嵌入式系统,该系统作为中央控制单元完成了采集过程中的信号控制与切换、数据存储与解算等步骤。同时为了满足测量需要,设计并调试了测量辅助单元和标定测试单元。3.开发了基于USB(ARM)控制系统的CPLD逻辑控制时序,完成了下位机与上位机的软件编程,实现了人机交互过程控制,并将解算得到的炸点空间三维位置坐标显示在上位机界面。4.搭建了基于PSD的炸点空间位置测量实验装置,在对系统进行了包括噪声检测、响应速度检测以及稳定性验证的预置实验后,完成了室外条件下的LED模拟靶场炸点位置测量实验,分别沿三个不同方向的自由度验证了该系统对于位置测量的可行性。实验结果表明:该系统的响应时间优于10μs,沿深度方向的探测距离范围为1632m,最大测量误差为163mm,水平方向和竖直方向的测量结果与实际距离具有较好的线性对应关系,位置测量精度优于0.82%,可以满足炸点位置探测的应用需求。
李广嘉[5](2018)在《破片测速系统校准方法及实验研究》文中进行了进一步梳理为研究战斗部威力效应、分析破片飞行规律,破片速度及其速度分布规律是两个关键研究内容。现代武器系统对于破片速度测量精度以及战斗部的破片速度指标要求日益提高。当今国内的破片速度测量方法主要仍为常规的定距测时法。该方法延用了常规兵器弹体速度测量方法,由区截装置、数据采集系统和计时设备三部分组成测量装置。由于速度为数学导出量,目前国内尚无“标准”速度源,因此亦无真正意义上的标准测速系统存在。本文对破片速度测量方法、破片速度测量系统的校准方法及破片加载装置的国内外现状进行了综述,分析各种方法所存在的问题。提出了破片速度校准系统的总体设计方案,设计了将质量小于50g的弹体加速到1500m/s~2200m/s的破片高速加载装置,并设计了模拟破片的标准弹体,组建了破片测速装置校准系统,开展了破片测速系统校准方法的实验研究;对校准实验获得的数据进行了处理,并对破片加载装置的可行性、模拟弹体的飞行稳定性、飞行规律试验研究以及测速系统的校准结果进行了分析,表明设计的破片高速加载装置发射破片状态稳定;模拟弹体具有良好的飞行稳定性,在空气弹道中呈线性衰减;破片测速装置校准系统不确定度均≤0.1%。该系统能够在满足量值传递要求的情况下,对现有的常规区截测速装置进行有效校准。
萧云峰[6](2018)在《激光光幕靶信号处理系统研究》文中研究表明在靶场实验中,需要测量弹丸的各项飞行参数,弹着点坐标的测量是其中最为重要的一项。在诸多立靶坐标测量方式中,光幕激光靶具有测量精度高、稳定性好、使用成本低和抗干扰性能强等优点,在靶场训练、兵工生产和射击比赛等领域应用广泛。在实际使用中发现,传统光幕激光靶使用逻辑门芯片组成数字信号处理电路。单个芯片发生故障就会使整个光幕靶无法正常工作,且故障查找难,加大了光幕靶的维修难度。本文以光电检测技术为基础,对子弹过靶信息采集、信号处理、弹着点坐标计算和坐标显示等关键技术进行研究。介绍了光幕激光靶测量弹着点坐标的工作原理,设计了弹着点坐标的计算方法,分析了由光电二极管排列方式引入的测量误差;设计了数据采集电路实现了光信号到电信号的转化,通过电信号的放大整形得到带有子弹位置信息的TTL数据;设计了数字信号处理模块,对光电探测电路进行编码处理并将弹着点坐标信息暂存到锁存器中;设计了单片机控制电路用以读取坐标信息并完成锁存器的复位,编写了单片机程序完成了数据的读取与发送;使用Microsoft Visual Basic编写上位机软件,实现了上位机与单片机的串口通信、数据处理和坐标计算,最终使用上位机显示弹着点坐标。最后制作测试样机对所设计的系统进行验证,实验结果表明系统的测量精度高、测量性能稳定,系统的各项性能都达到了预期目标。
周彤[7](2017)在《基于X射线的炮口初速测量系统研究》文中提出随着电子科学技术的发展,光电靶逐渐取代传统的铜丝网靶和铝箔靶而成为弹丸测速的主体,但是考虑到炮口附近烟焰较多、环境复杂,普通的激光光幕靶不能直接工作在炮口端,而是通过将光幕靶放置在后效期外,这样测得的是离炮口一定位置的速度,与炮口初速存在一定的差别。因此必须找到一种能够克服炮口焰及未充分燃烧火药干扰的光源来进行真正的炮口初速测试,特别为新概念高速武器发射正确评价炮口动能提供依据。在分析国内外激光光幕靶、X射线脉冲摄像法和连续谱X射线光幕靶的基础上,设计了一种基于X射线的X射线光幕靶区截测速系统,采用对X射线敏感的光电探测器件,通过放大电路对探测器捕捉到的信号进行调理,同时对信号进行放大、滤波、整形,得到区截靶信号,由上位机根据弹丸特征产生阈值参数并通过RS-485发送给FPGA,FPGA根据上位机的设置对硬件电路输出的脉冲信号进行判断并选取符合脉冲阈值设置的有效信号,将有效信号的脉宽和有效信号脉冲之间的时间位置回传给上位机,通过得到的有效信号脉宽可以修正并在下一次设定更合适的脉冲阈值。采用Labview图形化编程语言,实现探测器放大信号及FPGA处理后信号的采集,完成通信数据传输,并在屏幕上显示采集获得的相应信息,通过两路信号的时间关系在上位机上计算出弹丸穿过两个X射线光幕的速度并在屏幕上进行显示。通过系统调试和测试,验证了 X射线测速系统的可行性,分析了系统测速误差和测速指标,对相关问题进行了分析和处理,并且对系统的改进提出了建议。
