船舶毁伤参数测试控制备份系统的设计
|
摘要
对爆炸产生的冲击波等参数的测试是评估爆炸对船舶毁伤效能的重要方法之一。针对船舶毁伤试验在海上进行且爆炸产生一个高温、高压、高冲击和强电磁干扰的恶劣环境，舰船毁伤试验成本特别巨大，对试验测试结果的可靠性要求特别高，本文设计了一种恶劣环境下的高可靠性的船舶毁伤参数测试系统。
测试系统包括智能传感单元、主触发控制箱和从触发控制箱三部分。其中，主触发控制箱包括：触发控制单元、集中备份模块、数传电台及USB读数模块。主触发控制箱的设计是本文研究的重点，从理论和实践两方面进行了分析、论证，实现了极为苛刻的设计要求。多种触发模式、多重实时数据备份、触发控制箱浮箱结构、及在靶船沉没前及时对数据智能压缩并通过数传电台将数据转发至母船等各项技术的有效结合，确保系统有极高的测试可靠性。
在设计中，对系统的设计理论进行了仔细的论证，为了保证测试系统能够获得准确、可靠的试验数据，主要进行了以下四方面的关键性设计：
①实现特别高可靠性要求的舰船毁伤试验测试方案的制定；
②互为备份的三个存储空间的设计；
③内触发和外触发相结合的触发逻辑和触发设计；
④测试数据经智能压缩技术的设计。
The parameter of the vessel damage test such as explosion shock wave is one of the mostimportant methods for evaluating the damage efficiency of the vessel. In light of the vesseldamage test which costs highly and needs more reliable result holding at sea and theexplosion creating a harsh environment of high temperature, high pressure, high impact andstrong electromagnetic interference, a highly reliable system for measuring the parameters ofvessel damage is designed.
The measurement system is composed of the intelligent sensor unit, the main triggercontrol box and the slave trigger control box. The main trigger control box includes triggercontrol unit, centralized backup storage module, USB reading and wireless transceivermodule. The main trigger control box achieved the extremely demanding design requirement.A efficient combination of various technology such as variety of trigger modes, multiplereal-time data backup, trigger control box pontoon structure, and using wireless data radio totranslate the intelligent compression data to the mother vessel in a timely manner before thetarget vessel sank ensures that the system has the high testing reliability.
The system design theory has been strictly proved in this paper and four key designs areintroduced in order to obtaining accurate, reliable testing data.
①The programming of the development of the particularly high reliability requirementsof the vessel damage test.
②The designing of the three mutual backup storage spaces.
③The logic and designing of the combination of the external and internal trigger.
④The designing of the intelligent compression data technology.
测试系统包括智能传感单元、主触发控制箱和从触发控制箱三部分。其中，主触发控制箱包括：触发控制单元、集中备份模块、数传电台及USB读数模块。主触发控制箱的设计是本文研究的重点，从理论和实践两方面进行了分析、论证，实现了极为苛刻的设计要求。多种触发模式、多重实时数据备份、触发控制箱浮箱结构、及在靶船沉没前及时对数据智能压缩并通过数传电台将数据转发至母船等各项技术的有效结合，确保系统有极高的测试可靠性。
在设计中，对系统的设计理论进行了仔细的论证，为了保证测试系统能够获得准确、可靠的试验数据，主要进行了以下四方面的关键性设计：
①实现特别高可靠性要求的舰船毁伤试验测试方案的制定；
②互为备份的三个存储空间的设计；
③内触发和外触发相结合的触发逻辑和触发设计；
④测试数据经智能压缩技术的设计。
The parameter of the vessel damage test such as explosion shock wave is one of the mostimportant methods for evaluating the damage efficiency of the vessel. In light of the vesseldamage test which costs highly and needs more reliable result holding at sea and theexplosion creating a harsh environment of high temperature, high pressure, high impact andstrong electromagnetic interference, a highly reliable system for measuring the parameters ofvessel damage is designed.
The measurement system is composed of the intelligent sensor unit, the main triggercontrol box and the slave trigger control box. The main trigger control box includes triggercontrol unit, centralized backup storage module, USB reading and wireless transceivermodule. The main trigger control box achieved the extremely demanding design requirement.A efficient combination of various technology such as variety of trigger modes, multiplereal-time data backup, trigger control box pontoon structure, and using wireless data radio totranslate the intelligent compression data to the mother vessel in a timely manner before thetarget vessel sank ensures that the system has the high testing reliability.
The system design theory has been strictly proved in this paper and four key designs areintroduced in order to obtaining accurate, reliable testing data.
①The programming of the development of the particularly high reliability requirementsof the vessel damage test.
②The designing of the three mutual backup storage spaces.
③The logic and designing of the combination of the external and internal trigger.
④The designing of the intelligent compression data technology.
