高动态平台的参数测试技术研究

发布时间：2023-02-05 17:52

　　弹体在飞行过程中的相关动态参数的获取对于分析弹体性能有着重要的意义,它能为验证、优化系统设计、产品验收提供重要的参考价值。本文以某型号火箭弹的动态参数测试要求为背景,根据测试要求和信号特点设计、研制了高动态平台的参数测试系统。 首先,在对地磁场知识做了简要介绍的基础上,对几种常用磁性传感的原理、性能作了分析和对比,结合本系统的测试要求和特点,针对不同的测试环境,分别选用线圈式地磁传感器作为系统的高量程转速测量单元,选用角速度传感器作为系统的低量程转速测量单元。 其次,在对高动态的参数测试系统的功能进行划分后,完成了数据采集系统和参数测量系统的设计,数据采集系统通过FPGA控制模数据转换器对三路模拟信号进行采样,并实时存储至（?）Flash存储阵列中。参数测量系统选用STM32为主控芯片,通过多种传感器实现了对弹体转速、加速度、姿态、环境参数的测量。 再次,设计了上位机软件用于读取、处理测量数据,在Simulink中建立系统模型,分析测量数据,计算弹体姿态,并通过Matlab的虚拟现实工具箱实现了弹体飞行过程的虚拟演示。 最后,通过实验对本系统进行了综合测试,验证... 

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 弹体转速研究现状
        1.2.2 弹载数据采集装置研究现状
    1.3 本文的主要工作
2. 高动态平台参数测量的基础
    2.1 地磁场基本理论
    2.2 常用地磁传感器
    2.3 MEMS陀螺仪技术
        2.3.1 MEMS陀螺仪概述
        2.3.2 MEMS陀螺仪工作原理
    2.4 数据采样理论
        2.4.1 奈奎斯特(Nyquist)采样定理
        2.4.2 带通信号采样定理
    2.5 高速ADC设计
3. 测试系统要求与总体方案设计
    3.1 高动态平台测试系统设计要求
    3.2 高动态平台测试系统设计原则
    3.3 系统总体方案设计
        3.3.1 主控芯片选择
        3.3.2 非易失存储器选择
        3.3.3 数据采集系统组成
        3.3.4 参数测量系统组成
4. 数据采集系统设计
    4.1 硬件电路设计
        4.1.1 FPGA核心电路设计
        4.1.2 模数转换电路设计
        4.1.3 数据存储电路设计
        4.1.4 USB通信电路设计
        4.1.5 电源电路设计
    4.2 FPGA程序设计与调试
        4.2.1 FPGA模块划分
        4.2.2 LTC1405控制模块
        4.2.3 MAX1309控制模块
        4.2.4 NAND FLASH控制器模块
        4.2.5 USB控制器模块
        4.2.6 仲裁器模块
    4.3 上位机软件设计
5. 参数测量系统设计
    5.1 硬件电路设计
        5.1.1 STM32核心电路设计
        5.1.2 温湿度传感器电路设计
        5.1.3 气压传感器电路设计
        5.1.4 实时时钟电路设计
        5.1.5 SD卡接口电路设计
        5.1.6 NAND FLASH存储电路设计
        5.1.7 LSM303DLH电路设计
        5.1.8 转速测量电路设计
        5.1.9 模数转换电路设计
        5.1.10 电源电路设计
    5.2 参数测量系统软件设计
        5.2.1 参数测量系统总体软件设计
        5.2.2 LSM303DLH程序设计
        5.2.3 BMP085程序设计
        5.2.4 MAX11045程序设计
        5.2.5 SD卡程序设计
        5.2.6 DS3231M程序设计
6. 实验测试与数据处理
    6.1 数据采集系统测试
        6.1.1 功能测试
        6.1.2 联调测试
    6.2 参数测量系统测试
        6.2.1 姿态计算
        6.2.2 环境参数测试
7. 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录A
附录B
附录C



本文编号：3735419