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位标器章动频率测试的研究与实现

作　者: 杨樾
导　师: 颜德田
学　校: 上海交通大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 章动信号发生滤波工控机 VC
分类号: TJ765
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

红外跟踪与制导武器的位标器由红外光学系统、调制或扫描单元、探测器和陀螺跟踪机构组成。其功能是为红外制导武器的控制系统提供目标的角坐标信息,调整系统飞行方向,实现对目标的跟踪。高精度的导航与制导系统对位标器的要求十分严格。因位标器陀螺在材料分布及加工、装配过程存在误差,造成其质心不在其旋转轴线上,在重力作用下,转子在旋进的运动过程产生一个合力。此合力将会使陀螺旋转轴在理论位置附近有周期性的轻微变化,产生章动,这样就将影响测量精度。为了能选用合适的阻尼环,将它加在位标器上抵消固有的章动频率,以此增加位标器的精度。进行了位标器章动频率测试系统的研究和实现。本文首先介绍了章动的定义,研究的方法、意义和内容,以及本课题研究的重要意义。然后阐述了位标器章动频率测试仪的研制方案。该测试系统基于先进的自动测试原理,以工业控制计算机为核心,设计的起转和稳速电路启动位标器并产生稳定的转速。并设计了相应的功率放大电路和程控信号发生电路,实现自动方式进行频率递增。用正弦波信号做为进动信号来进行逐一扫描。研究了对来自陀螺转子的电信号进行滤波处理的原理、方法和实施方案,着重分析了两种不同滤波方案的设计及实现结果。然后通过软件模块的编写,以及后续数据结果的计算处理,实现了章动频率的自动测试。并进行了系统分析。所研制的系统达到设计要求。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 研究的背景  10
  1.2 位标器简介  10-12
  1.3 章动简介  12-13
  1.4 自动测试技术介绍  13-14
  1.5 检测系统研究的意义  14-15
  1.6 本文研究的主要内容  15-16
  1.7 本文的结构  16-17
第二章系统测试原理及设计方案  17-22
  2.1 测试原理  17-19
    2.1.1 陀螺基本特性  17
    2.1.2 陀螺进动  17-18
    2.1.3 章动效应  18-19
    2.1.4 章动频率测试  19
  2.2 测试方法  19-20
  2.3 测试系统总体设计要求  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章位标器章动测试系统硬件电路设计  22-44
  3.1 霍尔开关  22-24
    3.1.1 霍尔效应  22-23
    3.1.2 霍尔开关工作原理  23-24
  3.2 起转电路  24-25
  3.3 稳速电路  25-26
  3.4 功率放大电路  26-27
  3.5 可编程信号发生电路设计  27-33
    3.5.1 直接数字频率合成技术简介  27-29
    3.5.2 AD7008 的内部结构  29-30
    3.5.3 可编程信号发生器的硬件设计  30-33
  3.6 信号处理滤波电路设计  33-43
    3.6.1 滤波电路原理及检测信号频率特征  33-36
    3.6.2 数字滤波电路实现  36-37
    3.6.3 FIR 数字滤波器的窗函数设计  37-39
    3.6.4 模拟滤波电路实现  39-43
  3.7 本章小结  43-44
第四章系统软件设计  44-53
  4.1 测试系统软件开发平台的选择  44-45
  4.2 系统软件结构与功能  45
  4.3 系统功能模块  45-52
    4.3.1 自检模块  45-46
    4.3.2 章动频率测试模块  46-48
    4.3.3 用户管理模块  48-49
    4.3.4 历史查询模块  49-50
    4.3.5 信号发生控制模块  50-51
    4.3.6 其他模块  51
    4.3.7 各模块之间的切换  51-52
  4.4 本章小结  52-53
第五章系统测试数据分析  53-62
  5.1 手工操作检测数据  53
  5.2 系统自动测试结果  53-60
    5.2.1 系统整体测试结果  53-56
    5.2.2 不同进动频率的输出分析  56-57
    5.2.3 衰减时间计算  57-58
    5.2.4 频率测试的计算  58-60
  5.3 测试结果比较  60-61
  5.4 本章小结  61-62
第六章总结与展望  62-64
  6.1 总结  62-63
  6.2 未来展望  63-64
参考文献  64-66
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  66-67
致谢  67

位标器章动频率测试的研究与实现

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