李丽萍[8](2017)在《破片战斗部毁伤威力测试关键技术研究》文中研究说明预制破片战斗部在爆炸过程中伴随着巨大的能量释放,产生强烈的冲击波和高温高压爆轰产物并毁伤目标,破片战斗部毁伤威力测试关键技术的研究为破片战斗部威力评价提供了重要支撑。破片战斗部的主要毁伤元为破片和冲击波,破片依靠其动能击穿并损坏目标,当破片质量一定时其动能则取决于速度。因此破片速度对于计算破片战斗部的杀伤半径和杀伤面积、改进装药结构、提高杀伤威力有着重要意义,是非常重要的战技考核指标,然而破片战斗部爆炸的瞬态特性及各种寄生效应干扰,对破片速度衰减规律的研究提出了更高要求。爆炸冲击波压力的典型表征参量为超压值、正压持续时间和比冲量,但是受爆炸场高温、高压、强火光等寄生效应的影响,往往导致实测值发生畸变且判读困难,因此亟需改进现有的冲击波压力测试装置,并针对获取比冲量、频谱和能量谱等方法展开进一步研究,提高爆炸场冲击波压力测试的可靠性。本文主要采用理论分析、试验研究和数值模拟等方法,重点针对大当量破片战斗部爆炸的两种主要毁伤元,即破片和冲击波的测试方法及相关特性开展研究。全文主要研究内容和结论如下:(1)针对现有的破片速度和冲击波压力测试方法存在的问题进行了详实分析,并在此基础上组建破片速度测试系统、冲击波压力电测系统及基于效应靶的冲击波压力评价系统。破片速度测试系统主要由多组光幕靶和数据采集系统构成,根据“定距测时”的原理获得破片的时间-距离数据,再建立破片速度衰减规律模型。冲击波压力电测系统主要由冲击波压力传感器、数据采集系统等组成,通过分析测试曲线得到压力峰值、正压作用时间、比冲量,以及冲击波压力的频谱和能量谱特征。提出一种基于效应靶的冲击波压力评价方法并建立测试系统,通过爆炸冲击波作用下效应靶的最大变形挠度来评价冲击波压力的毁伤效能。所组建的爆炸场破片速度及冲击波压力测试系统为破片战斗部毁伤威力评价奠定了基础。(2)建立了球形、圆柱体和立方体三种典型预制破片的速度衰减模型及预报破片某点处速度的方程。首先改进设计了一种破片高速加载装置,通过分段试验的方法,分别获取了三种破片在高速段、中速段和低速段的时间-位移值,通过数据拟合获得典型破片的速度衰减系数。结果表明球形破片在三种速度段的衰减系数基本保持稳定,建立的球形破片速度衰减规律模型是可信的;利用cxS-Ma函数关系建立了可预报圆柱体破片和立方体破片初速度和某点处速度的方程,为计算战斗部破片的杀伤半径和杀伤面积提供了理论依据。(3)基于理论分析和数值仿真的结果,设计了一种可抑制寄生效应的传感器安装装置。分析了高机械冲击和热冲击两类重要寄生效应的来源及对冲击波压力传感器的影响机理,分别建立了未加寄生效应抑制装置和加寄生效应抑制装置时传感器系统的数学模型,并通过模拟试验及爆炸场试验对其效果进行了验证。结果表明,带有寄生效应抑制装置的传感器信号在幅值、频率和能量谱上都有效抑制了干扰,为后期冲击波压力频率及能量谱特征分析提供了可靠的数据保障,也为破片战斗部毁伤威力测试方法的改进提供了新的思路。(4)开展了冲击波压力的频谱分析和能量谱分析,针对EMD/HHT方法进行了改进,提高了信号分解的频率分辨率和不确定度;基于小波分析剔除了某实测信号的奇异点;提出了一种稳定化数值积分求取比冲量的计算方法;设计了冲击波压力信号处理软件。结果表明对于同种炸药,低频段能量值比高频段能量值大,对目标的毁伤效能更好;同时随着距离的增加,低频段能量所占比例逐渐增加,高频段的能量所占比例逐渐下降;不同炸药的爆炸冲击波能量谱在高频段和低频段的分布随药量和炸药种类的不同而明显不同,随着炸药TNT当量的增大,能量谱值不断增大,且低频段能量百分比逐渐增加,高频段能量百分比不断减小。稳定化积分方法计算冲击波比冲量的误差小于4.79%,优于常用数值积分方法的最大误差18.644%,对于破片战斗部冲击波压力信号数据处理具有重要的推动作用。(5)提出了一种基于效应靶的冲击波压力评价方法,并根据量纲分析和相似性原理建立了效应靶变形挠度模型。采用有限元分析软件分别开展了不同材料、不同形状和不同尺寸下效应靶变形响应的数值计算,根据结果确定了材料为2A12铝合金、结构尺寸为Φ300×2mm的效应靶结构。