硬目标侵彻引信仿真测试系统信号重构方法研究

论文摘要

对硬目标侵彻过载信号进行分析与重构是硬目标侵彻引信测试系统中的一个重要研究内容,本文在分析实测过载信号的基础上,对侵彻引信测试系统所需的过载信号进行重构,目的是为硬目标侵彻引信测试系统提供一个可靠的仿真信号源。在总结侵彻过载信号获取方法的基础上,对影响侵彻过载信号的主要因素进行了分析,建立硬目标侵彻引信仿真测试系统侵彻过载信号的仿真模型;利用数值仿真工具ANSYS/LS-DYNA3D对侵彻过程进行了数值模拟研究,通过实测过载曲线与模拟过载曲线的对比分析,得出利用参数校正对仿真计算模型进行修正的方法,并对所得仿真计算模型进行验证;通过小波等工具对实测信号进行频谱分析,提取信号的组成成分,明确了侵彻过载的信号特征;对测试系统仿真信号源即侵彻过载信号重构,研究了信号重构算法,通过计算机仿真验证一些算法的有效性,再现了实测过载信号的信号特征,并提出了重构误差来表征重构的精度;借助LabVIEW这一平台,构建侵彻引信测试系统的显示模块,对实测信号、仿真信号、重构过程进行回放和显示。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 信号重构国内外研究现状
• 1.3 仿真技术在引信领域的应用
• 1.4 信号重构对仿真测试试验系统的意义
• 1.5 本文的主要研究工作
• 2 侵彻过载信号的获取方法及数值模拟研究
• 2.1 侵彻过载信号的获取方法
• 2.1.1 仿真过载
• 2.1.2 实测过载
• 2.1.3 终点弹道计算
• 2.2 实测过载信号的成分分析
• 2.3 侵彻过载的数值模拟研究
• 2.3.1 LS-DYNA有限元分析简介
• 2.3.2 侵彻过载曲线的特征参量
• 2.4 弹丸与靶体有限元模型分析
• 2.4.1 数值模拟的基本假设
• 2.4.2 弹靶有限元模型的建立
• 2.4.3 侵彻初始条件的设定
• 2.5 数值模拟结果分析
• 2.6 本章小结
• 3 实测侵彻过载信号分析
• 3.1 实测侵彻过载信号的短时傅里叶变换分析法
• 3.1.1 短时傅立叶变换简介
• 3.1.2 应用时频分析对信号的检测
• 3.1.3 应用Matlab时频分析过载信号
• 3.2 实测侵彻过载信号的小波分析
• 3.2.1 小波分析简介
• 3.2.2 小波变换提取波形
• 3.2.3 基于不同小波基的实测侵彻信号分解
• 3.2.4 小波分析与傅立叶变换的比较
• 3.3 本章小结
• 4 侵彻引信测试系统仿真信号源的重构
• 4.1 侵彻引信测试系统仿真信号的来源
• 4.2 侵彻过载信号重构的算法分析
• 4.2.1 自适应模拟噪声重构
• 4.2.2 基于相关特性的信号重构算法
• 4.2.2.1 模型的建立
• 4.2.2.2 算法的原理
• 4.2.2.3 算法的提出
• 4.3 侵彻过载信号重构的计算机仿真
• 4.3.1 加高斯白噪声
• 4.3.2 加小波分析提取的噪声曲线
• 4.3.3 不同重构方法的误差分析
• 4.4 本章小结
• 5 侵彻引信测试系统显示模块的设计与实现
• 5.1 虚拟仪器概述
• 5.1.1 虚拟仪器的基本概念
• 5.1.2 虚拟仪器的构成
• 5.1.3 虚拟仪器的特点
• 5.2 侵彻引信测试系统的LABVIEW显示模块设计
• 5.2.1 LabVIEW概述
• 5.2.2 LabVIEW的模版操作
• 5.2.3 显示模块设计
• 5.2.3.1 前面板设计
• 5.2.3.2 框图程序
• 5.2.3.3 框图程序窗口创建前面板对象
• 5.2.3.4 数据流编程
• 5.2.3.5 数据存储和读取
• 5.3 LABVIEW中调用MATLAB
• 5.3.1 调用方法介绍
• 5.3.1.1 ActiveX技术应用
• 5.3.1.2 利用动态数据交换
• 5.3.1.3 库函数调用
• 5.3.2 基于LabVIEW的小波分析应用
• 5.3.3 调用中应注意的问题
• 5.4 本章小结
• 6 结束语
• 6.1 研究工作总结
• 6.2 研究工作中存在的问题和展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