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80000字论文范文单片机和DC伺服电机作用下的火炮系统研究

论文类型:论文范文
论文字数:80000字
论点:火炮,单片机,系统
论文概述:

本文的主要设计思想是在单片机和伺服电机的共同作用下,实现对火炮转角的远程化、自动化操作。单片机我们选取了功能强大、外设丰富的 AVR 单片机作为主控芯片,电机我们选取了一款直流

论文正文:

第一章导言

1.1主题的背景和来源
火炮用于在攻击中摧毁敌人的前沿和纵深防御设施,摧毁装甲车辆等移动目标,空飞行物体和水面舰艇,杀死敌人武装人员等有效力量,压制敌人的防御火力,实施深度火力支援,为攻击部队开辟攻击路径;在防御中,它被用来形成密集的火力网,阻挡或延迟敌人从地面、空介质和水中的攻击,并反击压制敌人的火力攻击。它用于保卫重要的目标设施或地理位置,如水坝、桥梁、通道或领土防御中的海岸防御门。它具有火力强大、反应迅速、抗干扰性好、能够发射制导弹药和智能炸弹进行精确打击的特点。作为炮兵的发源地,中国在明朝永乐年间建立了世界上第一支炮兵部队——姬神营。炮兵在随后的激烈战争中不断壮大,最终成为热武器时代战场上的主要火力骨干。在第一次世界大战中,炮兵在阵地战和进攻战中发挥了极其重要的作用,盟军和盟军投入战场的火炮超过7万门。
在第二次世界大战中,苏联、美国、英国和德国的四次主要行动生产了近200万枚炮弹和24亿枚炮弹。在1945年柏林战役中,苏联集中了4万多支不同类型的枪。在战役的一些重要突破领域,火炮密度达到每公里300门,攻击前线,充分发挥了火炮攻击的威力,因此火炮被誉为“战神”。在大规模战斗中是这样,在第二次世界大战后的所有局部战争中,炮兵仍然取得了辉煌的成绩。在20世纪50年代的朝鲜战争中,共有12,000架敌机受伤并被击落,其中80%是高射炮造成的。在20世纪60年代末和70年代初的越南战争中,美军损失的900多架飞机中,80%也被高射炮损坏。在1973年的第四次中东战争中,被双方摧毁的3000多辆坦克中有50%也被炮火击中。20世纪90年代爆发了以现代高科技为特征的海湾战争,无人驾驶飞行器、预警飞机、智能炸弹和战斧巡航导弹等精确制导武器出现在战场上。随着新型武器装备的发展和应用,传统战场火力构成和任务分工、作战思维和作战模式发生了巨大变化。然而,在战争结束的最后对抗中,强大的火炮和其他自动武器仍然具有重要意义,因为一方面它是作战行动的保证,另一方面它也是最终占领阵地和夺取所有战斗的支柱。
根据目前形势的预测,系统空和系统海伦的发展将使空中的战场和海上战场在未来战争中变得越来越重要,但陆地战场仍然是战争的主战场,火炮等自动武器不能完全被导弹等武器所取代。首先,地面战斗仍然不可避免。火炮、火炮、火箭发射器和导弹形成了从几十米到几万米的地面空匹配、梯队连接、尺寸互补和点对点组合火力网。几乎没有防火盲区。能够在未来战争中精确制导的火炮可能会发展成为拦截中低空入侵导弹和无人驾驶飞行器的最佳手段。第二,火炮和其他自动武器是世界上主要国家军队装备最精良的武器。军队占总兵力的60% ~ 70%,长期以来一直使用火炮等主要火力,这种格局将持续很长一段时间。
在21世纪,随着计算机技术、生物技术、光电子技术、微电子技术、空以及新材料、新能源等一系列先进技术的快速发展,人类社会也将在各个方向发生深刻变化,从而引发以高科技为主要特征和驱动力的新军事领域的深刻变革。随着高新技术的不断发展和应用,炮兵在提高自动化程度、动能和作战控制范围以及更新杀伤机制方面都有了很大的提高/[/k0/】。它在进一步提高机动性、提高战场生存能力、实现数字化和智能化作战方面也有巨大潜力。火炮在集群和与其他武器集成方面还有一系列新的发展领域值得探索和研究。

