双光幕精密测速系统设计

论文摘要

弹丸初速测量结果的精确性和统一性,对武器的生产、研究,发展和应用产生直接的影响,测量结果的有效率则影响着试验效率和消耗。实验室研制成功的单光幕测速系统已经通过靶场试验,能够实现高精度测量,测量精度可达0.05%以内。但单光幕测速系统的靶距偏小,必须考虑多种因素的影响并需进行温度补偿,通过靶场测试发现环境恶劣时,存在着无效数据,造成数据有效率偏低,同时数据的精度和稳定性也有所下降。本文在实验室研制单光幕测速系统成功的基础上,针对靶距偏小带来的问题,设计了双光幕精密测速系统,有效加大了靶距,进一步提高了弹丸初速测量结果的精确度、稳定性和有效率。本文主要完成以下几个方面的工作:1.根据高精度、高稳定性和高有效率的指标要求,分析研究了单光幕测速系统存在的问题,提出了双光幕精密测速系统的整体方案,设计成功并对双光幕精密测速系统精度进行了理论分析;2.完成了双光幕精密测速系统机械部分的设计、加工和装调;完成了系统电路部分的设计和调试,主要包括激光器驱动模块、光电信号采集处理模块、信号接收与控制模块和数据传输模块;3.完成了基于ARM的嵌入式控制软件和上位机操作软件的设计和调试;4.完成了双光幕测速系统的距离测量,主要包括单光幕测速系统的固定靶距和分离靶测速系统的分离靶距;完成了模拟试验和靶场试验,验证了双光幕精密测速系统能够满足指标要求,并对试验结果进行了分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 弹丸测速技术简介及发展
• 1.3 光幕测速技术简介及发展
• 1.4 论文的主要工作
• 第二章 双光幕测速系统方案设计及精度分析
• 2.1 测量方法原理概述
• 2.2 双光幕测速系统的总体设计
• 2.2.1 机械部分
• 2.2.2 辅助部分
• 2.2.3 电路部分
• 2.2.4 软件部分
• 2.2.5 数据计算
• 2.3 双光幕测速系统的精度分析
• 2.3.1 单光幕测速系统精度分析
• 2.3.2 分离靶测速系统精度分析
• 第三章 双光幕测速系统的硬件设计
• 3.1 电路整体方案设计
• 3.2 系统电源模块
• 3.3 激光器驱动模块
• 3.4 光电信号的采集处理模块
• 3.4.1 光电探测器与采样电阻的选择
• 3.4.2 放大电路与放大倍率的选择
• 3.5 信号接收及控制模块
• 3.5.1 模拟通道选择电路
• 3.5.2 数字比较模块
• 3.5.3 嵌入式控制
• 3.5.4 CPLD 逻辑时序控制
• 3.5.5 SRAM 数据存储与读取
• 3.5.6 DAC 输出
• 3.5.7 温度传感器
• 3.6 数据传输及上位机显示
• 第四章 双光幕精密测速系统软件设计
• 4.1 嵌入式软件系统结构
• 4.1.1 测量控制过程
• 4.1.2 初步数据处理
• 4.1.3 单光幕与双光幕测速的软件控制实现
• 4.2 上位机软件系统结构
• 4.2.1 通讯控制
• 4.2.2 数据处理
• 第五章 电路模拟、实验与展望
• 5.1 电路模拟与分析
• 5.1.1 全过程记录电路模拟分析
• 5.1.2 联控电路模拟分析
• 5.2 实验过程、结果与分析
• 5.2.1 实验过程与结果
• 5.2.2 实验分析
• 5.3 总结与展望
• 5.4 系统实物图
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表及录用的学术论文
• 攻读硕士学位期间参与的项目
• 致谢