引文
[1]张燕.导弹攻击舰船毁伤效果测评技术研究[D].太原：中北大学，2008.05.
[2]杜茂华，王伟力，卢明章等.EFP对反舰导弹发动机舱的侵彻毁伤机理研究[J].工程爆破.2011.12.第17卷第4期：9-13.
[3]尤文斌，祖静，范锦彪等.冲击波存储测试技术[J].仪器仪表学报.2006.06.第27卷第6期增刊：1228-1229.
[4]仲倩.爆炸源毁伤效应测评方法研究[D].南京：南京理工大学，2007.06：7-8.
[5]陈生玉，孙新利，钱世平等.化爆引起的电磁辐射[J].爆炸与冲击.1997年10月第17卷第4期：363-368.
[6]黄磊，何中其，李春光等.热通量传感器在爆炸场热辐射测试中的应用[J].火炸药学报.2011年10月第34卷第5期：38-42.
[7]张戈，魏琳，廖宇亮.反舰导弹实船打靶试验的毁伤参数测量技术[J].理论与方法.2011.03.第30卷第3期：20-23.
[8]范泽辉，田忠，唐剑等.冲击波压力存储测试系统研究[J].中国核科技报告.1999年00期：1-9.
[9]祖静，申湘南，张文栋.存储测试技术[J].测试技术学报.1994.(02):38～43
[10]尚凤晗.基于可编程器件的存储测试系统设计[D].太原：中北大学，2009
[11]李亚娟，尤文斌，杨卓静等.无线控制的负延时存储测试方法[J].探测与控制学报.2011年8月第33卷第4期：15-18.
[12]李红旗，李东光，李世义等.基于CPLD的弹载高速存储测试系统关键技术研究[J].弹箭与制导学报2007,27(1)：360-362.
[13]刘鑫，孔德仁，蒋东东.基于CPLD的三维加速度存储测试方法研究[J].电子测量技术.2010年3月第33卷第3期：99-101.
[14]姚赤东，李永红，张文栋.导弹引信动态数据存储仪的研制[J].测试技术学报，1994，10(2，3)：226-232.
[15]何循来，李世义.新型单片机ADmC812在存储测试系统中的应用[J].半导体技术，2003，28(11)：56-60.
[16]张文栋，祖静.石油井下电子测压器[J].测试技术学报，1991，5(1)：41-45.
[17]何瑛.膛内多路瞬态信号存储测试技术[J].仪器仪表学报.2001，22(3)：134-136.
[18]俞晓蓉.内弹道存储测试系统的设计与仿真[D].南京：南京理工大学.2008
[19]杨泽望，潘保清，孙鹏举.基于存储测试技术的强冲击波测量系统的设计与应用[J].飞行器测控学报.2005.6.24(3):84-88.
[20]颜景龙.炸药装药力测试研究课题总结报告.华北工学院，1998．12
[21]王文松.冲击波压力场信号采集系统设计[D].重庆：重庆大学.2006.
[22]油井模拟装置项目科学技术总结.太原机械学院.1993.6
[23]宋永霞，张瑶，刘跃锋.波形仪器的触发与采集系统的设计[J].长春工业大学学报：自然科学版，2010(3)：340-344.
[24]武云，乔纯捷，钟小鹏.数据采集系统中的触发设计[J].计算机测量与控制，2004,12(4)：369-371.
[25]什么是硬件触发和软件触发[EB]:http://www.17.net.cn/listxueshu/print-2146.html.
[26]翟立铭.适于分布式测试的数据采集系统研究与设计[D].太原：中北大学.2008.04.
[27]于志坚，房鸿瑞.遥测技术的回顾与展望.无线电工程，2005(11)：1~3
[28]仲元昌.多目标大气监测及采样远程无线测控系统[D].重庆：重庆大学，2004.06.
[29]崔吉俊.火箭导弹测试技术[M].国防工业出版社，1999.
[30]马游春.微型高过载存储测试系统研究[D].太原：华北工学院，2003.
[31]祖静，申湘南，张文栋.存储测试系统的设计理论及其应用[M].高等教育出版社，2002.
[32]张文栋.存储测试系统的设计理论及其应用[M].北京：高等教育出版社.2002
[33]张超，王林旭，李思昆.爆炸冲击波对桥梁毁伤的实时模拟[J].电脑与信息技术.2002年第6期：1-4.
[34] Nicholas N. Kleinschmit.A Shock Tube Technique for Blast Wave Simulation andStudies of Flow Structure Interactions in Shock Tube Blast Experiments[D]. University ofNebraska-Lincoln.2011
[35] Rankine–Hugoniot conditions[EB]:http://en.wikipedia.org/wiki/Rankine-Hugoniot_relations.
[36]惠君明，刘荣海，彭金华等.燃料空气炸药威力的评价方法[J].含能材料.1996年9月第4卷第3期：123-128.
[37] SumSung Electronics.K9XXG08UXB[M].2006.09.