基于量纲分析的原理,对影响效应靶变形的TNT当量,炸药装填密度、单位质量炸药所释放的能量、爆炸产物的膨胀指数、初始压力、初始密度、绝热指数、直径、厚度、密度、剪切模量、屈服应力、炸距和炸高等因素进行量纲分析,建立了效应靶最大挠度的经验模型。设计了 100kg、60kg、20kg三种破片战斗部爆炸条件下的立靶、平靶试验,用回归分析法获得二者经验模型系数。结果表明,立靶与平靶两种结构效应靶最大挠度的试验结果与经验模型计算结果误差分别优于3.59%及3.33%,误差主要来自爆炸场破片击中效应靶而引起额外形变,以及效应靶变形挠度的测量不确定度。模型计算挠度与试验测试值的吻合较好,说明该模型可用于爆炸场冲击波压力的定量评定,对于效应靶用于爆炸场冲击波压力的评定具有指导意义。
穆天红,杨云,冯聪[9](2013)在《一种光幕测速系统的设计与实现》文中进行了进一步梳理基于光电转换原理,实现了一种以LM339为主要芯片的光幕测速系统,通过对光幕测速系统软硬件的重新设计,解决了原有光幕测速系统光幕覆盖不全面和光线粗细不均匀的问题,提高了整个系统的准度与精度,完成了光幕靶与计时系统的一体化。通过对光通量信号的分析与计算,实现了对不同速率运动物体的精确测速。经过运行测试,该系统稳定可靠,各项指标均已达到设计要求。
冯聪[10](2013)在《破片弹道参数测量系统的设计与实现》文中研究指明鸟撞实验中有三个重要参数需要测量,分别是鸟弹的飞行姿态、速度以及着靶坐标,本文依据项目需要利用光幕靶技术设计实现六幕光幕靶系统,再通过此系统完成这三个重要参数的测量。针对国内现有光幕靶系统靶面小、灵敏度低、抗震防震能力弱以及不适应双管炮同时射击的缺点,对光幕靶系统进行了软硬件的重新设计与完善,同时改进和利用六幕光幕靶算法以实现对破片飞行姿态、速度以及着靶坐标的精确测量。本文完成的主要工作如下:(1)设计和实现光幕靶的硬件系统,首先对光幕靶发射端的光源和接收端的光电转换模块进行了重新设计,使得光幕靶的覆盖面和灵敏度都有了很大提升;其次设计实现了光幕靶的光电信号对比模块和光电信号汇聚模块;最后利用浪涌保护电路解决了项目中存在的误触发等问题。(2)实现了触发信号的采集与对比,完成了单管炮和双管炮触发时间的提取,使得各通道触发时间更加准确有效,同时改进和实现了六幕光幕靶的空间算法,完成了上位机软件界面的设计,使其能够形象直观的展示各通道的触发波形以及需要测量的各参数值。(3)对各测量参数进行了误差分析,阐述和解决了工程实现中遇到的问题,同时通过实弹实验与其他测量方式进行了结果对比,验证了整个系统的可行性和测量结果的有效性。
二、基于光幕靶的便携式弹丸速度测量系统(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于光幕靶的便携式弹丸速度测量系统(论文提纲范文)
(1)基于阵列式破片飞散特性测量方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 破片速度测试技术概述 |
1.3 破片飞散特性测试技术概述 |
1.4 本文主要研究工作 |
2 基于阵列式破片飞散特性测量系统总体方案设计 |
2.1 引言 |
2.2 基于阵列式破片飞散特性测量系统设计要求 |
2.2.1 系统基本功能 |
2.2.2 系统设计指标 |
2.3 基于阵列式破片飞散特性测量系统组成 |
2.3.1 阵列模块 |
2.3.2 信号采集存储模块 |
2.3.3 高精度同步触发控制器 |
2.3.4 上位机 |
2.4 基于阵列式破片飞散特性测量系统工作原理 |
2.4.1 破片初速测量原理 |
2.4.2 破片飞散角及分布密度测量原理 |
2.4.3 坐标系的建立和转换关系 |
2.4.4 测量原理融合方法 |
2.5 阵列模块设计 |
2.5.1 阵列单元大小设计 |
2.5.2 阵列模块硬件设计 |
2.6 本章小节 |
3 梳状靶对破片速度测量误差分析及修正方法 |
3.1 引言 |
3.2 仿真模型建立 |
3.2.1 破片半径和初速为变量的仿真模型建立 |
3.2.2 破片入射角度为变量的仿真模型建立 |
3.3 仿真结果分析 |
3.3.1 破片半径和初速为变量的仿真结果分析 |
3.3.2 破片入射角度为变量的仿真结果分析 |
3.4 速度修正方法计算研究 |
3.5 速度修正方法仿真验证 |
3.6 本章小结 |
4 信号采集存储模块中硬件电路设计 |
4.1 引言 |
4.2 FPGA最小系统电路 |
4.2.1 芯片选型 |
4.2.2 时钟电路 |
4.2.3 配置电路 |
