基于EMD和最小二乘法的零漂处理方法研究

针对实测侵彻过载数据中存在的零漂问题,提出了一种零漂数据处理方法. 基于经验模态分解法提取信号趋势项部分,再以侵彻结束后的零漂趋势作为侵彻过程的零漂趋势,采用最小二乘法拟合后,分段完成修正处理. 用该方法对过载数据进行去除零漂处理,得到弹体过载的一次积分速度与实测速度的最大误差为4.88%,二次积分位移与实测行程的最大误差为9.41%. 研究表明:该方法消除过载数据的零漂准确有效,可以为计行程自适应起爆方式提供有效信息.      

分段小波滤波原理及应用

针对实测侵彻加速度信号受到高频干扰的问题,提出了一种基于小波滤波的分段滤波技术,并称之为分段小波滤波. 选择理想的小波基和滤波时段的长度是分段小波滤波的关键. 将分段小波滤波应用到侵彻加速度信号处理中进行仿真验证,仿真结果表明该方法可以有效地去除高频噪声,并且可以很好地满足滤波的实时性要求. 最后计算了滤波结果对应的侵彻深度,并将其与实测侵彻深度进行对比,证明了处理方法的可靠性.     

分段式弹体经低速撞击后侵彻纸靶实验

将传统的霍普金森压杆装置与低速侵彻实验结合在一起,将长杆弹体做成三段式内有空腔的分段弹体,通过硬回收法得到分段弹体过载信息。选取牛皮纸作为低速侵彻时的靶体。通过对分段弹体加速度信号的一次积分与二次积分所得速度和位移与外部测量手段所测得的速度和侵彻深度数据进行对比研究,可确定影响过载测量准确性的因素。该装置能保证分段弹体低速侵彻实验的顺利完成,并能保证实验的可行性及重复性。已取得的实验结果表明,在弹体被低速撞击与自由飞行过程中应力波对加速度信号采集存在一定的影响,该影响会造成通过一阶积分运算所得到的速度值存在明显的二次升高。     

高g值侵彻过载测试相关技术研究

研究弹体侵彻过载特性具有重要意义,通过试验实测弹体过载,为系统研究过载特性提供可靠依据。目前,高g值侵彻过载测试技术已成为制约该研究的难点。本文介绍一种用于测量高g值侵彻过载的测试系统,并对其关键技术进行了深入研究。根据过载预测值,采用不同密度泡沫铝作为电路模块的缓冲材料可靠地保护了电路的安全,并根据模态分析安装配套支撑筒有效地解决了膛内结构共振问题。这些关键问题的解决保证了高g值侵彻过载测试的成功率。对实测过载时程曲线还进行了系统分析,表明借助高g值侵彻过载测试系统实测的侵彻过载与实际情况吻合得较好。     

侵彻起爆控制系统的过载信息实时采集处理与侵深识别技术

为提高侵彻起爆控制系统的实时性,基于状态网络设计和引信的模块化设计理论,以高速实时信号处理器（DSP）为核心,结合16位高采样率A/D转换器AD7656,并用全硅振荡器取代石英晶体,构建了可抗高冲击过载的微型化（φ40.0 mm）信息实时处理侵彻起爆控制系统;针对传统侵彻过载信号滤波方法的局限性,提出并应用了两种自适应信号快速处理方法,实现了信息的实时处理;半实物仿真和实际侵彻混凝土靶相结合的方案验证了此系统的可靠性,实现了起爆控制系统在高冲击环境中的起爆控制.      

一种新型压电加速度传感器研究

针对大长径比弹丸高速侵彻中刚体过载信号与高频振动信号混叠带来目标难以识别的问题,研究一种具有开关特性的压电加速度传感器;建立了该传感器的力学模型并对其特性进行了研究. 利用相对比较法对新型加速度传感器及普通加速度传感器进行了冲击试验. 实验测试结果表明,所设计的压电加速度传感器可衰减高频振动信号,有利于侵彻过程中目标信息的获取与识别.      

