本文關(guān)鍵詞：某飛行器動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中多通道數(shù)據(jù)測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：本課題來源于某研究所的彈上測(cè)量系統(tǒng)工程項(xiàng)目，其設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)測(cè)量裝置主要用于采集和存儲(chǔ)某型號(hào)飛行器動(dòng)態(tài)試驗(yàn)過程中彈體沖擊與振動(dòng)、尾罩位移、內(nèi)壁溫度、氣動(dòng)噪聲等環(huán)境參數(shù)，三軸過載與角速率、飛行器運(yùn)動(dòng)速度與加速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)，同時(shí)還檢測(cè)自身的相關(guān)指令、熱電池電壓和關(guān)鍵點(diǎn)間絕緣電阻等隔離信號(hào)。 本文重點(diǎn)從數(shù)據(jù)測(cè)量裝置的硬件設(shè)計(jì)、控制邏輯設(shè)計(jì)、關(guān)鍵信號(hào)調(diào)理電路三大方面進(jìn)行了具體的介紹。在硬件電路設(shè)計(jì)上，主要分為供電電路模塊、主控制電路模塊和存儲(chǔ)器電路模塊。供電模塊主要是在飛行器動(dòng)態(tài)測(cè)試中為整個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)量裝置供電，是整個(gè)測(cè)量裝置的能量來源；主控制模塊是整個(gè)測(cè)量裝置的核心部分，主要功能是控制數(shù)據(jù)的采集與存儲(chǔ)，硬件電路由FPGA周圍配置電路、指令信號(hào)接口電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等組成；存儲(chǔ)器硬件電路模塊采用了雙備份設(shè)計(jì)，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)回收的準(zhǔn)確性與可靠性。在控制邏輯設(shè)計(jì)上，對(duì)整個(gè)控制邏輯的工作時(shí)序與流程進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，，按具體實(shí)現(xiàn)功能不同分指令信號(hào)消抖、兩級(jí)模擬開關(guān)切換和AD轉(zhuǎn)換、FIFO模塊緩沖數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)與讀數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。最關(guān)鍵的是信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)，本文針對(duì)各種類型傳感器輸出信號(hào)的類型不同、幅值不同、引入干擾不同等，選取了溫度、脈壓、慣組三種具有代表性的關(guān)鍵信號(hào)，設(shè)置了相應(yīng)的傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、放大電路、濾波跟隨等電路進(jìn)行信號(hào)的預(yù)調(diào)理，最終達(dá)到可以被AD芯片準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換為數(shù)字量進(jìn)行存儲(chǔ)。最后對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)量裝置的相關(guān)功能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，通過相關(guān)測(cè)試說明了設(shè)計(jì)的可靠性與準(zhǔn)確性。 本課題依托的數(shù)據(jù)測(cè)量裝置已經(jīng)成功應(yīng)用于飛行器的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)可靠性采集和存儲(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)據(jù)測(cè)量裝置 控制邏輯 數(shù)據(jù)采存硬件電路 信號(hào)調(diào)理
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V216.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題的來源、意義及研究目的10-11
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 課題的意義及研究目的10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)技術(shù)國(guó)外研究發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)技術(shù)國(guó)內(nèi)研究發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)15-16
• 1.3 本文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排16-17
• 2 方案的分析與設(shè)計(jì)17-26
• 2.1 方案的設(shè)計(jì)原則與相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求17-18
• 2.2 系統(tǒng)的組成與功能18-20
• 2.2.1 系統(tǒng)的組成18-20
• 2.2.2 系統(tǒng)的功能20
• 2.3 具體模塊方案設(shè)計(jì)20-25
• 2.3.1 數(shù)據(jù)采存模塊硬件電路方案設(shè)計(jì)20-22
• 2.3.2 控制邏輯方案設(shè)計(jì)22-23
• 2.3.3 信號(hào)調(diào)理模塊方案設(shè)計(jì)23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 數(shù)據(jù)采存硬件設(shè)計(jì)26-38
• 3.1 供電模塊硬件電路設(shè)計(jì)26-30
• 3.1.1 智能供電監(jiān)測(cè)管理模塊26-27
• 3.1.2 鋰電池充電模塊27-29
• 3.1.3 線性穩(wěn)壓模塊29-30
• 3.1.4 電壓監(jiān)測(cè)模塊30
• 3.2 主控制模塊硬件電路設(shè)計(jì)30-36
• 3.2.1 FPGA 配置電路設(shè)計(jì)31
• 3.2.2 指令信號(hào)接口電路設(shè)計(jì)31-33
• 3.2.3 模擬開關(guān)切換電路設(shè)計(jì)33-35
• 3.2.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)35-36
• 3.3 存儲(chǔ)器模塊硬件電路設(shè)計(jì)36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 4 控制邏輯設(shè)計(jì)38-47
• 4.1 主控制模塊邏輯設(shè)計(jì)38-41
• 4.1.1 指令信號(hào)消抖模塊邏輯設(shè)計(jì)38-39
• 4.1.2 模擬開關(guān)切換、AD7667 模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)序控制邏輯設(shè)計(jì)39-41
• 4.1.3 主控制模塊 FPGA 內(nèi)的 FIFO 緩沖設(shè)計(jì)41
• 4.2 存儲(chǔ)器模塊邏輯設(shè)計(jì)41-46
• 4.3 本章小結(jié)46-47
• 5 關(guān)鍵信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)47-63
• 5.1 溫度信號(hào)調(diào)理設(shè)計(jì)47-53
• 5.1.1 溫度傳感器電纜網(wǎng)設(shè)計(jì)48-51
• 5.1.2 溫度信號(hào)前端放大與 RFI 濾波電路的設(shè)計(jì)51-52
• 5.1.3 后級(jí)濾波電路設(shè)計(jì)52-53
• 5.2 慣組信號(hào)調(diào)理設(shè)計(jì)53-58
• 5.2.1 慣組測(cè)量原理與誤差分析54-56
• 5.2.2 慣組信號(hào)預(yù)調(diào)理電路設(shè)計(jì)56-58
• 5.3 脈壓信號(hào)調(diào)理設(shè)計(jì)58-62
• 5.3.1 傳感器供電模塊設(shè)計(jì)59-60
• 5.3.2 預(yù)調(diào)理電路設(shè)計(jì)60-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 6 系統(tǒng)的功能測(cè)試與分析63-72
• 6.1 環(huán)境適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)63-64
• 6.1.1 數(shù)據(jù)記錄器隨機(jī)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)63-64
• 6.1.2 溫度循環(huán)實(shí)驗(yàn)64
• 6.1.3 上電老練實(shí)驗(yàn)64
• 6.2 整體性能測(cè)試64-66
• 6.3 關(guān)鍵信號(hào)測(cè)試與分析66-71
• 6.3.1 溫度信號(hào)測(cè)試與分析66-67
• 6.3.2 慣組信號(hào)測(cè)試與分析67-69
• 6.3.3 脈壓信號(hào)測(cè)試與分析69-71
• 6.4 本章小結(jié)71-72
• 7 工作總結(jié)與展望72-74
• 7.1 工作總結(jié)72-73
• 7.2 工作展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及所取得的研究成果77-78
• 致謝78-79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：969955