旋转弹转速、炮口速度及章动参数测试技术研究
发布时间：2024-06-01 17:21
高速旋转弹外弹道参数的测试为武器弹药的精确化设计提供了重要依据。弹丸炮口速度对于评定火炮系统的弹道性能有着重要作用；章动参数是判断弹丸的飞行是否稳定及飞行过程中是否发生早炸的直接因素。 针对现有外弹道参数测试技术存在测试装置结构复杂、恶劣环境下数据难以获取、整个外弹道测试难度大，本文对旋转弹转速、炮口速度及章动参数测试技术展开研究。运用自行研制的柔性薄膜线圈式地磁传感器（原理为：安装在弹体表面的地磁线圈随弹体一起旋转切割磁感线产生周期性的感应信号），依据弹载存储测试技术设计了旋转弹转速测试系统。同时，提出了一种运用弹丸转速信息解算弹丸炮口速度及章动参数的新方法：运用弹丸炮口转速及缠度解算弹丸的炮口速度；提取转速曲线的包络解算弹丸的章动参数。 本文的主要研究内容如下： （1）研究了地磁场理论，设计了薄膜线圈式地磁传感器；采用弹载存储测试技术设计了旋转弹转速测试系统，实现了弹丸外弹道转速信号的精确测量； （2）推导出弹丸炮口速度的解算公式，依据旋转弹的飞行稳定性理论，建立弹丸章动运动模型，推导出弹丸章动周期及章动角的解算公式； （3）研究了信号的HHT时频分析方法，运用该方法对转速信号进行...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 弹丸炮口速度测试技术的研究现状
1.2.2 弹丸章动参数测试技术的研究现状
1.2.3 短距离无线通信技术的研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 弹丸炮口速度、章动参数解算方法的研究
2.1 相关理论研究
2.1.1 飞行稳定性理论
2.1.2 地磁场理论
2.2 弹丸炮口速度的解算方法
2.3 弹丸章动参数系统模型的建立
2.3.1 弹丸章动的定义及系统模型的建立
2.3.2 弹丸章动的测量参数
2.3.3 解算弹丸章动参数的总体方案
2.4 弹丸章动周期的解算方案
2.5 弹丸章动角的解算方案
2.5.1 弹丸章动角的解算流程
2.5.2 弹丸章动角的解算方法
3 转速测试系统的硬件设计
3.1 转速测试系统总体方案的确定
3.1.1 转速传感器的选择
3.1.2 弹载存储测试方案的选择
3.2 转速测试系统的设计原则
3.2.1 被测信号的特点
3.2.2 转速测试系统需满足的测试要求
3.3 转速测试系统的技术指标
3.4 转速测试系统的总体设计
3.4.1 转速测试系统的硬件组成
3.4.2 转速测试系统的总体工作流程
3.5 薄膜线圈式地磁传感器设计
3.6 电源管理电路设计
3.7 信号调理电路设计
3.7.1 放大电路设计
3.7.2 滤波电路设计
3.8 信号采集与存储电路设计
3.8.1 信号采集电路设计
3.8.2 信号存储电路设计
3.9 RF 射频通信接口设计
3.9.1 CC430 的无线射频模块（RF1A）
3.9.2 天线的选型及天线匹配网络
3.9.3 无线射频通信方式设计
3.9.4 无线射频节能设计
4 试验及实测数据分析计算
4.1 转速测试系统的校准
4.2 信号时频分析理论
4.3 希尔伯特-黄变换（HHT）理论
4.3.1 希尔伯特-黄变换（HHT）理论概述
4.3.2 经验模态分解（EMD）理论
4.4 基于希尔伯特-黄变换法的信号时频分析
4.4.1 瞬时频率与 Hilbert 谱
4.4.2 仿真信号的频谱分析
4.5 弹丸转速信号的数据分析计算
4.5.1 弹丸转速的计算
4.5.2 弹丸转速信号的频谱分析
4.6 弹丸炮口速度的计算
4.7 弹丸章动参数的计算
4.7.1 希尔伯特-黄变换法提取信号包络的原理
4.7.2 希尔伯特-黄变换法在提取转速信号包络中的应用
4.7.3 弹丸章动周期的计算
4.7.4 弹丸章动角的计算
5 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 本文的主要创新点及进一步工作
5.2.1 本文的主要创新点
5.2.2 进一步工作
5.3 课题的展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研工作
致谢
本文编号：3986222
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 弹丸炮口速度测试技术的研究现状
1.2.2 弹丸章动参数测试技术的研究现状
1.2.3 短距离无线通信技术的研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 弹丸炮口速度、章动参数解算方法的研究
2.1 相关理论研究
2.1.1 飞行稳定性理论
2.1.2 地磁场理论
2.2 弹丸炮口速度的解算方法
2.3 弹丸章动参数系统模型的建立
2.3.1 弹丸章动的定义及系统模型的建立
2.3.2 弹丸章动的测量参数
2.3.3 解算弹丸章动参数的总体方案
2.4 弹丸章动周期的解算方案
2.5 弹丸章动角的解算方案
2.5.1 弹丸章动角的解算流程
2.5.2 弹丸章动角的解算方法
3 转速测试系统的硬件设计
3.1 转速测试系统总体方案的确定
3.1.1 转速传感器的选择
3.1.2 弹载存储测试方案的选择
3.2 转速测试系统的设计原则
3.2.1 被测信号的特点
3.2.2 转速测试系统需满足的测试要求
3.3 转速测试系统的技术指标
3.4 转速测试系统的总体设计
3.4.1 转速测试系统的硬件组成
3.4.2 转速测试系统的总体工作流程
3.5 薄膜线圈式地磁传感器设计
3.6 电源管理电路设计
3.7 信号调理电路设计
3.7.1 放大电路设计
3.7.2 滤波电路设计
3.8 信号采集与存储电路设计
3.8.1 信号采集电路设计
3.8.2 信号存储电路设计
3.9 RF 射频通信接口设计
3.9.1 CC430 的无线射频模块（RF1A）
3.9.2 天线的选型及天线匹配网络
3.9.3 无线射频通信方式设计
3.9.4 无线射频节能设计
4 试验及实测数据分析计算
4.1 转速测试系统的校准
4.2 信号时频分析理论
4.3 希尔伯特-黄变换（HHT）理论
4.3.1 希尔伯特-黄变换（HHT）理论概述
4.3.2 经验模态分解（EMD）理论
4.4 基于希尔伯特-黄变换法的信号时频分析
4.4.1 瞬时频率与 Hilbert 谱
4.4.2 仿真信号的频谱分析
4.5 弹丸转速信号的数据分析计算
4.5.1 弹丸转速的计算
4.5.2 弹丸转速信号的频谱分析
4.6 弹丸炮口速度的计算
4.7 弹丸章动参数的计算
4.7.1 希尔伯特-黄变换法提取信号包络的原理
4.7.2 希尔伯特-黄变换法在提取转速信号包络中的应用
4.7.3 弹丸章动周期的计算
4.7.4 弹丸章动角的计算
5 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 本文的主要创新点及进一步工作
5.2.1 本文的主要创新点
5.2.2 进一步工作
5.3 课题的展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研工作
致谢
本文编号：3986222
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