基于侵彻过载数值仿真的引信计层起爆控制方法

通过引信控制弹丸在多层防御工事的某一层中起爆,采用仿真软件对侵彻过程进行仿真。采用将弹体与引信分离建模的方法,获得引信部位侵彻过靶的加速度信号。通过分析正侵彻和斜侵彻2种条件下侵彻过载信号的特性,发现斜侵彻时会出现弹尾与靶板二次碰撞过载,可能导致多计层,提出采用弹丸识别入靶过载信号后短时屏蔽计层功能的方法,以实现正确计层。通过动态实验对该方法进行验证,表明引信计层起爆控制准确。     

自跟踪滤波器的设计

提出了一种自跟踪滤波器的结构和设计方法,输入信号预处理并整形后产生频率信号,频率信号经F/V电路转换成电压信号,再将该电压信号输入到以模拟乘法器MLT04和电流反馈运算放大器AD844为核心构成的压控滤波电路。通过该电压信号调节滤波器的截止频率,从而实现滤波器频率的自动跟踪。详细介绍了设计原理,推导出了设计公式。设计出了自跟踪一阶滤波器的各种电路形式。经过仿真实现了滤波器截止频率在10kHz-100kHz范围内的连续跟踪变化。     

数字滤波技术在随机振动信号处理中的应用

数字滤波技术在随机振动信号处理中应用十分广泛,不仅能准确分离出大型建筑结构的模态信号分量,还能在宽带信号中准确识别出系统阶次﹒详细介绍了数字处理技术的时域法和频域法识别原理,并结合具体案例,通过采用数字滤波处理技术对实测高层建筑信号进行了滤波,并分离出不同阶次下有效振动信号分量;通过滤波得到实测结构的窄-宽信号,实现了实测高层建筑单一频率分离,提纯了实测结构在自振频率共振处信号﹒研究有利于展开不同阶次信号幅值对比及分析不同阶次在环境激励下对振动响应的贡献﹒     

小波域维纳滤波在振动信号去噪中的应用研究

维纳滤波和小波阈值滤波是振动信号去噪的常用算法.前者在阶次较低时对非平稳振动信号的处理不能取得较好的效果,而后者对信号的滤波无法满足后期处理的要求.针对此问题,论文将维纳滤波和小波阈值滤波相结合,提出小波域维纳滤波算法.将维纳滤波运用于小波域,充分利用小波变换对非平稳振动信号的白化作用,实现更好的滤波效果.结合工业现场实测汽轮机振动信号,对算法进行分析与仿真.实验结果表明,该算法不仅保持了信号的线性相位特性,同时取得了较好的噪声去除效果,适用于振动信号的去噪处理,优于维纳滤波和小波阈值滤波.     

可变限幅滤波方法的参数分析与改进

针对可变限幅滤波方法,通过与常见数字滤波方法的频域和时域分析对比,证实了其优良性能。从频域和时域角度研究了其参数对截止频率和噪声衰减的影响,分析了其参数的设定原则和对信号真值跟踪性能的影响,提出了结合可变限幅滤波方法和一阶低通滤波方法的改进方法。在煤气化过程的煤粉质量流量滤波上获得了应用,证明了该方法的可实现性和有效性。     

一种低功耗MEMS压阻式传感器的动态测试系统

为了准确分析侵彻过载信号,提出了一种低功耗、高过载的动态测试系统,该系统可以承受2×105g过载信号,为了实现采样率高、低功耗、抗冲击的特点,系统采用硅晶振作为主振荡器,并选用低功耗CMOS芯片,当系统开始工作时,处理器进入深度休眠模式,当进入发射模式时开始对外围电路供电.当弹体发射信号时,采用滞回触发电路来触发启动采集系统开始采集.实验证明,采用此方案,延长了弹体生存周期,并能够精确采集到空气炮的过载信号.      

锥形弹体侵彻过载分析

为研究锥形弹体侵彻过程中的过载特性,在新的侵彻近区速度场基础上,得到了锥形弹体侵彻过程中受到的阻力表达式,以及推广到多层介质中的阻力表达式。利用运动微方程建立了弹体在单层与多层介质中侵彻的过载计算方法,并将计算结果与国内外实验数据进行了对比。锥形弹体侵彻多层介质的过载时程曲线表明,过载的大小及其下降速率与侵彻速度和靶体强度有关。弹体以残余速度侵入下层介质时,若此层介质的强度大于前一层介质时,则会再次出现一个过载峰值。     