4.3 数据存储电路 |
4.4 串口通信电路 |
4.5 触发信号输入电路 |
4.5.1 输入模式选择电路 |
4.5.2 靶触发输入电路 |
4.5.3 通断输入及脉冲输入电路 |
4.6 电源电路 |
4.7 坐标设置电路 |
4.8 本章小结 |
5 信号采集存储模块中FPGA逻辑设计 |
5.1 引言 |
5.2 逻辑架构设计 |
5.3 计时部分逻辑设计 |
5.3.1 计时模块 |
5.3.2 转字节输出模块 |
5.3.3 坐标编码模块 |
5.4 FRAM控制部分逻辑设计 |
5.4.1 模块架构设计 |
5.4.2 读操作时序设计 |
5.4.3 写操作时序设计 |
5.5 数据流控制部分逻辑设计 |
5.6 串口部分逻辑设计 |
5.7 本章小结 |
6 基于阵列式破片飞散特性测量系统功能验证 |
6.1 引言 |
6.2 设计实物即验证工具 |
6.3 触发功能验证 |
6.4 数据流控制部分功能验证 |
6.4.1 模拟实验环境搭建 |
6.4.2 计时部分数据验证 |
6.4.3 铁电存储器中存储数据验证 |
6.4.4 数据擦除功能验证 |
6.5 串口部分功能验证 |
6.5.1 接收指令验证 |
6.5.2 发送数据验证 |
6.6 结合阵列单元功能调试 |
6.7 破片飞散特性模拟计算 |
6.8 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 全文工作总结 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(2)基于FPGA的反射式激光光幕测速系统的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 弹丸测速技术发展现状 |
1.2.1 接触式测量系统 |
1.2.2 非接触式测量系统 |
1.3 光幕测速技术发展现状 |
1.4 论文的研究内容和组织架构 |
2 反射式光幕测速系统原理与总体方案设计 |
2.1 系统设计要求 |
2.2 速度测量基本原理概述 |
2.3 探测系统的设计方案 |
2.3.1 光学成像部分 |
2.3.2 光电信号处理部分 |
2.3.3 机械部分 |
2.3.4 辅助部分 |
2.4 采集控制系统的设计方案 |
2.4.1 采集存储模块 |
2.4.2 计时模块 |
2.4.3 通讯模块 |
2.5 上位机软件 |
2.6 本章小结 |
3 反射光探测单元的设计 |
3.1 光学模块的设计 |
3.1.1 光信号能量分析 |
3.1.2 光学系统参数的设计 |
3.1.3 激光器和光电探测器的选择 |
3.2 探测电路模块的设计 |
3.2.1 预处理电路 |
3.2.2 带通滤波电路 |
3.2.3 主放大电路 |
3.2.4 整形电路 |
3.3 机械调节模块的设计 |
3.4 辅助校准模块的设计 |
3.4.1 调节弹丸运动轨迹垂直于激光幕 |
3.4.2 调节激光幕的平行 |
3.5 本章小结 |
4 系统硬件设计 |
4.1 FPGA的最小系统设计 |
4.2 AD转换电路 |
4.3 FLASH存储模块 |
4.4 通信接口模块 |
4.5 数码管显示电路 |
4.6 电源供电模块 |
4.7 本章小结 |
5 系统控制逻辑的设计与实现 |
5.1 时钟源逻辑设计 |
5.2 AD模块逻辑设计 |
5.3 FIFO缓存技术 |
5.4 Flash存储模块逻辑设计 |
5.4.1 Flash ID读取 |
5.4.2 Flash页读取 |
5.4.3 Flash页编程 |
5.4.4 块擦除 |
5.5 USB通信逻辑设计 |
5.6 计时控制逻辑设计 |
5.7 数码显示逻辑设计 |
5.8 基于Labview的上位机软件设计 |
5.9 本章小结 |
6 系统性能的验证与误差分析 |
6.1 模拟电路的信号验证 |
6.2 信号触发功能验证 |
6.3 数据存储系统功能验证 |
6.4 计时测速功能验证 |
6.5 测速误差分析 |
6.6 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 全文工作总结 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(3)水下大尺寸光电区截装置研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 选题的科学意义与应用前景 |
1.2 靶场测试技术的现状及发展 |
1.2.1 区截式测速技术 |
1.2.2 光幕立靶测试技术 |
