高速气炮撞击实验测控系统设计与实现

发布时间：2022-01-02 15:22

　　人类航天事业的不断发展的同时空间碎片的数量也日益增多,严重威胁着航天器的安全。对于直径小于10cm的碎片,可以通过增加航天器表面的强度,尤其是重要的工作部位的强度来减小它撞击带来的破坏,为此需要在地面进行一系列的超高速撞击模拟实验来验证防护设计方案并且为其提供可靠的数据。二级轻气炮是目前应用最广泛的超高速弹丸驱动设备,对弹丸质量、尺寸和材料有较宽的适应范围,对同一速度的可重复性好。在二级轻气炮撞击实验中,弹丸速度是很重要的参数,对最终实验结果的分析有重要的参考价值；同时,由于现场存在高压气体和撞击试验产生的破片,使得实验存在危险性,远程控制系统应运而生。本文以航空某研究所的二级轻气炮实验系统为研究对象,融合了计算机技术,通信技术,传感器技术,完成了二级轻气炮的自动控制和弹丸速度测量。本文主要内容如下：（1）第一章阐述了本文研究内容的意义及研究现状,简单介绍了二级轻气炮的工作原理,最后介绍几种常用的测速方法,总结了各自的优缺点,（2）第二章介绍了二级轻气炮控制系统的组成,描述了传感器和执行机构的性能,阐述了控制模块设计思想,设计了基于单片机和PCI采集卡的数据采集系统,二级轻气炮可在手动... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 二级轻气炮实验系统
    1.4 测速技术
        1.4.1 接触型区截装置
        1.4.2 非接触型区截装置
    1.5 主要研究内容
第2章 二级轻气炮测控系统
    2.1 实验系统分析及设计方案
        2.1.1 系统基本组成
        2.1.2 测控系统方案
    2.2 数据采集系统设计
        2.2.1 系统功能
        2.2.2 设计方案
        2.2.3 显示模块设计
    2.3 执行元件控制电路
        2.3.1 阀门控制电路
        2.3.2 电磁阀控制系统设计
        2.3.3 高速相机拍摄原理
    2.4 本章小结
第3章 控制系统软件设计
    3.1 控制系统软件结构
    3.2 上位机控制系统软件设计
        3.2.1 界面说明
        3.2.2 参数设置
    3.3 数据采集系统软件设计
        3.3.1 数据采集模块设计
        3.3.2 数据处理模块设计
        3.3.3 串口模块设置
        3.3.4 单片机A/D转换流程
        3.3.5 显示数据模块软件设计
    3.4 本章小结
第4章 测速系统设计
    4.1 测速系统工作原理及方案
    4.2 测速系统的组成
        4.2.1 红光源
        4.2.2 光电探测器
        4.2.3 凸透镜
        4.2.4 元器件参数
    4.3 测速系统的设计
        4.3.1 测速平台的设计
        4.3.2 测速电路的总体设计
    4.4 测速电路功能模块实现
        4.4.1 光电检测模块设计
        4.4.2 单片机控制和DSP通信模块
        4.4.3 脉冲发生器电路设计
        4.4.4 区截时间的计量
        4.4.5 液晶显示模块
    4.5 实验室测试实验
    4.6 本章小结
第5章 实验及结果分析
    5.1 二级轻气炮实验
        5.1.1 气炮实验步骤
        5.1.2 实验条件与结果
    5.2 误差分析
        5.2.1 时间间隔测量及其误差分析
        5.2.2 靶距测量及其误差分析
    5.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STC12C5410AD设计10位高精度ADC[J]. 郭明明,尚朝轩,韩壮志,何强.  现代电子技术. 2012(10)
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[3]基于AVR系列单片机的多功能信号发生器的设计[J]. 李翔宇.  科学之友. 2012(01)
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硕士论文
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[8]数字式频率合成器的研究与设计[D]. 雷立云.湖南大学 2007
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[10]基于PC机平台的速度测试系统研制[D]. 王元山.南京理工大学 2003



本文编号：3564415