發(fā)布時(shí)間：2020-11-03 14:35

　　 雙三角臥式聲定位系統(tǒng)盡管已經(jīng)被用于彈著點(diǎn)的坐標(biāo)定位,但其定位精度仍然滿(mǎn)足不了越來(lái)越高的測(cè)試需求。本文從基于雙三角被動(dòng)聲定位原理出發(fā),嘗試系統(tǒng)分析雙三角臥式聲定位系統(tǒng)定位過(guò)程中的誤差因素,并對(duì)其進(jìn)行理論分析與實(shí)驗(yàn)研究,為高精度聲定位裝置的研制奠定基礎(chǔ)。系統(tǒng)研究了雙三角臥式聲定位系統(tǒng)定位過(guò)程中的誤差源及其誤差特性。探討數(shù)學(xué)解算模型和彈丸章動(dòng)角對(duì)定位精度的影響;仿真分析了風(fēng)速與風(fēng)向?qū)Χㄎ痪鹊挠绊�。仿真分析了彈丸入射角�?方位角與俯仰角)引入的定位誤差,確定了定位精度允許范圍內(nèi)的最大入射角;仿真分析了激波信號(hào)速度衰減對(duì)系統(tǒng)定位精度的影響;探討傳感器、信號(hào)調(diào)理電路及特征點(diǎn)提取判斷對(duì)定位精度的影響,并設(shè)計(jì)了驗(yàn)證試驗(yàn),確定了誤差范圍。設(shè)計(jì)誤差源實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái),搭建實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。選擇駐極體式聲傳感器作為激波信號(hào)測(cè)量傳感器,設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路,實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器輸出信號(hào)的濾波、放大及整形處理;基于FPGA與MSP430設(shè)計(jì)了時(shí)差數(shù)據(jù)提取模塊、存儲(chǔ)及通信模塊,實(shí)現(xiàn)了激波信號(hào)的采集、計(jì)算、存儲(chǔ)及遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)發(fā)送功能;基于Labview設(shè)計(jì)了上位機(jī)實(shí)時(shí)控制以及顯示界面。利用誤差源實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái),實(shí)驗(yàn)研究了激波信號(hào)測(cè)量傳感器的一致性以及濾波電路、放大電路和整形電路的相關(guān)參數(shù)對(duì)定位精度的影響。研究了雙三角臥式聲定位系統(tǒng)的標(biāo)調(diào)方法,并設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的標(biāo)調(diào)裝置。設(shè)計(jì)了高頻聲波發(fā)生裝置,通過(guò)波形轉(zhuǎn)換、修正、放大等處理,驅(qū)動(dòng)發(fā)生裝置產(chǎn)生聲信號(hào),用于傳感器及系統(tǒng)電路的特性進(jìn)行分析。設(shè)計(jì)了模擬坐標(biāo)信號(hào)發(fā)生裝置,模擬激波來(lái)臨時(shí)六路時(shí)間信號(hào),用于除傳感器部分的系統(tǒng)的性能分析與測(cè)試。研究了彈道與虛擬測(cè)試靶面的垂直度控制方法,并設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的調(diào)控裝置,減小了實(shí)驗(yàn)時(shí)的由于測(cè)試靶架安裝的不正確引起的定位誤差的影響。設(shè)計(jì)風(fēng)速、入射角度、激波衰減實(shí)驗(yàn),用于驗(yàn)證其仿真分析的正確性。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類(lèi)】：TJ06
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 雙三角臥式聲定位系統(tǒng)存在的問(wèn)題
    1.4 本文主要工作
2 雙三角臥式聲定位系統(tǒng)定位原理及定位裝置組成分析
    2.1 彈丸激波信號(hào)特性分析
    2.2 雙三角臥式聲定位系統(tǒng)定位原理
    2.3 雙三角臥式聲定位系統(tǒng)裝置組成分析
    2.4 本章小結(jié)
3 雙三角臥式聲定位系統(tǒng)定位誤差源分析
