内弹道多普勒信号模拟软件平台设计

发布时间：2017-04-18 18:08

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【摘要】：弹丸运行速度是衡量枪炮性能的重要指标,也是枪炮设计的重要参数之一,故在内外弹道弹丸各项参数的测试中,弹丸速度测量必不可少。实际中,弹丸速度测量一般采用外场实验的方法,该方法不但成本高、技术难度大、耗时长、动用人力物力巨大,并且测试的效果未必理想,针对这些问题,本文重点设计了内弹道多普勒信号模拟软件,以期实现对实际弹道多普勒信号的真实模拟。在分析内弹道多普勒信号模拟技术指标的基础上,提出了基于PXI总线的多普勒信号模拟软件平台的相关技术指标及整体设计方案,并以此为核心详细介绍了信号生成和信号高速采集软件子系统的设计方案及实现方法。在对内弹道多普勒回波信号进行理论分析及数学建模的基础上,提出了基于DDS技术的多普勒信号模拟子系统设计,通过使用PXIe5442板卡搭建信号模拟子系统硬件平台,按照IVIFGEN仪器驱动类规范编写底层硬件驱动接口函数,利用DDS技术设计子系统上位机软件实现了线性调频信号、多普勒回波信号及噪声信号的模拟和输出。在分析外场环境中采集设备性能指标的基础上,提出了基于数据流盘技术的高速数据采集子系统设计,通过搭建数据采集系统的硬件环境,在Labwindows/CVI软件平台下进行驱动函数库和系统软件的设计,实现了对弹丸多普勒回波信号的实时数据采集、波形显示、时域计算等功能。试验结果表明:设计的内弹道多普勒信号模拟软件平台能够实现多普勒信号的模拟和输出,并具有高速、双通道、大量数据的实时采集功能。
【关键词】：DDS 多普勒信号 高速 数据流盘
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ012.1;TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1．绪论9-13
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 内弹道多普勒信号模拟的国内外现状10-11
• 1.2.2 高速数据获采集系统国内外现状11-12
• 1.3 本论文的研究内容和结构安排12-13
• 2．内弹道多普勒信号模拟软件平台的总体设计13-17
• 2.1 平台总体设计指标要求13-14
• 2.2 软件平台总体设计14-16
• 2.2.1 平台整体设计方案14-15
• 2.2.2 基于DDS技术的多普勒信号模拟子系统设计15
• 2.2.3 基于流盘存储的高速数据采集子系统设计15-16
• 2.3 本章总结16-17
• 3．基于DDS技术的多普勒信号模拟子系统设计17-31
• 3.1 内弹道多普勒回波模型的建立17-23
• 3.1.1 多普勒雷达测速原理17-18
• 3.1.2 多普勒测速雷达工作模型18-19
• 3.1.3 膛内弹丸运动建模19-21
• 3.1.4 弹丸回波信号数学模型21-22
• 3.1.5 噪声数学模型22-23
• 3.2 信号模拟子系统硬件平台搭建23-26
• 3.2.1 利用DDS技术输出扫频信号23-24
• 3.2.2 基于PXIe5442板卡的硬件平台24
• 3.2.3 底层仪器驱动器的设计24-26
• 3.3 信号模拟子系统软件设计26-30
• 3.3.1 软件整体运行结构26-27
• 3.3.2 软件前面板设计27-28
• 3.3.3 后台程序设计28-30
• 3.4 本章小结30-31
• 4．基于数据流盘技术的数据采集子系统31-52
• 4.1 数据采集子系统技术指标31-32
• 4.2 数据采集子系统硬件平台32-42
• 4.2.1 多普勒信号数据流盘存取架构32-33
• 4.2.2 基于PXI5122板卡的硬件平台搭建33
• 4.2.3 子系统仪器驱动库设计33-42
• 4.3 数据采集子系统软件设计42-49
• 4.3.1 软面的整体运行结构42-44
• 4.3.2 前面板设计44-45
• 4.3.3 后台程序设计45-49
• 4.4 子系统测试及分析49-51
• 4.4.1 单次采集测试49-51
• 4.4.2 连续采集测试51
• 4.5 本章小结51-52
• 5．系统平台整体测试与分析52-57
• 5.1 测试方案52
• 5.2 测试结果及分析52-56
• 5.3 本章小结56-57
• 6．总结与展望57-59
• 6.1 总结57
• 6.2 展望57-59
• 参考文献59-62
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果62-63
• 致谢63-64

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本文编号：315446