基于單片機與CPLD的轉(zhuǎn)動慣量測試系統(tǒng)的研制.pdf

1、在固體火箭發(fā)動機的研制過程中,發(fā)動機轉(zhuǎn)動慣量試驗是必不可少的,一方面它可以為發(fā)動機研制提供所需參數(shù)數(shù)據(jù),另一方面為火箭與衛(wèi)星(相應(yīng)發(fā)動機為其提供動力)正確的姿態(tài)控制等狀態(tài)提供可靠的數(shù)據(jù),從而保證了火箭與衛(wèi)星按預(yù)定軌道可靠運行。而專門用于固體火箭發(fā)動機轉(zhuǎn)動慣量試驗的測試系統(tǒng)則是獲取精確合法數(shù)據(jù)的先決條件與保障,本文詳細(xì)描述了這種固體火箭發(fā)動機轉(zhuǎn)動慣量專用測試系統(tǒng)從提出需求與技術(shù)指標(biāo)到最終的測試、驗證及實際應(yīng)用的整個研制過程,它集多種參數(shù)測

2、量、多種功能于一體,采用了單片機和復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD相結(jié)合的方法,并引入模塊化設(shè)計思想,同時根據(jù)不同的編程器件與不同的運用環(huán)境分別使用了三種編程語言(匯編語言、VIIDL硬件描述語言、VB)進行相應(yīng)功能的軟件編制,從而實現(xiàn)了對發(fā)動機各個狀態(tài)或其它任意剛體的轉(zhuǎn)動慣量的各種相關(guān)參數(shù)的自動測試、實時顯示、定時自動記錄、人機對話、報警、與上位機的數(shù)據(jù)通信、上位機專用測試軟件對數(shù)據(jù)的保存、處理、計算、歷史數(shù)據(jù)的查詢、以多種格式顯示數(shù)據(jù)、相

3、應(yīng)發(fā)動機狀態(tài)或剛體轉(zhuǎn)動慣量的試驗報告自動生成等功能。 這套自行開發(fā)研制的轉(zhuǎn)動慣量測試系統(tǒng)突破了以往轉(zhuǎn)動慣量測試方法的局限性,運用多周期同步測量、數(shù)字濾波等技術(shù),選用高速高精度高可靠性的復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD和高性價比的單片機,提高了測試精度以及系統(tǒng)的自動化水平,避免了人為參與帶來的不便與誤差,提升了工作質(zhì)量與工作效率,進而為火箭發(fā)動機的研制、火箭的動平衡性能測試、火箭的發(fā)射以及火箭按預(yù)定軌道正常運行等提供可靠而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。通

4、過對軟硬件資源的合理配置,使單片機與復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD各自的優(yōu)點得劍了充分有效的發(fā)揮,既簡化了系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu),又使軟件編制的工作量減到最少,進一步提高了系統(tǒng)整體性能和可靠性,縮短了設(shè)計周期。此外,設(shè)計中還運用了面向?qū)ο蟮目梢暬绦蛟O(shè)計語言Visual basic編制了上位機的轉(zhuǎn)動慣量測試軟件,功能豐富,界面人性化,可操作性強,提升了本測試系統(tǒng)的內(nèi)涵,使本測試系統(tǒng)更具信息化。在本文的第三、四章著重介紹了以單片機與復(fù)雜可編程邏輯