膛内高速运动目标运动状态参数测试方法研究

发布时间：2023-11-25 20:27

　　膛内弹丸运动姿态是内弹道测试的重要研究内容,对于弹药设计、强度校核、卡膛故障分析、身管寿命评估等都是重要的试验测试依据。但是,由于弹丸的高速运动伴随着高温、高压、高速、高频振动以及强声和强光等物理和化学瞬态现象,测试环境非常恶劣。针对测试弹丸在膛内运动状态参数困难的问题,本文通过建立理论模型对回波信号进行了深入的研究和分析,以期能找到一套通过微波干涉仪获取膛内高速运动目标运动状态信息的测试方案。在内弹道力学理论基础上,结合实际弹丸的微运动情况,首先建立了膛内弹丸高速运动的模型,利用时域极值法和短时傅里叶变换方法处理雷达多普勒信号获取弹丸在膛内的纵向运动变换规律,然后通过对比分析STFT(短时傅里叶变换)、Wigner-Ville(维格纳)变换和改进的Hilbert-Huang(希尔伯特黄)变换三种时频方法的信号处理结果,找出适合获取详细微多普勒信息的方法,最后针对因外部环境干扰导致速度缺失段现象的实际信号,采用基于粒子滤波的修复方法实现对速度曲线的修复和优化,同时也将上述提到的分析方法用于处理实际信号,获得实际膛内高速弹丸的运动状态信息。研究表明:若是获取纵向运动信息,短时傅里叶变换处...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 微多普勒信号处理的研究现状
        1.2.2 膛内目标微运动测量技术发展动态
        1.2.3 多普勒信号处理方法研究现状
    1.3 本论文的研究内容和结构安排
2 膛内高速目标运动建模
    2.1 膛内高速运动目标运动状态测量的总体研究方案
        2.1.1 总体设计方案
        2.1.2 建模设计流程
    2.2 高速运动目标运动模型的建立
        2.2.1 膛内目标纵向运动规律数学模型
        2.2.2 膛内目标横向运动建模
    2.3 模拟雷达回波信号仿真
    2.4 本章小结
3 膛内纵向运动速度测量方法研究
    3.1 速度测量方法
        3.1.1 时域极值法速度测量
        3.1.2 基于STFT法的速度测量
    3.2 速度曲线修复和优化
        3.2.1 基于阈值判别法的异常点去除
        3.2.2 基于粒子滤波的修复和优化
    3.3 模拟信号处理结果及分析
    3.4 总结
4 膛内横向摆动测量方法研究
    4.1 测量方案研究流程
        4.1.1 横向摆动测量步骤
        4.1.2 小波能量求解
    4.2 基于时频分析的摆动测量方法研究
        4.2.1 基于WVD的时频分析方法
        4.2.2 基于改进HHT变换的时频分析
        4.2.3 时频分析方法性能评价
    4.3 基于形态分解的摆动测量方法研究
    4.4 模拟信号处理结果及分析
    4.5 本章小结
5 实验信号处理分析
    5.1 基于时频分析的实验信号处理结果分析
        5.1.1 纵向运动速度测量结果
        5.1.2 横向摆动测量研究结果
    5.2 速度曲线修复处理结果
    5.3 基于形态分解的实验信号处理结果分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3867801