侵彻弹药智能引信研究 ——侵彻行程获取和炸点控制

论文摘要

引信是钻地弹的大脑,引信的智能化程度对钻地弹的毁伤威力起着决定作用。本文应用存储测试相关理论,设计了一种通过获取弹丸飞行时间并由该飞行时间查找预先装订在引信系统的数据库得到弹丸着靶初速,同时通过弹丸侵彻过载获取靶体介质相关信息设定弹丸起爆行程,引信控制系统由弹丸着靶初速和侵彻加速度实时计算侵彻行程并按预定行程起爆的智能引信系统。 本文围绕如何获取真实有效的侵彻加速度,分析了侵彻过程、侵彻加速度信号组成、应力波传播对侵彻加速度信号的影响和传感器选取等因素。然后通过分析相关计算侵彻深度的经验公式,采用由弹丸着靶初速和实时侵彻加速度计算侵彻行程算法设计自适应起爆智能引信系统。为了便于验证该智能引信系统,设计了一存储测试系统同步存储侵彻加速度信号。系统选用AVR嵌入式器件为核心控制器件,实现着靶初速查表算法和侵彻行程计算实时快速算法;数字逻辑部分由CPLD集成,实现了系统的微小化和低功耗。该智能引信系统不受靶体材料参数等条件的限制,并能判断靶体介质智能设定起爆炸点,有着广泛应用范围和广阔的应用前景。 通过静态模拟试验,用Matlab对存储测试系统中的加速度信号进行二次积分获取理论行程,分析测试结果,并对误差产生原因进行分析,提出改进措施。静态模拟试验表明,该智能引信系统完全满足设计要求。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 项目研究背景
• 1.2 项目来源、目的和意义
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.3.3 发展趋势
• 1.4 本文的主要内容
• 第二章 影响侵彻加速度获取因素分析
• 2.1 侵彻过程描述
• 2.2 侵彻加速度计输出信号组成
• 2.3 应力波传播对侵彻加速度影响分析
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 直杆中应力波传播和加速度关系
• 2.3.3 应力波传播对加速度影响的结论
• 2.4 侵彻用加速度传感器的选择
• 2.4.1 概述
• 2.4.2 侵彻用加速度传感器的分类
• 2.4.3 侵彻用的加速度传感器简介
• 第三章 侵彻深度算法研究
• 3.1 概述
• 3.2 常用的侵彻深度计算经验公式
• 3.3 由着速和侵彻加速度计算侵彻深度
• 3.3.1 算法原理
• 3.3.2 算法分析
• 3.3.3 算法归一化处理
• 第四章 自适应起爆智能引信控制系统设计及实现
• 4.1 系统概述
• 4.1.1 系统描述
• 4.1.2 系统基本组成
• 4.2 自适应起爆控制实现
• 4.2.1 嵌入式处理器选择
• 4.2.2 数据库查找算法
• 4.2.3 自适应起爆控制
• 4.3 存储测试模块现实
• 4.3.1 存储测试模块原理
• 4.3.2 可编程器件选择
• 4.3.3 FLASH储存芯片的选用
• 4.3.4 存储测试数字部分集成实现
• 4.4 电路模块的加固及缓冲保护
• 4.4.1 概述
• 4.4.2 采用真空灌封强化措施
• 4.4.3 缓冲保护设计
• 第五章 模拟试验及数据误差分析
• 5.1 试验概述
• 5.2 试验方法
• 5.2.1 飞行时间记录试验方法
• 5.2.2 着靶过载记录试验方法
• 5.2.3 起爆时间纪录试验方法
• 5.2.4 数据库查询结果试验方法
• 5.3 试验数据处理
• 5.3.1 数据处理流程
• 5.3.2 侵彻触发点获取
• 5.3.3 侵彻行程积分
• 5.4 系统误差分析
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文及科研工作
• 致谢