基于弹引系统动态特性的侵彻起爆控制技术
发布时间：2020-12-28 15:04
随着战争防御工事的发展,一些具有重要战略价值的军事目标（指挥中心、武器库等）已从地上转入地下,防御结构越来越复杂坚固,隐蔽性越来越强。智能化引信大大增强了钻地弹对地下复杂目标的打击能力,使钻地弹不仅能对付地下井、坑道等结构简单的目标,而且还能对地下多层建筑和深埋指挥所等结构复杂的目标实施有效打击。硬目标侵彻引信己经从单一固定延时引信发展到多目标多作用方式智能引信,因此研究侵彻引信的智能化具有重要的意义。本文研究了侵彻过载信号的成分,提出了3种软件滤波方法,分析了多层侵彻过载信号粘连的成因,并设计了起爆控制系统和半实物仿真系统。论文的主要贡献和创新性的研究成果简述如下:（1）指出侵彻过载信号分析是单通道盲源分离问题,提出了单通道盲源分离的Wavelet-PCA-ICA方法。侵彻过载信号一般由单个传感器获得,并且侵彻过载信号的峭度值远大于零,是典型的超高斯信号。对信号进行了基于高阶统计量的分解-单通道盲源分离,提出了单通道盲源分离的Wavelet-PCA-ICA方法,得到了分离后的各独立成分与弹引系统各子结构的振动之间的关系,更进一步地,由独立成分的形式研究了各子结构之间在相互作用下的振动...
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：184 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 国外硬目标侵彻引信发展现状及趋势
1.2.2 国内硬目标侵彻引信发展现状及趋势
1.3 本文的研究内容和章节安排
第2章 侵彻过载信号成分分析
2.1 引言
2.2 只考虑弹体时的侵彻过载信号模型
2.2.1 弹侵彻简化模型
2.2.2 仿真分析
2.3 弹引系统子结构特征频率
2.3.1 弹引系统简化模型
2.3.2 子结构轴向振动特征频率
2.3.3 子结构横向振动特征频率
2.4 考虑弹引系统时的侵彻过载信号模型
2.5 侵彻过载信号的Fourier分析
2.6 侵彻过载信号的时频分析
2.6.1 连续小波变换和离散小波变换
2.6.2 小波基函数
2.6.3 侵彻过载信号的db6小波分解
2.6.4 侵彻过载信号的小波时频谱
2.7 侵彻过载信号的盲源分离
2.7.1 盲源分离的基本假设
2.7.2 盲源分离的数学模型
2.7.3 单通道盲源分离
2.7.4 独立分量分析
2.7.5 侵彻过载信号的线性瞬时混合模型
2.7.6 Wavelet-PCA-ICA方法
2.7.7 算法性能仿真研究
2.7.8 侵彻过载信号的Wavelet-PCA-ICA分析
2.8 本章小结
第3章 侵彻过载信息实时处理
3.1 引言
3.2 实时起爆方式
3.3 计行程起爆的滤波算法
3.3.1 拉伊达准则算法
3.3.2 自相关算法
3.3.3 小波滤波算法
3.3.4 非线性自适应算法
3.3.5 四种算法的对比
3.4 多层目标识别的截频准则
3.5 本章小结
第4章 多层侵彻过载信号粘连分析
4.1 引言
4.2 弹体的响应
4.2.1 弹体简化模型及响应
4.2.2 多层侵彻仿真分析
4.3 弹引系统的响应
4.3.1 三自由度弹引系统模型及响应
4.3.2 刚度和阻尼对信号粘连的影响
4.3.3 螺纹连接等效刚度
4.3.4 多层侵彻仿真分析
4.4 本章小结
第5章 硬目标侵彻起爆控制系统
5.1 引言
5.2 侵彻过载记录仪的发展现状
5.3 系统性能指标
5.4 总体方案设计
5.4.1 状态设计理论
5.4.2 起爆控制系统总体方案
5.5 系统硬件设计
5.5.1 信息获取模块
5.5.2 信息转换模块
5.5.3 DSP信息处理模块
5.5.4 目标信息存储模块
5.5.5 系统电源模块
5.6 系统软件设计
5.7 灌封强化和装配
5.8 实验测试
5.8.1 实验设备
5.8.2 起爆控制系统测试
5.9 基于MCU的低功耗设计
5.9.1 系统级功耗
5.9.2 降低系统级功耗的方法
5.9.3 低功耗起爆控制系统
5.10 本章小结
第6章 侵彻引信半实物仿真系统
6.1 引言
6.2 半实物仿真系统总体设计
6.2.1 半实物仿真理论
