多通道加速度傳感器在振動(dòng)位移測(cè)量中的研究.pdf

1、火炮射擊時(shí)，發(fā)射火藥瞬時(shí)燃燒產(chǎn)生的巨大的氣流膨脹力，以及高速運(yùn)動(dòng)中的彈丸與炮膛之間的摩擦力，都會(huì)導(dǎo)致炮口發(fā)生振動(dòng)。而這種振動(dòng)也會(huì)反過來(lái)影響彈丸產(chǎn)生起始擾動(dòng)，進(jìn)而影響到火炮的射擊精度，以及對(duì)打擊目標(biāo)的殺傷力和破壞力。因此，業(yè)內(nèi)常選擇炮口的振動(dòng)位移作為炮口振動(dòng)影響火炮射擊精度的指標(biāo)之一。
　　由于火炮發(fā)射后，炮管附近會(huì)產(chǎn)生煙霧、炮口焰等復(fù)雜的環(huán)境因素，其對(duì)測(cè)量?jī)x器的安全性和可靠性有很高的要求，因此對(duì)于炮口振動(dòng)位移的測(cè)量通常采用的是非接

2、觸式的測(cè)量方法。該類方法測(cè)量精度較高，但是由于測(cè)量?jī)x器安裝不便限制了測(cè)試點(diǎn)個(gè)數(shù)，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行炮口振動(dòng)的全面測(cè)量。近些年隨著MEMS加速度計(jì)的發(fā)展，其體積以及重量變得越來(lái)越小，使得通過接觸式方法測(cè)量炮口振動(dòng)成為一種選擇。
　　本論文設(shè)計(jì)了一套應(yīng)用MEMS加速度計(jì)測(cè)量炮口振動(dòng)位移的加速度采集存儲(chǔ)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對(duì)NAND FLASH編程時(shí)間的有效利用，使其存儲(chǔ)容量擴(kuò)展到16GB。并且充分利用了FPGA內(nèi)部軟核的32位數(shù)據(jù)總線，使該系統(tǒng)

3、能夠同時(shí)采集32通道振動(dòng)數(shù)據(jù)，達(dá)到了全面測(cè)量炮口振動(dòng)的目的。
　　本論文首先介紹了采集存儲(chǔ)系統(tǒng)的硬件搭建以及多通道、數(shù)據(jù)同步采集的實(shí)現(xiàn)方式。然后介紹了加速度信號(hào)處理中直流分量以及多項(xiàng)式趨勢(shì)項(xiàng)的處理方法，重點(diǎn)介紹了本文提出的應(yīng)用于位移轉(zhuǎn)換的半周期積分算法及其優(yōu)化算法。最后通過設(shè)計(jì)的光放大法實(shí)驗(yàn)以及圖像采集法實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該套系統(tǒng)以及相關(guān)理論算法的可行性。
　　本論文主要工作成果:(1)搭建了32通道的加速度傳感器數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)