1.2国内外研究现状及发展趋势……11-17
1.2.1伺服系统和伺服电机简介……11-12
1.2.2国内外火炮伺服系统现状及发展趋势……12-14[/BR/]1 . 2 . 3 DC伺服电机国内外现状及发展趋势……14-15
1.2.4交流伺服电机国内外现状及发展趋势……15-17 [/BR/] 1.3本文的主要内容……17-19
第二章AVR单片机及DC伺服电机原理介绍……19-33
2.1 AVR微控制器介绍……19-27
2.1.1 AVR微控制器介绍……19-20
2.1.2 AVR微控制器功能……20-22
2.1.3自动电压调节器微控制器的分类……22-23
2.1.4自动电压调节器微控制器的核心结构……23-24
2.1.5……24-25[/比尔/] 2.1.6自动车辆防盗系统配置管理的中断……25-26 [/BR/] 2.1.7自动车辆防盗系统单片机/计数器定时器...................26-27
2.2 DC伺服电机原理……27-33
第三章伺服系统总体设计及关键部件的选择和介绍……33-49
3.1系统设计要求和设计理念……33-34 [/BR/] 3.2系统设计思想的演示……34-41 [/BR/] 3.3关键部件的选择和介绍……41-49
3.3.1单片机ATmega16介绍……41-42
3.3.2 DC电机推出……42-43
3.3.3电机驱动芯片L298N介绍……43-45 [/BR/] 3.3.4光电编码器GAS60介绍……45-46 [/BR/] 3.3.5键盘/显示器驱动芯片CH454介绍……46-49
第四章系统硬件设计……49-60 [/BR/] 4.1电路设计……49-52
在电脑和微控制器4.1.1之间……49-50
4.1.2 RS-232至485电平转换电路……50-51
用于PC机和单片机接口4.1.3 RS-232至RS-485电平转换电路……51-52 [/BR/] 4.2单片机外围电路设计……52-58 [/BR/] 4.3系统总电路图……58-60
第五章系统软件设计和仿真软件设计……60-72
5.1系统……60-66
5.1.1系统总体流程图……60
5.1.2通信部分流程图……60-62 [/BR/] 5.1.3系统输入部件流程图……62-63
5.1.4键盘/显示部件流程图……63[/溴/] 5.1.5信号控制部分流程图……63-65 [/BR/] 5.1.6 DC电机控制部分流程图……65-66 [/BR/] 5.2系统模拟……66-72
第六章控制电路的制造和调试……72-76[/溴/] 6.1多氯联苯制造……72-73 [/BR/] 6.2控制电路调试部分……73-76
6.2.1调试现场……73
6.2.2电路板的焊接……73-74
6.2.3控制电路的调试……74-76

结论

本文的主要设计思想是在单片机和伺服电机的共同作用下实现火炮角度的远程自动操作。单片机选用功能强大、外设丰富的AVR单片机作为主控芯片,电机选用DC无刷伺服电机作为执行元件。数据输入采用上位机输入和键盘输入两种模式。考虑到距离和稳定性,单片机与上位机之间采用RS485总线,内部总线采用I2C总线。电机驱动芯片采用L298N。这个驱动芯片可以驱动我们需要的两个电机,简化了系统负载。专用键盘/显示芯片CH454用于驱动键盘和发光二极管显示器,简化了系统设计。绝对式光电编码器作为测量元件,测量电机的旋转角度,并反馈给单片机,单片机通过比较和一定的运算进行调整。电机转速可通过外部按键调节,并显示相应的启动、加速、减速和停止指示灯,提高了系统的可操作性。根据系统设计要求,选择了一些关键部件,给出了各部分和整个系统的硬件电路图,并给出了整个系统和各部分的软件流程图。
在此基础上,我们对部分系统进行了仿真,制作了控制部件的印刷电路板,并在室内调试了部分控制电路。结果表明,该设计基本满足我们的预期要求。当然,该体系中仍存在一些值得我们进一步研究的问题。例如无刷DC电机的控制算法、系统的电磁兼容性和抗干扰性,对这些问题的研究有利于提高系统的工作性能,也为我们下一步的研究指明了方向。