定向起爆技術(shù)在自主攻擊型水下航行器上的應(yīng)用,需要水下目標(biāo)觸發(fā)探測器能夠提供目標(biāo)方位信息;同時,為了應(yīng)對不同性質(zhì)的水下目標(biāo),需要水下目標(biāo)觸發(fā)探測器能夠隨時更改觸發(fā)閾值。現(xiàn)有的以機械式慣性開關(guān)作為敏感部件的水下目標(biāo)觸發(fā)探測器無法感知目標(biāo)方位、無法更改觸發(fā)閾值�；诖�,文中采用微機電系統(tǒng)（MEMS）加速度計作為慣性敏感部件,并與嵌入式微處理器技術(shù)結(jié)合,設(shè)計了一種基于MEMS加速度計的水下目標(biāo)觸發(fā)探測器。分析了輸入信號的特性,規(guī)劃了輸出信號形式,介紹了水下目標(biāo)觸發(fā)探測器的總體技術(shù)方案及軟、硬件實現(xiàn)途徑,并對原理樣機進行了幾種典型工況下的功能試驗。試驗結(jié)果表明,基于MEMS加速度計的水下目標(biāo)觸發(fā)探測器技術(shù)方案有效、可行,能夠?qū)崿F(xiàn)感知和輸出目標(biāo)方位信息、在線更改觸發(fā)閾值的功能。 

【文章來源】：水下無人系統(tǒng)學(xué)報. 2020,28(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

軟件流程圖

為此,水下目標(biāo)觸發(fā)探測器應(yīng)能判定目標(biāo)的方位是在水下航行器軸向前方或是在其圓周1/8方位中的具體某一個,并將該方位信息傳輸給毀傷裝置。設(shè)計時采用4路5 V TTL數(shù)字信號D0、D1、D2、D3承載目標(biāo)方位信息。其中:D0=1時,表示目標(biāo)在水下航行器軸向前方;D0=0時,表示目標(biāo)在水下航行器圓周方向;D1、D2、D3表示目標(biāo)在圓周方向的具體方位,定義見表1,方位示意見圖1。采用4位數(shù)字信號可有效且全面地表示目標(biāo)相對水下航行器的方位,具有抗干擾能力強、適配性好的特點。在水下航行器命中目標(biāo)、水下目標(biāo)觸發(fā)探測器輸出1路目標(biāo)有效信號的同時,還輸出4位表示目標(biāo)方位信息的數(shù)字信號。2.3 通信接口規(guī)劃

根據(jù)水下目標(biāo)觸發(fā)探測器的功能以及對其輸入、輸出信息類型、幅值、脈寬等參數(shù)的分析,結(jié)合現(xiàn)有成熟的傳感器、微處理器和電子技術(shù),可由MEMS加速度計、嵌入式微處理器系統(tǒng)、輸入信號隔離匹配模塊、輸出驅(qū)動模塊、電源模塊、CAN通信驅(qū)動模塊以及串行外設(shè)接口(serial peripheral interface,SPI)通信模塊等組成完整系統(tǒng)。系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。其中RXD(receive external data)為接收外部數(shù)據(jù),TXD(transmit external data)為向外部發(fā)送數(shù)據(jù)。1)MEMS加速度計上電后持續(xù)感知水下目標(biāo)觸發(fā)探測器部位在X、Y、Z 3個軸向上的加速度,并通過SPI數(shù)字接口將數(shù)據(jù)傳輸給嵌入式微處理器。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同能量輸出結(jié)構(gòu)戰(zhàn)斗部水下爆炸毀傷威力試驗研究[J]. 魯忠寶,黎勤,哈海榮.  水下無人系統(tǒng)學(xué)報. 2019(01)
[2]MEMS加速度傳感器在引信中的應(yīng)用研究[J]. 徐磊,房立清,霍瑞坤,郭德卿.  飛航導(dǎo)彈. 2018(05)
[3]微機電技術(shù)在引信中的應(yīng)用綜述[J]. 王輔輔,婁文忠.  探測與控制學(xué)報. 2016(03)
[4]影響魚雷定向戰(zhàn)斗部威力的偏心起爆仿真與試驗[J]. 曲大偉,王團盟.  魚雷技術(shù). 2015(02)
[5]微裝配技術(shù)在微機電引信中的應(yīng)用綜述[J]. 張輝,王輔輔,婁文忠,郭旭紅.  探測與控制學(xué)報. 2014(04)
[6]魚雷引戰(zhàn)配合問題探討[J]. 王樹山,盧熹,馬峰,徐豫新.  魚雷技術(shù). 2013(03)
[7]魚雷戰(zhàn)斗部技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 郭濤,吳亞軍.  魚雷技術(shù). 2012(01)
[8]微機電技術(shù)在引信中的應(yīng)用[J]. 牛蘭杰,施坤林,趙旭,翟蓉.  探測與控制學(xué)報. 2008(06)
[9]水下戰(zhàn)斗部定向起爆方式與威力場關(guān)系仿真研究[J]. 魯忠寶,南長江.  魚雷技術(shù). 2007(06)
[10]魚雷與目標(biāo)撞擊引信部位加速度響應(yīng)仿真分析[J]. 南長江,魯忠寶,岳建軍,劉土光.  魚雷技術(shù). 2004(04)



本文編號：3505938