冲击波测试系统低频特性与补偿方法研究

为提高冲击波超压峰值的测量精度,多数学者把重点集中在系统高频特性研究上,以拓宽带宽的方式提高峰值测试的准确性。冲击波另外两个主要参数正压作用时间、比冲量却和测试系统的低频特性息息相关。针对实爆中出现的不同传感器正压作用时间差异较大的问题,对冲击波信号进行了边际谱分析,获得了信号的低频特性。建立了一阶参数模型来表征低频特性,通过激波管试验数据获取了7种系统的低频模型参数。采用零极点配置法设计了低频补偿模型。结果表明:冲击波测试系统低频特性严重影响冲击波信号正压作用时间测试准确性,基于低频特性补偿的数据处理方法可以有效的提高冲击波信号正压作用时间、比冲量地测试精度。

RBF网络在冲击波测试系统动态特性应用中的优势

针对冲击波实际测试系统的幅频特性曲线在截止频率前存在多个幅值各异的“鼓包”,造成输出信号严重畸变的现象,提出了基于径向基(RBF)网络的系统辨识与系统动态特性优化方法。利用RBF神经网络进行系统辨别模型和动态补偿模型的建立,对比RBF网络和BP网络对测试数据的训练成效,发现相较BP网络而言,利用RBF网络进行动态补偿后的输出信号与测试系统理性模型的输出信号之间有更好的一致性,残差均值为0.6×10-8,优化具有动态补偿特性的测试系统幅频特性曲线。得到结论:RBF神经网络具有比BP神经网络更好的泛化能力,冲击波测试系统动态性能在RBF神经网络训练后达到盍态补偿。

基于国产化平台的冲击波超压测试系统设计

在当前特种测试系统国产化替代趋势下,针对传统冲击波超压测试系统存在的安全性低、进口依赖性强和自主可控性差等技术问题,提出了一款以国产复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)和ARM(Advanced RISC Machine)处理器为核心架构的冲击波超压测试系统。其中,ARM单元负责响应系统工作循环指令,CPLD则控制A/D转换模块实现采样频率高达1 MHz的数据采集和对内外触发逻辑的精确判断,数据转换结果经由外部存储器控制器(External Memory Controller,EXMC)传输并存储至eMMC存储器中,最终通过以太网传输至上位机显示。经现场试验表明,测试系统具有良好的可靠性,能够在复杂测试环境下实现对冲击波超压信号高保真采集与记录存储,为动态数据采集提供了一种切实可行的解决方案,推动了关键测试设备国产化替换进程。

具有无线数据传输与控制功能的冲击波超压测试系统

通过分析两种常用的冲击波场超压测试方法,提出了基于无线传感器网络技术的新型冲击波测试系统的总体方案,即具有无线数据传输与控制功能的爆炸冲击波场超压测试新方法。介绍了无线传感器节点设计,包括存储模块与无线通信发射与接收模块;介绍了测试系统的软件总体设计思路;最后介绍了测试系统的应用环境并给出了实验结果。结果表明,这种新型测试系统工作可靠、有效。

新型冲击波超压测试系统的研制与应用

通过分析国内外现有冲击波测试技术的优缺点，根据实际需求，提出基于无线传感器网络技术的新型冲击波测试系统的总体方案，即具有无线数据传输与控制功能的爆炸冲击波场超压测试新方法。本文介绍了无线传感器节点设计，包括存储模块与无线通信发射与接收模块；介绍了测试系统的软件总体设计思路；介绍了测试系统的应用环境并给出了实验结果；结果表明，这种新型测试系统工作可靠、有效。

压力传感器动态性能分析与动态补偿

在对炮口冲击波测试中,压力传感器的动态性能指标是否满足测量要求至关重要。本文通过GLS(SF)方法建立压力传感器的数学模型,并由数学模型求出动态性能指标。然而该传感器的动态性能指标不能满足测量要求,针对此问题本文采用零极点相消的方法设计出动态补偿滤波器,明显提高了该传感器的动态性能,最终解决了该冲击波的测量问题。