课程设计(高速)课案.docx

中北大学课程设计报告学生姓名：学号：学院：专业：题目：高速目标速度及空间坐标测试系统的设计指导教师：刘吉职称:副教授 2016 年 12 月 10 日目 录1.绪论及实验背景51.1实验的意义及背景51.2本次课设主要研究工作52.测试系统设计62.1 测试系统的设计62.2数据采集系统的设计72.3硬件系统设计72.4数据采集盒的设计92.5光栅光幕靶设计102.6激光器的选择113.信号处理设计113.1 弹丸弹序判断算法123.2 弹丸靶上坐标算法设计134.测量软件的设计154.1 测试软件设计154.2弹着点坐标显示编码174.3测试参数智能设置185.1本系统测试系统特点195.2本测试系统不足以及改进206.参考文献20课程设计任务书 2011/2012学年第二学期学院：信息与通信工程学院专业：学生姓名：学号：课程设计题目：高速目标速度及空间坐标测试系统的设计起迄日期：12月10日～1月6日课程设计地点：指导教师：系主任：下达任务书日期: 2016 年12月10日课 程 设 计 任 务 书1．设计目的：1 熟悉光学三角法的测量原理；2 掌握CCD图像传感器的使用方法；2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：设计要求：1 光路设计与仿真：依据光学三角法设计适合测试的具体光路并进行仿真；2 驱动电路信号调理电路的设计：设计可能用到的驱动电路、信号处理电路；3器件的选取及参数的计算：选取参数匹配的光源、探测器以及电子元件满足设计要求；4系统结构设计：考虑机械结构，绘制机械图；5写出设计说明书。技术指标：1 检测系统分辨率为：1μm ；2 测量精度为：±0.05mm；3 相对测量范围：±0.5mm。3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：课程设计说明书一份；电子文档（说明书、图纸）一份课 程 设 计 任 务 书4．主要参考文献：要求按国标GB7714—87《文后参考文献著录规则》书写，例：1 傅承义，陈运泰，祁贵中.地球物理学基础.北京：科学出版社，19852 施涌潮，差动多齿分度台的齿数计算和选用及检测方法的探讨，宇航计测技术，1987年第6期，13～175．设计成果形式及要求：课程说明书打印，并装订；必要的电路图和机械图。6．工作计划及进度：2016年12月26日～2016年12月27日 下达设计任务书，学生熟悉设计内容； 2016年12月28日～2016年12月29日 查阅参考资料，确定测试方案；2016年12月30日～2016年01月03日 具体方案实施，光路设计与仿真；2016年01月04日～2016年01月05日 撰写说明书，改进不足；2016年01月06日 答辩，成绩评定负责人审查意见：签字：年月日1.绪论及实验背景1.1实验的意义及背景武器速射系统研制中迫切需要对弹丸速度和弹着点坐标同时测量,速射武器是种射弹速度很高的武器，射出的弹丸在空中形成密集弹幕，速射武器就利用弹幕拦截并摧毁目标。为了有效拦截来袭目标，必须知道弹丸出膛后速度以及落点的散布特性,弹道坐标检测是武器弹药性能检测的重要项目之一。对于子弹速度的测试,方法繁多,各有优势。激光雷达可对弹丸实施多点速度的实时非接触测量,精度高,但结构复杂、设备庞大、价格昂贵,且不适于小口径弹速度的测量。照相测速法简单直观、精度较高，且可同时记录下除速度以外的其他参量,但需要冲卷、洗卷,工序繁琐,周期较长。由激光形成密闭平面光幕,弹丸通过光幕靶时,采集到弹丸过靶模拟信号,经过数据处理就可以得到弹丸的速度。相比之下,激光测速法原理简单,技术成熟，测量精度高，但是不能确定弹丸的弹着点坐标，还存在炮口火光、曳光弹、外界光对光幕靶测试干扰的缺点。对于弹丸弹着点坐标的测量，国内外在靶场上主要采用自动报靶测量系统，能够测量弹着点坐标，但不能测量弹丸的速度。综上所述，设计一套实现弹丸着靶位置和速度同时测量的测试系统对武器研制是非常必要的。1.2本次课设主要研究工作针对传统测量装置只能测量弹丸速度或弹着点坐标参数中一个，提出了采用激光光栅光幕的测试方案，能够同时测量高射频连发射弹弹丸速度、弹着点坐标及射频。 硬件完成了光栅光幕靶的设计与改进,激光器的安装与调试,数据采集盒设计,数据传输统设计。软件上实现 64 路数据同步采集与时实数据处理，分析了常规武器的过靶脉宽、弹丸过靶遮挡光束的情况，设计出连发多弹中单弹弹序、过靶位置判别值的选取,并在软件上直观显示连发弹的弹序、速度、坐标、射频，能保存与回放测试数据，以及设备自检功能。实验方面先连掷小球测试，又自制六连发小球枪管测试，最后实弹测试以及室内外测试。分析实弹均匀间隔连发测试数据