弹载加速度记录仪系统软件设计与实现

发布时间：2023-02-21 14:02

　　本文的主要内容是设计并实现弹载加速度记录仪系统,并在深入分析中国兵器集团公司某厂炮射弹药大过载软回收系统弹载加速度测试的实际需要基础上,设计了一种大容量固态式弹载加速度记录仪。并在此弹载加速度记录仪硬件平台上设计并实现其软件系统。针对系统技术指标内容的要求,设计出系统总体方案;针对高采样率、大容量、测试精度及数据安全性等指标的优化要求,完成系统硬件及软件的设计;针对记录仪功能及可靠性的测试需求,提出性能测试指标及完整的测试方案,以满足项目的需求。本文首先根据项目指标要求,总体分析了系统的性能要求,在此基础上设计了一款FPGA为硬件基础平台、FLASH为存储介质、压电加速度传感器为检测装置的弹载加速度记录仪系统;其次,文章全面介绍了弹载加速度记录仪硬件平台当中的核心技术,包含各模拟电路设计、数字电路设计。通过对SOPC设计开发工具、Verilog语言、模块化设计思想的介绍,详细叙述了弹载加速度记录仪系统的软件实现方法。文章使用UML软件建模技术来描述SDRAM、ADC、FIFO、FLASH、USB及WiFi模块控制器驱动的软件设计,同时应用了小波分解和重构算法对加速度信号高幅值的连续高频...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题的研究背景及意义
    1.2 弹载记录仪国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 弹载记录仪信号处理方法现状
    1.3 课题来源及主要工作
    1.4 本章小结
2 弹载加速度记录仪及其硬件系统总体设计
    2.1 系统整体设计原则
        2.1.1 可实现功能性原则
        2.1.2 最优结构原则
    2.2 系统指标分析及总体方案
        2.2.1 系统指标分析
            2.2.1.1 系统指标
            2.2.1.2 系统指标分析
            2.2.1.3 炮射弹药大过载软件回收系统中的特殊指标
        2.2.2 总体方案设计
            2.2.2.1 系统设计与开发的步骤
            2.2.2.2 系统总体设计
            2.2.2.3 系统工作流程
    2.3 弹载加速度记录仪系统模拟电路设计
        2.3.1 电荷放大器模型
        2.3.2 归一化电路模型
        2.3.3 信号调理电路模型
        2.3.4 系统级模拟电路UML模型
    2.4 弹载加速度记录仪系统数字电路设计
        2.4.1 FPGA核心控制模块模型
        2.4.2 ADC模块模型
        2.4.3 数据链路模块模型
        2.4.4 系统级数字电路UML模型
    2.5 本章小结
3 弹载加速度记录仪系统软件设计
    3.1 弹载加速度记录仪系统软件设计总体思路
    3.2 弹载加速度记录仪FPGA控制程序设计
        3.2.1 SDRAM控制器模型
        3.2.2 ADC控制器模型
        3.2.3 FIFO控制器模型
        3.2.4 FLASH控制器模型
    3.3 弹载加速度记录仪数据链路驱动软件设计
    3.4 弹载加速度记录仪加密模块程序设计
    3.5 弹载加速度记录仪上位机软件设计
    3.6 弹载加速度记录仪信号小波分析技术
        3.6.1 小波分析概述
        3.6.2 基于MATLAB的常用小波基函数
        3.6.3 弹载加速度记录仪信号的小波分析
    3.7 本章小结
4 弹载加速度记录仪系统实验及分析
    4.1 弹载加速度记录仪系统功能模块调试
        4.1.1 电荷放大器校准实验
            4.1.1.1 研究方法
            4.1.1.2 结果分析
        4.1.2 ADC采集标定实验
        4.1.3 FLASH芯片坏块检测实验
    4.2 弹载加速度记录仪系统软件测试验证
        4.2.1 下位机软件测试验证
        4.2.2 上位机软件测试验证
        4.2.3 小波分析测试验证
    4.3 实弹试验
    4.4 本章小结
5 总结和展望
    5.1 论文总结
    5.2 未来展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3747631