[2]杜茂华，王伟力，卢明章等.EFP对反舰导弹发动机舱的侵彻毁伤机理研究[J].工程爆破.2011.12.第17卷第4期：9-13.
[3]尤文斌，祖静，范锦彪等.冲击波存储测试技术[J].仪器仪表学报.2006.06.第27卷第6期增刊：1228-1229.
[4]仲倩.爆炸源毁伤效应测评方法研究[D].南京：南京理工大学，2007.06：7-8.
[5]陈生玉，孙新利，钱世平等.化爆引起的电磁辐射[J].爆炸与冲击.1997年10月第17卷第4期：363-368.
[6]黄磊，何中其，李春光等.热通量传感器在爆炸场热辐射测试中的应用[J].火炸药学报.2011年10月第34卷第5期：38-42.
[7]张戈，魏琳，廖宇亮.反舰导弹实船打靶试验的毁伤参数测量技术[J].理论与方法.2011.03.第30卷第3期：20-23.
[8]范泽辉，田忠，唐剑等.冲击波压力存储测试系统研究[J].中国核科技报告.1999年00期：1-9.
[9]祖静，申湘南，张文栋.存储测试技术[J].测试技术学报.1994.(02):38～43
[10]尚凤晗.基于可编程器件的存储测试系统设计[D].太原：中北大学，2009
[11]李亚娟，尤文斌，杨卓静等.无线控制的负延时存储测试方法[J].探测与控制学报.2011年8月第33卷第4期：15-18.
[12]李红旗，李东光，李世义等.基于CPLD的弹载高速存储测试系统关键技术研究[J].弹箭与制导学报2007,27(1)：360-362.
[13]刘鑫，孔德仁，蒋东东.基于CPLD的三维加速度存储测试方法研究[J].电子测量技术.2010年3月第33卷第3期：99-101.
[14]姚赤东，李永红，张文栋.导弹引信动态数据存储仪的研制[J].测试技术学报，1994，10(2，3)：226-232.
[15]何循来，李世义.新型单片机ADmC812在存储测试系统中的应用[J].半导体技术，2003，28(11)：56-60.
[16]张文栋，祖静.石油井下电子测压器[J].测试技术学报，1991，5(1)：41-45.
[17]何瑛.膛内多路瞬态信号存储测试技术[J].仪器仪表学报.2001，22(3)：134-136.
[18]俞晓蓉.内弹道存储测试系统的设计与仿真[D].南京：南京理工大学.2008
[19]杨泽望，潘保清，孙鹏举.基于存储测试技术的强冲击波测量系统的设计与应用[J].飞行器测控学报.2005.6.24(3):84-88.
[20]颜景龙.炸药装药力测试研究课题总结报告.华北工学院，1998．12
[21]王文松.冲击波压力场信号采集系统设计[D].重庆：重庆大学.2006.
[22]油井模拟装置项目科学技术总结.太原机械学院.1993.6
[23]宋永霞，张瑶，刘跃锋.波形仪器的触发与采集系统的设计[J].长春工业大学学报：自然科学版，2010(3)：340-344.
[24]武云，乔纯捷，钟小鹏.数据采集系统中的触发设计[J].计算机测量与控制，2004,12(4)：369-371.
[25]什么是硬件触发和软件触发[EB]:http://www.17.net.cn/listxueshu/print-2146.html.
[26]翟立铭.适于分布式测试的数据采集系统研究与设计[D].太原：中北大学.2008.04.
[27]于志坚，房鸿瑞.遥测技术的回顾与展望.无线电工程，2005(11)：1~3
[28]仲元昌.多目标大气监测及采样远程无线测控系统[D].重庆：重庆大学，2004.06.
[29]崔吉俊.火箭导弹测试技术[M].国防工业出版社，1999.
[30]马游春.微型高过载存储测试系统研究[D].太原：华北工学院，2003.
[31]祖静，申湘南，张文栋.存储测试系统的设计理论及其应用[M].高等教育出版社，2002.
[32]张文栋.存储测试系统的设计理论及其应用[M].北京：高等教育出版社.2002
[33]张超，王林旭，李思昆.爆炸冲击波对桥梁毁伤的实时模拟[J].电脑与信息技术.2002年第6期：1-4.
[34] Nicholas N. Kleinschmit.A Shock Tube Technique for Blast Wave Simulation andStudies of Flow Structure Interactions in Shock Tube Blast Experiments[D]. University ofNebraska-Lincoln.2011
[35] Rankine–Hugoniot conditions[EB]:http://en.wikipedia.org/wiki/Rankine-Hugoniot_relations.
[36]惠君明，刘荣海，彭金华等.燃料空气炸药威力的评价方法[J].含能材料.1996年9月第4卷第3期：123-128.
[37] SumSung Electronics.K9XXG08UXB[M].2006.09.