1.2.3 光幕靶技术的发展概述 |
1.3 水下光幕测试的特殊性 |
1.4 本论文的工作内容及结构 |
2 水下光电区截装置系统总体方案设计 |
2.1 水下光电区截系统的功能需求 |
2.2 水下光电区截系统的技术指标 |
2.3 水下光电区截系统方案研究 |
2.3.1 水下光电区截系统总体架构 |
2.3.2 水下光电区截系统的工作原理 |
2.4 本章小结 |
3 水下光幕靶设计 |
3.1 水下光幕靶发光模块设计 |
3.1.1 水环境对光学特性的影响 |
3.1.2 光源的比对和选型 |
3.1.3 靶面光学系统仿真及设计 |
3.1.4 靶面系统的结构设计 |
3.2 水下光幕靶信号接收模块设计 |
3.2.1 信号接收模块功能分析 |
3.2.2 光电探测器选型 |
3.2.3 信号噪声分析 |
3.2.4 电路设计 |
3.3 本章小结 |
4 水下光电区截装置控制系统的设计与实现 |
4.1 控制系统总体设计方案 |
4.2 光源控制功能 |
4.2.1 输出电源设计 |
4.2.2 主控芯片选取 |
4.2.3 光源控制子程序设计 |
4.3 数据采集功能 |
4.3.1 时钟系统电路设计 |
4.3.2 按键控制设计 |
4.3.3 数据采集子程序设计 |
4.4 数据处理功能 |
4.5 数据显示功能 |
4.5.1 LCD模块设计 |
4.5.2 LCD显示子程序设计 |
4.6 JTAG程序下载接口设计 |
4.6.1 JTAG接口设计 |
4.6.2 软件开发环境及仿真 |
4.7 抗干扰设计 |
4.8 本章小结 |
5 实验与结果分析 |
5.1 水下光电区截系统调试与实验 |
5.1.1 光电区截系统硬件调试 |
5.1.2 光电区截系统软件调试 |
5.1.3 水下光电区截系统模拟实验 |
5.2 数据结果与误差分析 |
5.2.1 实验数据结果 |
5.2.2 速度测量误差分析 |
5.2.3 着靶坐标测量误差分析 |
5.3 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(4)基于PSD的炸点空间位置测量系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景和意义 |
1.2 PSD的发展现状及应用领域 |
1.2.1 国内外PSD的发展现状 |
1.2.2 PSD的具体应用领域 |
1.3 PSD测量中去除背景光和暗电流的方法 |
1.4 论文主要工作内容 |
第2章 测量系统原理与方案设计 |
2.1 测量系统的技术要求 |
2.2 PSD基本特性 |
2.2.1 PSD的基本工作原理 |
2.2.2 PSD的基本结构 |
2.2.3 PSD的性能指标 |
2.3 基于双PSD的炸点空间位置测量理论模型 |
2.3.1 双PSD平行光轴测量理论模型 |
2.3.2 双PSD交汇光轴测量理论模型 |
2.4 测量系统总体方案设计 |
2.5 本章小结 |
第3章 系统结构与硬件设计 |
3.1 光电探测单元设计 |
3.1.1 光电探测器的选型 |
3.1.2 成像镜头的选型 |
3.1.3 光学成像系统参数计算 |
3.1.4 信号处理电路 |
3.2 中央控制单元设计 |
3.3 测量辅助单元设计 |
3.4 标定测试单元设计 |
3.4.1 高功率LED的选型 |
3.4.2 闪光控制器 |
3.4.3 成像镜头焦距的标定 |
3.4.4 PSD探测器间距的标定 |
3.4.5 位置参考点的标定 |
3.5 本章小结 |
第4章 控制单元与软件设计 |
4.1 主控系统 |
4.1.1 USB控制系统 |
4.1.2 ARM控制系统 |
4.2 CPLD逻辑控制单元 |
4.2.1 AD转换控制时序 |
4.2.2 FIFO缓存控制时序 |
4.3 下位机程序设计 |
4.3.1 USB固件编程框架 |
4.3.2 下位机程序 |
4.4 上位机软件设计 |
4.5 本章小结 |
第5章 实验与误差分析 |
5.1 系统预置实验 |
5.1.1 系统噪声检测实验 |
5.1.2 系统响应速度检测实验 |
5.1.3 系统稳定性验证实验 |
5.2 位置测量实验 |
5.3 误差分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
(5)破片测速系统校准方法及实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 背景及意义 |
1.2 常用破片测量系统国内外现状研究 |
1.2.1 雷达测速法 |