基于状态机的里程计信号滤波方法

提出并实现了一种基于状态机的里程计信号数字滤波方法。该数字滤波方法以FPGA为硬件基础,对经过阻容滤波和光电耦合器隔离后的里程计信号,进行毛刺信号的检测和滤除;分析了里程计信号存在多次振荡时可能造成亚稳态的原因,针对此情况给出了对亚稳态异常情况的处理方法;给出了滤波状态机的详细设计方法。在仿真环境和试验室环境下,使用方波信号、脉冲信号、三角波信号和高斯信号等对滤波效果和亚稳态异常处理措施进行仿真和测试,结果表明该数字滤波方法可以有效滤除干扰信号、计数结果准确;应用该数字滤波方法的某车载系统进行了跑车实测,结果满足系统要求,证明该方法具备工程上的可行性。     

汽车转弯自动照明控制系统数据采集滤波方法

为了减少汽车转弯自动照明控制系统数据滤波处理中的延时,在滑动中值滤波方法基础上,提出了一种带补偿的限幅滑动中值滤波算法,通过补偿的方式跟随信号的变化趋势。该算法通过2个步骤完成滤波,先对数据进行带补偿方式的限幅处理,再进行滑动中值滤波处理。该算法综合了滑动中值滤波法的实时性以及限幅滤波法对偶然性干扰滤除的有效性,实现更准确的滤波。仿真与实测结果表明,与滑动中值滤波方法相比较,改进后的算法滤波能够实时地滤除数据中的干扰,处理时间可减少62%,滤波效果较好,且速度信号的数据滞后时间较短,实时性较高,满足系统设计要求。     

基于状态机的里程计信号滤波方法

提出并实现了一种基于状态机的里程计信号数字滤波方法。该数字滤波方法以FPGA为硬件基础，对经过阻容滤波和光电耦合器隔离后的里程计信号，进行毛刺信号的检测和滤除；分析了里程计信号存在多次振荡时可能造成亚稳态的原因，针对此情况给出了对亚稳态异常情况的处理方法；给出了滤波状态机的详细设计方法。在仿真环境和试验室环境下，使用方波信号、脉冲信号、三角波信号和高斯信号等对滤波效果和亚稳态异常处理措施进行仿真和测试，结果表明该数字滤波方法可以有效滤除干扰信号、计数结果准确；应用该数字滤波方法的某车载系统进行了跑车实测，结果满足系统要求，证明该方法具备工程上的可行性。     

基于C8051F410的弹载信号存储系统设计

为准确可靠的记录弹丸侵彻硬目标时的加速度信号,提出了一种基于C8051F410的弹载信号存储系统。给出了系统的总体设计方案,该系统由C8051F单片机最小系统、加速度信号调理电路、485通信电路、存储电路、上位机读取软件组成。试验结果表明,该系统在高过载条件下能够准确可靠的记录弹丸在冲击过程中的加速度信号,具有体积小,可靠,读取方便,断电不丢失数据的特点。     

基于小波分解的钢丝绳断丝信号抗混滤波电路参数分析

设计了钢丝绳损伤信号的抗混滤波电路,基于小波分析方法,对钢丝绳损伤信号进行了分解,探明了断丝信号的频带分布;通过信号的功率谱分析,确定了抗混滤波电路的截止频率,计算了抗混滤波电路的关键参数值。     

截锥形动能弹低速侵彻装甲靶过载研究

 基于空穴膨胀理论,建立了截锥形动能弹低速侵彻靶板过载计算模型,获得了着速、弹头锥度及靶板材料强度等因素对过载的影响特性。计算结果表明,在截锥形动能弹低速侵彻条件下,着速对侵彻过载影响显著,但对过载作用时间影响不大;弹头锥度和靶板材料强度对侵彻过载及过载作用时间有重要影响,侵彻过载和作用时间随弹头锥度及靶板材料强度减小而降低。最后,通过实验验证了计算结果的正确性。     

不同介质侵彻过载特征参量有限元仿真方法

针对硬目标侵彻的目标结构日益复杂化而通过深度计算不能控制弹丸在特定介质层爆破的问题,进行了混凝土和钢板介质的过载仿真分析。在仿真过程中提取了侵彻过载曲线的四个特征参量,利用这些特征参量来了解不同介质过载曲线的差异。经实弹靶试证明,通过提取的特征参量可以较好地掌握侵彻过载变化情况,为基于不同介质的侵彻炸点控制提供了支持。