弹着点自动检测系统研制

论文摘要

弹着点坐标的测量对武器科研试验和训练有着重要的意义,本文基于激波原理,研制了新型的远程弹着点坐标检测系统。文中分析了弹丸激波的传播特性,讨论了几种基于激波的弹着点检测方案,并从中选出了最优方案进行系统设计。分析了传声器阵列的布阵方法,对弹着点坐标计算的数学模型进行了探讨,并对弹着点坐标计算方法进行了研究。提出了系统的具体构架,给出了测试系统的组成框图。在对传声器性能分析的基础上进行了传声器的选型,并针对所选传声器设计了前端信号预处理电路;采用了可编程逻辑器件(CPLD)与单片机结合的方案,实现了系统的数字化与集成化,降低了成本;在信号传输上采用无线传输的方案代替了传统的电缆线传输,使得系统更加灵活便捷;在终端信号处理上,采用上位机结合专门的计算处理软件,解算出弹着点的坐标。通过实弹射击试验及调试,结果表明,该检测系统有较好的定位精度及可靠性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外现状
• 1.3 本课题研究的意义和背景
• 1.4 本文主要工作
• 2. 基于弹丸激波的弹着点检测原理及算法分析
• 2.1 概述
• 2.2 基于激波周期的弹着点检测模型分析
• 2.3 基于激波到达传声器时间的弹着点检测模型分析
• 2.4 基于弹丸激波的弹着点检测的算法实现
• 2.4.1 传声器布阵模型分析
• 2.4.2 弹着点定位算法分析
• 2.5 本章小结
• 3. 弹着点自动检测系统的总体方案
• 3.1 概述
• 3.2 总体设计
• 3.3 本章小结
• 4. 弹着点自动检测系统的设计实现
• 4.1 概述
• 4.2 传声器的选型
• 4.2.1 各类型传声器性能分析及选型
• 4.2.2 传声器的标定
• 4.3 信号预处理电路设计
• 4.4 基于比较器的A/D转换电路设计与分析
• 4.5 基于CPLD的时间差采集系统的设计与分析
• 4.5.1 硬件设计
• 4.5.2 软件设计
• 4.6 单片机系统的硬件与软件设计
• 4.7 电源及相关电路设计
• 4.7.1 供电方案分析
• 4.7.2 电源模块设计
• 4.7.3 蓄电池欠压指示模块
• 4.8 靶架与传声器基准定位方法
• 4.9 基于LabVIEW的上位机数据采集与处理的软件设计
• 4.9.1 概述
• 4.9.2 基于LabVIEW的上位机数据接收与预处理程序
• 4.9.3 Matlab中算法分析与实现
• 4.9.4 LabVIEW中内嵌Matlab实现
• 4.10 本章小结
• 5. 弹着点自动检测系统的调试
• 5.1 概述
• 5.2 数据采集系统硬件组成
• 5.3 软件编制
• 5.3.1 软件编制的总体方案
• 5.3.2 PXI系统的软件设计
• 5.4 验证与调试方法
• 5.5 本章小结
• 6. 试验对比验证与误差分析
• 6.1 验证方案
• 6.2 试验结果及数据处理
• 6.3 本章小结
• 7. 全文小结
• 致谢
• 参考文献