6.2.2 半实物仿真系统总体方案
6.3 仿真系统硬件设计
6.3.1 发送模拟信号模块
6.3.2 起爆控制模块
6.3.3 模拟显示模块
6.4 仿真系统软件设计
6.5 半实物仿真系统测试
6.6 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 本文的主要贡献和创新
7.2 研究展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
作者简介
本文编号：2943967
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：184 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 国外硬目标侵彻引信发展现状及趋势
1.2.2 国内硬目标侵彻引信发展现状及趋势
1.3 本文的研究内容和章节安排
第2章 侵彻过载信号成分分析
2.1 引言
2.2 只考虑弹体时的侵彻过载信号模型
2.2.1 弹侵彻简化模型
2.2.2 仿真分析
2.3 弹引系统子结构特征频率
2.3.1 弹引系统简化模型
2.3.2 子结构轴向振动特征频率
2.3.3 子结构横向振动特征频率
2.4 考虑弹引系统时的侵彻过载信号模型
2.5 侵彻过载信号的Fourier分析
2.6 侵彻过载信号的时频分析
2.6.1 连续小波变换和离散小波变换
2.6.2 小波基函数
2.6.3 侵彻过载信号的db6小波分解
2.6.4 侵彻过载信号的小波时频谱
2.7 侵彻过载信号的盲源分离
2.7.1 盲源分离的基本假设
2.7.2 盲源分离的数学模型
2.7.3 单通道盲源分离
2.7.4 独立分量分析
2.7.5 侵彻过载信号的线性瞬时混合模型
2.7.6 Wavelet-PCA-ICA方法
2.7.7 算法性能仿真研究
2.7.8 侵彻过载信号的Wavelet-PCA-ICA分析
2.8 本章小结
第3章 侵彻过载信息实时处理
3.1 引言
3.2 实时起爆方式
3.3 计行程起爆的滤波算法
3.3.1 拉伊达准则算法
3.3.2 自相关算法
3.3.3 小波滤波算法
3.3.4 非线性自适应算法
3.3.5 四种算法的对比
3.4 多层目标识别的截频准则
3.5 本章小结
第4章 多层侵彻过载信号粘连分析
4.1 引言
4.2 弹体的响应
4.2.1 弹体简化模型及响应
4.2.2 多层侵彻仿真分析
4.3 弹引系统的响应
4.3.1 三自由度弹引系统模型及响应
4.3.2 刚度和阻尼对信号粘连的影响
4.3.3 螺纹连接等效刚度
4.3.4 多层侵彻仿真分析
4.4 本章小结
第5章 硬目标侵彻起爆控制系统
5.1 引言
5.2 侵彻过载记录仪的发展现状
5.3 系统性能指标
5.4 总体方案设计
5.4.1 状态设计理论
5.4.2 起爆控制系统总体方案
5.5 系统硬件设计
5.5.1 信息获取模块
5.5.2 信息转换模块
5.5.3 DSP信息处理模块
5.5.4 目标信息存储模块
5.5.5 系统电源模块
5.6 系统软件设计
5.7 灌封强化和装配
5.8 实验测试
5.8.1 实验设备
5.8.2 起爆控制系统测试
5.9 基于MCU的低功耗设计
5.9.1 系统级功耗
5.9.2 降低系统级功耗的方法
5.9.3 低功耗起爆控制系统
5.10 本章小结
第6章 侵彻引信半实物仿真系统
6.1 引言
6.2 半实物仿真系统总体设计
6.2.1 半实物仿真理论
6.2.2 半实物仿真系统总体方案
6.3 仿真系统硬件设计
6.3.1 发送模拟信号模块
6.3.2 起爆控制模块
6.3.3 模拟显示模块
6.4 仿真系统软件设计
6.5 半实物仿真系统测试
6.6 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 本文的主要贡献和创新
7.2 研究展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
作者简介
本文编号：2943967
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