1.2.2 高速摄影法 |
1.2.3 区截测速法 |
1.3 国内破片测速系统校准方法 |
1.3.1 相对传递法 |
1.3.2 自由落体法 |
1.3.3 标准转速法 |
1.3.4 模拟校准方法 |
1.3.5 比较法 |
1.4 破片加载装置国内外现状 |
1.5 论文主要研究内容及章节安排 |
2 破片速度测量系统校准方法研究 |
2.1 引言 |
2.2 破片测速装置校准系统 |
2.2.1 破片标准速度监测装置总体方案 |
2.2.2 破片高速加载装置 |
2.2.3 模拟破片的标准弹体 |
2.2.4 破片测速装置校准系统方案 |
2.3 破片高速加载装置指标分析 |
2.3.1 破片高速加载装置的加载能力 |
2.3.2 发射药及装药结构设计 |
2.3.3 发射装药弹道理论计算 |
2.3.4 发射药及装药结构确定 |
2.4 模拟破片的标准弹体指标分析 |
2.4.1 三种典型破片设计 |
2.4.2 破片结构强度分析 |
2.4.3 模拟破片的标准弹体设计 |
2.4.4 标准弹体设计飞行仿真 |
2.5 速度监测装置指标分析 |
2.6 本章小结 |
3 破片加载装置及模拟破片设计 |
3.1 引言 |
3.2 破片高速加载装置设计 |
3.2.1 破片高速加载装置总体设计 |
3.2.2 加载装置:发射体与底座连接强度分析 |
3.3 标准弹体设计 |
3.4 本章小结 |
4 破片测速系统校准方法实验研究 |
4.1 引言 |
4.2 校准系统组建 |
4.3 破片测速装置校准系统的相关实验 |
4.3.1 破片高速加载装置可行性分析 |
4.3.2 模拟破片的标准弹体速度衰减规律实验 |
4.3.3 模拟破片的标准弹体外弹道飞行规律试验研究 |
4.3.4 破片测速装置校准系统校准实验 |
4.4 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(6)激光光幕靶信号处理系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的和意义 |
1.2 国内外发展状况 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 技术指标要求 |
第二章 光幕靶系统工作原理及总体设计 |
2.1 系统的工作原理 |
2.2 坐标的测量方法及误差分析 |
2.2.1 弹着点坐标计算方法 |
2.2.2 光电二极管排列对精度的影响 |
2.3 系统总体设计 |
2.4 本章小结 |
第三章 信号采集及模数转换电路设计 |
3.1 光电装换电路设计 |
3.1.1 激光源设计 |
3.1.2 光电二极管的相关理论基础 |
3.1.3 激光发射与激光接收阵列排列方式 |
3.2 模数转换电路设计 |
3.2.1 信号放大电路 |
3.2.2 TTL整形电路 |
3.3 器件的选型 |
3.3.1 激光光源的选择 |
3.3.2 光敏二极管的选择 |
3.3.3 运算放大器的选择 |
3.4 本章小结 |
第四章 数字信号处理电路及通信模块设计 |
4.1 基于CPLD的数字信号编码模块设计 |
4.2 基于单片机的数据读取与发送模块设计 |
4.2.1 单片机最小系统 |
4.2.2 单片机外围电路设计 |
4.2.3 串口通信硬件电路 |
4.3 下位机软件编写 |
4.4 本章小结 |
第五章 上位机软件与实验 |
5.1 上位机软件设计 |
5.1.1 串口通信模块的设计 |
5.1.2 数据处理模块设计 |
5.2 系统可行性实验 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 主要工作内容总结 |
6.2 下一步可以改善的问题 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士期间取得的学术成果 |
附录 |
(7)基于X射线的炮口初速测量系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 课题主要工作 |
2 X射线炮口初速测量装置总体结构 |
2.1 系统设计的特点和指标 |
2.2 光幕靶测速原理 |
2.3 系统总体结构 |
2.3.1 X射线光源 |
2.3.2 X射线探测器 |
2.3.3 窄缝光幕 |
2.3.4 硬件电路电源 |
2.4 本章小结 |
3 X射线炮口初速测量系统硬件设计 |
3.1 X射线光幕靶 |
3.1.1 X射线探测器能量分析 |
3.1.2 X射线穿透弹丸能力分析 |
3.1.3 X射线探测器光幕设计 |
