破片迎风面积测量控制系统研究

论文摘要

本文设计并制备了破片迎风面积控制系统。主要适用于典型破片迎风面积测量，获得的典型破片迎风面积与破片测速数据综合计算，就可获得弹丸初速及破片衰减系数，利用这种方法获得的破片初速及衰减系数比目前应用的区截法测得的结果更科学、更准确。 破片迎风面积测量控制系统，整个控制系统由面阵CCD相机、力矩电机，编码器、单片机主控单元等组成。采用软、硬件相结合的方法，实现了对破片平均投影面积的高精度、高速度的自动化测量控制。该系统的研制是利用“正二十面体”方法进行模拟，永磁直流力矩电机和绝对式光电轴角编码器配合使用，完成载物台和CCD相机的旋转方向和角度定位，使CCD相机能够实现对十六个独立方向上的投影测量系统具有自动化程度高，机械结构简单，实时性强等特点，将取代传统的手工测量法和光电测量法，未来可以广泛应用于各弹药威力试验部门。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• §1.1 引言
• §1.2 典型破片初速计算法
• §1.3 破片迎风面积
• §1.3.1 破片迎风面积测量方法
• §1.3.2 破片迎风面积的分析估算
• §1.3.3 破片阻力系数
• §1.3.4 破片形状系数
• 第二章 破片迎风面积测量系统方案
• §2.1 迎风面积确定方法
• §2.2 系统总体设计
• §2.2.1 系统结构及测量原理
• §2.2.2 测量过程
• §2.2.3 系统总体方案的实现
• §2.3 系统结构
• 第三章 系统设计方案
• §3.1 系统硬件设计
• §3.1.1 CCD相机的型号选型
• §3.1.2 电机的选型和设计
• §3.1.3 光电轴角编码器的选型
• §3.1.4 单片机选型
• §3.1.5 系统软件设计
• §3.2 系统要求性能指标
• §3.3 数学模型建立
• §3.3.1 直流力矩电机转矩平衡方程
• §3.3.2 直流电动机电枢电压平衡方程
• §3.3.3 直流力矩电机的模型
• 第四章 控制系统硬件设计
• §4.1 硬件系统概述
• §4.2 CCD相机选型
• §4.2.1 CCD的工作原理
• §4.2.2 CCD的类型
• §4.2.3 CCD的应用
• §4.3 电机的选型和设计
• §4.3.1 直流力矩电动机的结构
• §4.3.2 直流力矩电动机的工作原理
• §4.3.3 直流力矩电动机特性
• §4.3.4 永磁直流力矩电机的选用
• §4.4 电机驱动电路
• §4.4.1 力矩电机堵转工作特性
• §4.4.2 H型桥式驱动电路
• §4.4.3 PWM波形发生电路
• §4.4.4 力矩电机PWM控制
• §4.4.5 电机驱动芯片及其接口设计
• §4.5 光电轴角编码器
• §4.5.1 光电轴角编码器的选型
• §4.5.2 光电轴角编码器的结构、原理
• §4.5.3 码盘
• §4.5.4 编码器的精度确定
• §4.5.5 编码器与单片机的接口设计
• §4.6 单片机主控单元
• §4.6.1 89c51概述
• §4.6.2 外围接口电路
• §4.6.3 保护电路
• §4.7 单片机与微机通信
• §4.7.1 串行通信的物理基础
• §4.7.2 232及其接口电路
• 第五章 控制系统软件设计
• §5.1 软件总体结构
• §5.2 软件设计
• §5.2.1 系统初始化子程序
• §5.2.2 I／O初始化子程序
• §5.2.3 测量子程序
• §5.3 格雷码与二进制码转换
• 第六章 结论
• 第七章 致谢
• 参考文献
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