主动式双光幕精密测速系统设计
发布时间：2022-11-07 19:50
随着电子和光学技术的发展,光幕测速技术也得到了飞速发展。由于光幕靶具有抗干扰能力强、精度高、重复性好等优点,在测速系统中已逐渐替代了传统的线圈靶等速度测量方法,得到了越来越广泛的应用。实验室已经成功研制出框架式光幕测速系统,通过了模拟和靶场实验,证明了理论的可行性。但也存在靶面面积小且不连续、不易安装调节、抗干扰性差等问题。因此,有必要对光幕测速系统进行改进。 本文针对国内光幕靶普遍存在的靶面小、灵敏度低、容易误判以及无法满足连发测量等问题,提出了主动式双光幕精密测速系统的整体方案。对光电探测器接收信号进行了能量分析,设计了光学模块的结构参数,根据大靶面的设计要求,选择了合适的激光器和探测器,完成了系统光学模块的设计。针对有效信号幅度小、易受蚊虫干扰等问题,设计了由预处理、滤波放大和整流三部分组成的模拟探测电路,具有较强的抗干扰性,有效解决了信噪比低、误触发等问题,提高系统的准确性。完成了测速系统机械模块的设计、加工和装调。完成了系统控制单元的设计,包括基于ARM的嵌入式软硬件设计调试和上位机软件的调试。进行了相关的实验室模拟实验和靶场实验。结果表明,该系统受环境影响较小,能够满...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 弹丸测速技术发展现状
1.2.1 接触式测量法
1.2.2 非接触式测量法
1.3 光幕测速技术发展现状
1.4 论文主要工作
第二章 测量原理及系统总体设计方案
2.1 测量系统基本原理及总体设计方案
2.2 探测单元设计方案
2.2.1 光学模块设计
2.2.2 探测电路模块设计
2.2.3 机械调节模块设计
2.3 控制单元设计方案
2.4 本章小结
第三章 探测单元的设计与实现
3.1 光学模块的设计与实现
3.1.1 能量分析
3.1.2 光学模块参数设计
3.1.3 器件选择
3.2 探测电路模块的设计与实现
3.2.1 信号与噪声特性分析
3.2.2 预处理电路
3.2.3 滤波放大电路
3.2.4 整流电路
3.3 机械调节模块的设计与实现
3.3.1 激光器安装调节结构
3.3.2 镜头角度调节结构
3.3.3 支撑调节结构
3.4 本章小结
第四章 控制单元的设计与实现
4.1 ARM 控制模块的设计
4.2 CPLD 逻辑控制模块的设计
4.3 数据采集模块的设计
4.4 数据存储模块的设计
4.5 外部通信模块的设计
4.6 上位机控制程序的设计
4.6.1 通讯控制
4.6.2 参数设置
4.6.3 数据处理
4.6.4 软件操作流程
4.7 本章小结
第五章 实验与结果分析
5.1 模拟实验
5.2 靶场实地测量
5.2.1 系统装调及标定
5.2.2 靶场实验
5.2.3 误差分析
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双激光幕的弹丸初速测量系统研究[J]. 褚凌越,高进,李超位. 火炮发射与控制学报. 2010(01)
[2]光幕靶测试系统测量不确定度分析[J]. 唐孝容,汪斌,谭多望,高宁,李剑峰. 核电子学与探测技术. 2009(05)
[3]基于天幕靶的弹丸过靶信息探测提取方法的研究[J]. 董华,倪晋平,王铁岭. 核电子学与探测技术. 2009(04)
[4]基于电磁感应的线圈靶引信保险距离试验方法[J]. 吴晓颖,张万君,杜恩祥,杨军. 探测与控制学报. 2009(03)
[5]一种大面积抗干扰高射频激光光幕靶设计[J]. 张智诠,徐达,罗建华,王磊. 光学技术. 2009(03)
[6]光电探测靶探测性能分析[J]. 李翰山,高俊钗,雷志勇,王泽民. 电光与控制. 2008(07)
[7]基于大靶面光幕靶30mm口径弹丸速度测试技术[J]. 倪晋平,蔡荣立,田会,冯斌. 测试技术学报. 2008(01)
[8]一种抗光干扰光幕靶的设计与改进[J]. 蔡荣立,倪晋平,田会. 光学技术. 2006(05)
[9]高速运动目标的光电精密测速系统误差分析[J]. 黄战华,刘淼,张伊馨,蔡怀宇,张以谟. 光电工程. 2006(03)
[10]红外光幕靶测速系统和精度分析[J]. 刘群华,施浣芳,阎秉先,韩峰,蔡荣立. 光子学报. 2004(11)
硕士论文
[1]收发一体化光幕靶测试技术研究[D]. 石林.西安工业大学 2010
[2]主动式激光光幕测速系统的研究[D]. 孟南.天津大学 2010
[3]基于红外光幕靶的曳光弹测试技术研究[D]. 信强.西安工业大学 2010
[4]反射式光幕精密测速系统研究[D]. 王文涛.天津大学 2009