3.1.4 人员防护 |
3.2 单向直流稳压电源模块 |
3.3 光电转换电路设计 |
3.4 放大电路及整形电路设计 |
3.5 信号整形电路 |
3.6 本章小结 |
4 FPGA信号检测及处理模块设计 |
4.1 FPGA模块设计原理 |
4.2 锁相环时钟配置 |
4.3 脉冲信号阈值检测设计 |
4.4 FPGA通信设计 |
4.4.1 RS-485通信设置 |
4.4.2 FIFO设置 |
4.5 FPGA模块结构及时序仿真 |
4.6 本章小结 |
5 上位机程序设计 |
5.1 MFC阈值检测模块设计 |
5.1.1 MFC串口通信的实现方式 |
5.1.2 MFC程序设计 |
5.2 波形采集显示及速度计算设计 |
5.2.1 工控机和数采卡 |
5.2.2 基于Labview的计算程序设计 |
5.2.3 Labview程序的采集时间分析 |
5.3 本章小结 |
6 实验与调试 |
6.1 系统调试及结果 |
6.1.1 X射线探测器测试 |
6.1.2 光电转换电路测试 |
6.1.3 放大及整形电路调试 |
6.1.4 FPGA脉冲信号检测调试 |
6.1.5 上位机软件调试 |
6.1.6 结果 |
6.2 信号噪声分析 |
6.3 误差分析 |
6.4 测速指标分析 |
6.5 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(8)破片战斗部毁伤威力测试关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及研究意义 |
1.2 破片战斗部毁伤威力测试技术研究现状 |
1.2.1 破片速度测试研究现状 |
1.2.2 爆炸场冲击波压力测试技术研究现状 |
1.2.3 基于效应靶的冲击波压力评价方法研究现状 |
1.3 问题的提出 |
1.4 论文的主要研究内容及结构安排 |
2 破片战斗部毁伤威力总体测试要求及测试系统组建 |
2.1 引言 |
2.2 破片战斗部毁伤威力总体测试要求 |
2.3 破片速度测试方法及系统组成 |
2.3.1 基于铝箔靶的破片速度测量系统 |
2.3.2 基于光幕靶的破片速度测量系统 |
2.4 冲击波压力测试及系统组成 |
2.4.1 引线电测法 |
2.4.2 存储测试法 |
2.5 基于效应靶的冲击波压力测试方法及系统组成 |
2.6 本章小结 |
3 典型预制破片衰减规律试验研究 |
3.1 引言 |
3.2 弹体及破片加载装置设计 |
3.2.1 弹体设计 |
3.2.2 破片加载装置设计 |
3.3 三种典型预制破片速度衰减规律试验 |
3.3.1 试验方案设计 |
3.3.2 球形破片试验结果及分析 |
3.3.3 圆柱体和立方体破片试验结果及分析 |
3.4 典型破片速度衰减规律分析及建模 |
3.4.1 球形破片衰减规律分析及建模 |
3.4.2 圆柱体破片衰减规律分析及建模 |
3.4.3 立方体破片衰减规律分析及建模 |
3.5 本章小结 |
4 冲击波压力传感器寄生效应及其抑制方法研究 |
4.1 引言 |
4.2 寄生效应分析 |
4.2.1 机械冲击及振动的影响 |
4.2.2 热冲击的影响 |
4.3 冲击波压力传感器对机械振动及冲击的响应分析 |
4.3.1 传感器的响应分析 |
4.3.2 传感器受机械振动干扰的力学模型 |
4.4 冲击波压力传感器对热冲击的响应分析 |
4.4.1 传感器的热冲击响应分析 |
4.4.2 传感器受热冲击的力学模型 |
4.5 寄生效应抑制方法研究 |
4.5.1 寄生效应抑制装置设计 |
4.5.2 加机械振动及冲击抑制装置的传感器建模及分析 |
4.5.3 热冲击抑制装置的数学模型 |
4.6 寄生效应抑制装置的试验研究 |
4.6.1 冲击模拟试验研究 |
4.6.2 爆炸场工况试验研究 |
4.6.3 热冲击模拟试验研究 |
4.7 本章小结 |
5 冲击波压力信号处理方法研究 |
5.1 引言 |
5.2 典型的实测冲击波压力信号及分析方法 |
5.2.1 四种典型的实测冲击波压力信号分析 |
5.2.2 冲击波压力信号的频谱分析 |
5.2.3 基于小波分析的奇异点剔除方法 |
5.3 爆炸冲击波压力比冲量计算方法研究 |
5.3.1 求取比冲量的常用数值积分方法 |
5.3.2 稳定化数值积分方法求取比冲量 |
5.4 基于改进HHT的冲击波压力能量谱分析 |
5.4.1 Hilbert变换及EMD分解原理 |
5.4.2 基于小波包的改进HHT方法 |
5.4.3 爆炸冲击波压力能量谱特征分析 |
5.5 基于MATLAB的冲击波信号处理软件设计 |
