制导炮弹末段修正系统设计与研究

论文摘要

伴随着现代战争理念的快速进步和发展，特别是现代非对称战争中要求的“脱离接触、远程打击”的作战能力，使得传统火炮精度低、射程近的特点逐渐暴露，已经不能适应现代战争的要求，制导炮弹应运而生。制导炮弹将常规火炮与导弹的优点集于一身，借助常规火炮发射平台发射，是常规弹药与高新军事技术的结合，制导炮弹的研制已经成为武器发展的必然趋势。本文主要工作是以制导炮弹预研课题为背景，对制导炮弹末段修正系统进行了设计与初步研究。研究内容主要包括弹道模型仿真、弹载计算机软硬件设计以及脉冲发动机点火控制电路的设计等。通过对弹丸飞行受力情况以及坐标系的分析，给出制导炮弹空间运动方程，进而提出了脉冲修正力模型并根据实际情况进行相关假设，最后建立了简易控制脉冲修正弹道模型并进行了仿真。通过对所得到的仿真曲线的分析，确定了模型建立的正确性，具有一定应用价值。文中根据弹道修正系统特点和所应实现的功能，设计了以TMS320F28335为主控芯片的硬件电路，主要包括DSP主控电路、电压转换电路、系统时钟电路、串口通信电路等，进而研究了控制各部分硬件电路正常工作的软件算法，为制导炮弹末段修正系统的深入研究奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 制导炮弹发展综述
• 1.2.1 国外制导炮弹研究概况
• 1.2.2 国内制导炮弹研究现状
• 1.2.3 制导炮弹发展趋势
• 1.3 弹道修正技术综述
• 1.3.1 国内外弹道修正技术研究概况
• 1.3.2 常见弹道修正机构介绍
• 1.4 本文的主要内容和章节安排
• 2 制导炮弹末段修正系统总体设计
• 2.1 末段修正系统基本功能及总体设计
• 2.2 弹载计算机总体设计
• 2.3 修正执行机构设计
• 2.3.1 脉冲发动机修正机构设计
• 2.3.2 脉冲发动机修正原则简介
• 3 制导炮弹弹道模型建立
• 3.1 坐标系
• 3.1.1 坐标系的定义
• 3.1.2 坐标系间的关系及转换
• 3.2 作用在炮弹上的力和力矩
• 3.2.1 作用在弹上的力
• 3.2.2 作用在弹上的力矩
• 3.3 炮兵标准气象条件
• 3.4 制导炮弹空间运动方程
• 3.4.1 质心运动方程组
• 3.4.2 绕心运动方程组
• 3.4.3 联系方程
• 3.5 制导炮弹运动学模型建立
• 3.5.1 一般形式弹道模型
• 3.5.2 脉冲修正力模型
• 3.5.3 简易控制弹道方程基本假设
• 3.5.4 简易控制脉冲修正弹道模型
• 4 简易控制脉冲修正模型仿真分析
• 4.1 一般形式弹道模型仿真
• 4.1.1 质点外弹道仿真
• 4.1.2 一般形式弹道模型仿真
• 4.2 简易控制修正弹道模型仿真
• 5 制导炮弹末段修正系统硬件设计
• 5.1 修正系统主控芯片选型
• 5.2 DSP 外围电路设计
• 5.2.1 电压转换电路设计
• 5.2.2 AD 调理电路设计
• 5.2.3 复位电路设计
• 5.3 DSP 主控电路设计
• 5.3.1 DSP 电路设计
• 5.3.2 PLL 时钟电路设计
• 5.3.3 ADC 模块外围电路设计
• 5.3.4 串口通信电路设计
• 5.3.5 JTAG 电路设计
• 5.4 脉冲发动机点火控制电路设计
• 6 制导炮弹末段修正系统软件设计
• 6.1 软件开发流程及编译环境介绍
• 6.1.1 软件开发流程
• 6.1.2 CCS 软件编译环境介绍
• 6.2 末段修正系统软件设计
• 6.2.1 修正系统软件总体设计
• 6.2.2 修正软件弹道解算程序设计
• 6.2.3 AD 转换控制
• 6.2.4 系统时钟控制
• 6.2.5 脉冲点火控制
• 总结及展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
• 致谢