[5]光信号时间间隔异地精密测量技术研究[D]. 赵杰.天津大学 2009
[6]高速运动物体制动全过程速度测量研究[D]. 于烨军.上海交通大学 2009
[7]基于ARM7的多相位交通信号控制器开发与实现[D]. 郑蓉.上海交通大学 2009
[8]双光幕精密测速系统设计[D]. 王东.天津大学 2008
[9]基于LPC2220的智能家居远程控制系统[D]. 芦健.厦门大学 2007
[10]单片全集成RC有源滤波器的设计[D]. 滕颖.天津大学 2007
本文编号：3704296
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 弹丸测速技术发展现状
1.2.1 接触式测量法
1.2.2 非接触式测量法
1.3 光幕测速技术发展现状
1.4 论文主要工作
第二章 测量原理及系统总体设计方案
2.1 测量系统基本原理及总体设计方案
2.2 探测单元设计方案
2.2.1 光学模块设计
2.2.2 探测电路模块设计
2.2.3 机械调节模块设计
2.3 控制单元设计方案
2.4 本章小结
第三章 探测单元的设计与实现
3.1 光学模块的设计与实现
3.1.1 能量分析
3.1.2 光学模块参数设计
3.1.3 器件选择
3.2 探测电路模块的设计与实现
3.2.1 信号与噪声特性分析
3.2.2 预处理电路
3.2.3 滤波放大电路
3.2.4 整流电路
3.3 机械调节模块的设计与实现
3.3.1 激光器安装调节结构
3.3.2 镜头角度调节结构
3.3.3 支撑调节结构
3.4 本章小结
第四章 控制单元的设计与实现
4.1 ARM 控制模块的设计
4.2 CPLD 逻辑控制模块的设计
4.3 数据采集模块的设计
4.4 数据存储模块的设计
4.5 外部通信模块的设计
4.6 上位机控制程序的设计
4.6.1 通讯控制
4.6.2 参数设置
4.6.3 数据处理
4.6.4 软件操作流程
4.7 本章小结
第五章 实验与结果分析
5.1 模拟实验
5.2 靶场实地测量
5.2.1 系统装调及标定
5.2.2 靶场实验
5.2.3 误差分析
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双激光幕的弹丸初速测量系统研究[J]. 褚凌越,高进,李超位. 火炮发射与控制学报. 2010(01)
[2]光幕靶测试系统测量不确定度分析[J]. 唐孝容,汪斌,谭多望,高宁,李剑峰. 核电子学与探测技术. 2009(05)
[3]基于天幕靶的弹丸过靶信息探测提取方法的研究[J]. 董华,倪晋平,王铁岭. 核电子学与探测技术. 2009(04)
[4]基于电磁感应的线圈靶引信保险距离试验方法[J]. 吴晓颖,张万君,杜恩祥,杨军. 探测与控制学报. 2009(03)
[5]一种大面积抗干扰高射频激光光幕靶设计[J]. 张智诠,徐达,罗建华,王磊. 光学技术. 2009(03)
[6]光电探测靶探测性能分析[J]. 李翰山,高俊钗,雷志勇,王泽民. 电光与控制. 2008(07)
[7]基于大靶面光幕靶30mm口径弹丸速度测试技术[J]. 倪晋平,蔡荣立,田会,冯斌. 测试技术学报. 2008(01)
[8]一种抗光干扰光幕靶的设计与改进[J]. 蔡荣立,倪晋平,田会. 光学技术. 2006(05)
[9]高速运动目标的光电精密测速系统误差分析[J]. 黄战华,刘淼,张伊馨,蔡怀宇,张以谟. 光电工程. 2006(03)
[10]红外光幕靶测速系统和精度分析[J]. 刘群华,施浣芳,阎秉先,韩峰,蔡荣立. 光子学报. 2004(11)
硕士论文
[1]收发一体化光幕靶测试技术研究[D]. 石林.西安工业大学 2010
[2]主动式激光光幕测速系统的研究[D]. 孟南.天津大学 2010
[3]基于红外光幕靶的曳光弹测试技术研究[D]. 信强.西安工业大学 2010
[4]反射式光幕精密测速系统研究[D]. 王文涛.天津大学 2009
[5]光信号时间间隔异地精密测量技术研究[D]. 赵杰.天津大学 2009
[6]高速运动物体制动全过程速度测量研究[D]. 于烨军.上海交通大学 2009
[7]基于ARM7的多相位交通信号控制器开发与实现[D]. 郑蓉.上海交通大学 2009
[8]双光幕精密测速系统设计[D]. 王东.天津大学 2008
[9]基于LPC2220的智能家居远程控制系统[D]. 芦健.厦门大学 2007
[10]单片全集成RC有源滤波器的设计[D]. 滕颖.天津大学 2007
本文编号：3704296
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3704296.html