5.5.1 数据处理软件总体设计 |
5.5.2 软件功能实现 |
5.6 本章小结 |
6 基于效应靶的冲击波压力测试方法研究 |
6.1 引言 |
6.2 效应靶方法的工作机理分析 |
6.3 典型效应靶结构设计 |
6.3.1 材料选择 |
6.3.2 效应靶形状的确定 |
6.3.3 效应靶尺寸的选定 |
6.3.4 安装结构设计 |
6.4 效应靶变形的试验验证 |
6.5 基于量纲分析的爆炸冲击波效应靶变形挠度模型建立 |
6.5.1 量纲分析的原理 |
6.5.2 效应靶变形的量纲分析 |
6.5.3 效应靶模型参数计算 |
6.6 本章小结 |
7 全文小结 |
7.1 论文主要工作及研究成果 |
7.2 论文的创新点 |
7.3 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士期间学术成果及科研项目 |
附录 |
(10)破片弹道参数测量系统的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
1 绪论 |
1.1 本文研究的背景与意义 |
1.2 国内外光幕靶技术研究现状 |
1.3 本文研究的内容和结构安排 |
2 多光幕布靶及测试原理 |
2.1 光幕靶测速原理简介 |
2.1.1 单幕靶测速原理 |
2.1.2 双幕靶测速原理 |
2.2 光幕靶着靶坐标测量原理 |
2.2.1 四光幕交汇立靶测量原理 |
2.2.2 编码式光幕立靶测量原理 |
2.3 平行六幕光幕靶测量原理 |
2.3.1 双幕靶测速的缺陷 |
2.3.2 平行六幕光幕靶布靶原理 |
2.3.3 平行六幕靶弹丸飞行姿态测量原理 |
2.3.4 平行六幕靶弹丸速度测量原理 |
2.3.5 平行六幕靶弹丸着靶坐标测量原理 |
2.4 交叉六幕光幕靶测量原理 |
2.4.1 平行六幕光幕靶缺陷 |
2.4.2 交叉六幕光幕靶布靶原理 |
2.4.3 交叉六幕靶弹丸飞行姿态测量原理 |
2.4.4 交叉六幕靶弹丸速度测量原理 |
2.4.5 交叉六幕靶弹丸着靶坐标测量原理 |
2.5 本章小结 |
3 系统硬件设计与实现 |
3.1 光电信号产生模块设计 |
3.1.1 发射端光源设计 |
3.1.2 接收端光电传感器设计 |
3.2 电压信号对比模块设计 |
3.3 电压信号汇聚模块设计 |
3.4 误触发解决方案 |
3.5 本章小节 |
4 系统软件设计与实现 |
4.1 PCI数据采集卡简介 |
4.2 PCI数据采集卡主要参数简介 |
4.3 PCI数据采集卡主要类和控制函数定义 |
4.4 数据采集处理流程 |
4.5 数据处理模块实现 |
4.5.1 触发时间提取算法 |
4.5.2 触发时间补偿算法 |
4.5.3 双破片触发时间提取算法 |
4.6 本章小结 |
5 系统误差分析 |
5.1 弹丸飞行姿态误差分析 |
5.2 弹丸速度误差分析 |
5.3 弹丸着靶落点误差分析 |
5.4 弹丸误差分析结论 |
5.5 本章小结 |
6 实弹测试 |
6.1 光幕测试系统实现 |
6.2 二级轻气炮系统介绍 |
6.3 破片速度测量分析 |
6.4 破片着靶坐标测量分析 |
6.5 系统界而及操作 |
6.6 本章小结 |
7 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
四、基于光幕靶的便携式弹丸速度测量系统(论文参考文献)
- [1]基于阵列式破片飞散特性测量方法研究[D]. 唐诗. 南京理工大学, 2020(01)
- [2]基于FPGA的反射式激光光幕测速系统的研究[D]. 柏超龙. 南京理工大学, 2019(06)
- [3]水下大尺寸光电区截装置研究[D]. 姜坤. 南京理工大学, 2019(06)
- [4]基于PSD的炸点空间位置测量系统设计[D]. 张亚男. 天津大学, 2018(06)
- [5]破片测速系统校准方法及实验研究[D]. 李广嘉. 南京理工大学, 2018(05)
- [6]激光光幕靶信号处理系统研究[D]. 萧云峰. 长春理工大学, 2018(01)
- [7]基于X射线的炮口初速测量系统研究[D]. 周彤. 南京理工大学, 2017(07)
- [8]破片战斗部毁伤威力测试关键技术研究[D]. 李丽萍. 南京理工大学, 2017(07)
- [9]一种光幕测速系统的设计与实现[J]. 穆天红,杨云,冯聪. 井冈山大学学报(自然科学版), 2013(06)
- [10]破片弹道参数测量系统的设计与实现[D]. 冯聪. 南京理工大学, 2013(06)