某飞行器动态试验中多通道数据测量装置的设计与实现

发布时间：2017-10-04 09:42

  本文关键词：某飞行器动态试验中多通道数据测量装置的设计与实现

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【摘要】：本课题来源于某研究所的弹上测量系统工程项目，其设计的数据测量装置主要用于采集和存储某型号飞行器动态试验过程中弹体冲击与振动、尾罩位移、内壁温度、气动噪声等环境参数，三轴过载与角速率、飞行器运动速度与加速度等运动参数，同时还检测自身的相关指令、热电池电压和关键点间绝缘电阻等隔离信号。 本文重点从数据测量装置的硬件设计、控制逻辑设计、关键信号调理电路三大方面进行了具体的介绍。在硬件电路设计上，主要分为供电电路模块、主控制电路模块和存储器电路模块。供电模块主要是在飞行器动态测试中为整个数据测量装置供电，是整个测量装置的能量来源；主控制模块是整个测量装置的核心部分，主要功能是控制数据的采集与存储，硬件电路由FPGA周围配置电路、指令信号接口电路、模数转换电路等组成；存储器硬件电路模块采用了双备份设计，确保试验数据回收的准确性与可靠性。在控制逻辑设计上，对整个控制逻辑的工作时序与流程进行了总体设计，，按具体实现功能不同分指令信号消抖、两级模拟开关切换和AD转换、FIFO模块缓冲数据、存储器存储与读数进行了详细的介绍。最关键的是信号调理电路的设计，本文针对各种类型传感器输出信号的类型不同、幅值不同、引入干扰不同等，选取了温度、脉压、惯组三种具有代表性的关键信号，设置了相应的传感器信号转换电路、放大电路、滤波跟随等电路进行信号的预调理，最终达到可以被AD芯片准确转换为数字量进行存储。最后对数据测量装置的相关功能进行了实验测试，通过相关测试说明了设计的可靠性与准确性。 本课题依托的数据测量装置已经成功应用于飞行器的动态试验中，实现了对环境参数、运动参数等相关数据可靠性采集和存储。
【关键词】：数据测量装置 控制逻辑 数据采存硬件电路 信号调理
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V216.8
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题的来源、意义及研究目的10-11
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 课题的意义及研究目的10-11
• 1.2 国内外研究发展现状11-16
• 1.2.1 数据采集存储技术国外研究发展现状12-13
• 1.2.2 数据采集存储技术国内研究发展现状13-15
• 1.2.3 数据采集存储技术未来发展趋势15-16
• 1.3 本文的主要内容及章节安排16-17
• 2 方案的分析与设计17-26
• 2.1 方案的设计原则与相关技术指标要求17-18
• 2.2 系统的组成与功能18-20
• 2.2.1 系统的组成18-20
• 2.2.2 系统的功能20
• 2.3 具体模块方案设计20-25
• 2.3.1 数据采存模块硬件电路方案设计20-22
• 2.3.2 控制逻辑方案设计22-23
• 2.3.3 信号调理模块方案设计23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 数据采存硬件设计26-38
• 3.1 供电模块硬件电路设计26-30
• 3.1.1 智能供电监测管理模块26-27
• 3.1.2 锂电池充电模块27-29
• 3.1.3 线性稳压模块29-30
• 3.1.4 电压监测模块30
• 3.2 主控制模块硬件电路设计30-36
• 3.2.1 FPGA 配置电路设计31
• 3.2.2 指令信号接口电路设计31-33
• 3.2.3 模拟开关切换电路设计33-35
• 3.2.4 模数转换电路设计35-36
• 3.3 存储器模块硬件电路设计36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 控制逻辑设计38-47
• 4.1 主控制模块逻辑设计38-41
• 4.1.1 指令信号消抖模块逻辑设计38-39
• 4.1.2 模拟开关切换、AD7667 模数转换时序控制逻辑设计39-41
• 4.1.3 主控制模块 FPGA 内的 FIFO 缓冲设计41
• 4.2 存储器模块逻辑设计41-46
• 4.3 本章小结46-47
• 5 关键信号调理电路设计47-63
• 5.1 温度信号调理设计47-53
• 5.1.1 温度传感器电缆网设计48-51
• 5.1.2 温度信号前端放大与 RFI 滤波电路的设计51-52
• 5.1.3 后级滤波电路设计52-53
• 5.2 惯组信号调理设计53-58
• 5.2.1 惯组测量原理与误差分析54-56
• 5.2.2 惯组信号预调理电路设计56-58
• 5.3 脉压信号调理设计58-62
• 5.3.1 传感器供电模块设计59-60
• 5.3.2 预调理电路设计60-62
• 5.4 本章小结62-63
• 6 系统的功能测试与分析63-72
• 6.1 环境适应性实验63-64
• 6.1.1 数据记录器随机振动实验63-64
• 6.1.2 温度循环实验64
• 6.1.3 上电老练实验64
• 6.2 整体性能测试64-66
• 6.3 关键信号测试与分析66-71
• 6.3.1 温度信号测试与分析66-67
• 6.3.2 惯组信号测试与分析67-69
• 6.3.3 脉压信号测试与分析69-71
• 6.4 本章小结71-72
• 7 工作总结与展望72-74
• 7.1 工作总结72-73
• 7.2 工作展望73-74
• 参考文献74-77
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及所取得的研究成果77-78
• 致谢78-79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：969955