    3.1 定位誤差源分析
        3.1.1 激波信號(hào)的產(chǎn)生與傳遞存在的誤差因素
        3.1.2 傳感器采集激波信號(hào)引入的定位誤差
        3.1.3 信號(hào)調(diào)理整形及特征點(diǎn)判讀引入的誤差
        3.1.4 數(shù)學(xué)解算模型及入射角度對(duì)定位誤差的影響
    3.2 解算模型對(duì)定位精度的影響
        3.2.1 雙三角臥式聲定位系統(tǒng)解算模型分析
        3.2.2 激波信號(hào)實(shí)際傳播情況
        3.2.3 解算模型引入定位誤差原因分析
    3.3 彈丸結(jié)構(gòu)對(duì)雙三角臥式聲定位系統(tǒng)定位精度的影響
    3.4 風(fēng)速對(duì)雙三角臥式聲定位系統(tǒng)定位精度影響
        3.4.1 含矢量風(fēng)約束方程推到
        3.4.2 矢量風(fēng)對(duì)報(bào)靶精度影響分析
    3.5 激波衰減對(duì)定位精度的影響
    3.6 方向角與俯仰角對(duì)定位精度的影響
        3.6.1 存在方向角的模型建立
        3.6.2 方向角對(duì)定位誤差影響仿真分析
        3.6.3 存在俯仰角的模型建立
        3.6.4 俯仰角對(duì)定位誤差影響仿真分析
    3.7 傳感器、信號(hào)調(diào)理電路及特征值判讀對(duì)定位誤差的影響
        3.7.1 傳感器對(duì)定位誤差的影響
        3.7.2 調(diào)理電路對(duì)定位誤差的影響
        3.7.3 特征點(diǎn)判讀及時(shí)間差提取引入的定位誤差
        3.7.4 傳感器、調(diào)理電路及特征點(diǎn)判讀引入定位誤差大小分析
    3.8 誤差源的統(tǒng)計(jì)分析
    3.9 本章小結(jié)
4 誤差源實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)搭建
    4.1 傳感器及配合組件選型
        4.1.1 傳感器型號(hào)選擇
        4.1.2 傳感器配合組件選型
    4.2 誤差源驗(yàn)證平臺(tái)電路及程序設(shè)計(jì)
        4.2.1 模擬電路設(shè)計(jì)
        4.2.2 數(shù)字電路設(shè)計(jì)
        4.2.3 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)
        4.2.4 電路對(duì)定位誤差影響驗(yàn)證
    4.3 安裝支架設(shè)計(jì)
    4.4 本章小結(jié)
5 雙三角臥式聲定位系統(tǒng)標(biāo)調(diào)方法研究及標(biāo)調(diào)裝置設(shè)計(jì)
    5.1 傳感器及系統(tǒng)電路參數(shù)調(diào)試方法
        5.1.1 傳感器及系統(tǒng)電路低頻特性調(diào)試方法研究
        5.1.2 傳感器及系統(tǒng)電路高頻特性調(diào)試方法研究及調(diào)試裝置設(shè)計(jì)
    5.2 模擬坐標(biāo)測(cè)試裝置設(shè)計(jì)
    5.3 彈道垂直度控制方法研究
    5.4 本章小結(jié)
6 實(shí)驗(yàn)研究
    6.1 風(fēng)速對(duì)大口徑彈丸定位精度影響研究
        6.1.1 大口徑彈丸射擊實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
        6.1.2 擬合彈道線(xiàn)求取實(shí)際坐標(biāo)值
        6.1.3 系統(tǒng)定位密集度計(jì)算
        6.1.4 大口徑彈丸定位風(fēng)速修正
    6.2 入射角度對(duì)定位精度影響實(shí)驗(yàn)研究
    6.3 激波信號(hào)衰減對(duì)定位系統(tǒng)影響實(shí)驗(yàn)研究
    6.4 本章小結(jié)
7 全文總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)

【參考文獻(xiàn)】

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