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25500字硕士毕业论文虚拟仪器在机载稳视信号检测中的应用

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:25500字
论点:系统,虚拟仪器,稳定
论文概述:

本论文介绍了机载稳瞄系统和虚拟仪器在国内外的发展状况,在分析对比了常见虚拟仪器广泛采用的软、硬件架构及常用功能的基础上,设计了一套基于主从式虚拟仪器的机载稳瞄信号检测系统

论文正文:

介绍

 机载稳猫系统是集光、机、电一体的光电稳定猫准系统,能隔离载机在飞行时产生的振动干扰,实现平台的稳定,为驾驶员提供稳定的图像和为武器提供精确的睡准线参数。机载稳猫作为直升机重要的任务设备,能够完成对目标昼夜观察、搜索,猫准、跟踪、指示、测距,可执行反潜作战,人员搜救,辅助导航,目标定位等多种任务,已逐步成为现代直升机不可或缺的重要机载设备。本章在介绍机载稳猫系统信号检测的发展和面临的问题的基础上,结合了虚拟仪器的发展和特点,提出主从式虚拟仪器信号检测仪的思想,重点阐述了本课题研究的虚拟仪器系统在机载稳猫系统信号检测中的应用、实现、和意义。
 1.1研究背景1.1.1机载稳瞄系统的发展机载稳猫系统是集光、机、电一体的光电稳定瞄准系统,能隔离载机在飞行时产生的振动干扰,实现平台的稳定,为驾驶员提供稳定的图像和为武器提供精确的睡准线参数,能在飞机各种机动状态下对目标进行搜索、探测、识别、跟踪、指示和测距等。机载稳瞄系统大发展大致分以下几个阶段:第一阶段:20世纪70年代出现了第一代稳猫系统,采用稳定单反射镜的直视观猫系统,红外测角、有线制导,作用距离3?4kin,无夜战能力,如美国AH-1 “眼镜蛇”的M65稳猫系统,法国“小铃羊”直升机APXM397稳猫系统。第二阶段:随着热像仪技术的发展和应用,20世纪80年代-90年代相继出现了第二代稳睡系统。是平台式稳定多传感器(CCD电视、红外热像仪、激光指示/测距机),探测距离显著提高,具有夜战夜脑能力、自动跟踪能力和激光指示能力。目前,市场上主流产品多数属于这个阶段的二代系统,如美国AH-64“阿帕奇”,法德联合研制的“虎”。第三阶段:2000年后,以“柯曼奇”直升机所装的EOSS以及长弓“阿帕奇”的新一代“斧头”稳猫系统为代表的第三代稳瞄系统,具有三视场高分辨电视、三视场大面阵热像仪和双波长激光,光斑跟踪器、惯性导航装置等传感器,能够进行辅助目标分类、全球定位与惯性导航,与数字化地图、光纤数据总线、头盗显示器交联及一体化通信系统。国内外的机载稳猫产品发展很快,其中不乏高性能的稳猫产品,鉴于稳猫产品的复杂性和先进性,对其系统中信号的检测和监测就很有必要,因为有些信号的直接影响到系统功能和性能指标的实现。本文对信号的检测采用虚拟仪器设计方法来实现。
 1.1.2虚拟仪器的发展20世纪80年代中期,美国NI公司首先提出了 “软件就是仪器”(The Software is theInstrument),这一基于计算机技术的虚拟仪器的概念。这一概念的提出,为用户定义和构造自己的仪器系统,提供了一个完美的解决方法。虚拟仪器将计算机硬件与仪器通过软件有机的融合成一体,也就是将计算机强大的数据计算、处理能力,与通用仪器的测量、控制能力结合在了一起,大大的缩小了仪器硬件的体积和成本,并通过软件,完成数据存储、显示、分析和处理。当硬件平台设备的接口与计算机硬件确定后,设计针对某种功能测量的软件,该计算机就成了这种测量功能的测试仪器。加上计算机技术与虚拟仪器的同步发展,与网络和其他设备互联,所以用户只需改变软件的程序,就可以不断扩展、增强测试仪器的测量功能。虚拟仪器的出现,开创了仪器使用者可以成为仪器设计者的时代,这将给使用仪器者带来巨大的收益。 2机载稳睡系统
 2.1概述机载稳瞄系统是集光、机、电一体的光电稳定猫准系统,能隔离载机在飞行时产生的振动干扰,实现平台的稳定,为驾驶员提供稳定的图像和为武器提供精确的猫准线参数,能在飞机各种机动状态下对目标进行搜索、探测、识别、跟踪、指示和测距等。
 2.2机载稳猫系统基本原理机载稳猫系统的组成一般包括以下单元:稳猫转塔、综合显示单元(OCU)、电子单元(STE)和操控手柄。见图2.1所示。稳脑转塔内一般集成有多种光电传感器,例如电视传感器、红外热像仪、激光指示/测距机等。稳睡转塔是一个惯性稳定平台,光电传感器都安装在转塔内,里面有一组万向架。传感器的光学窗口安装在转塔的前盖上,并保证透过率供传感器使用。用陀螺来测量猫准线(LOS)的惯性状态,陀螺输出信号传输给电子单元(STE),STE处理后再反馈给伺服控制回路。伺服控制系统通过电机驱动器来驱动电机,以使整个稳定回路闭合。
 3虚拟仪器...................73.1概述...................73.2虚拟仪器的优点...................73.3虚拟仪器工作原理...................83.4虚拟仪器系统的基本构成...................83.5虚拟仪器系统的设计方法...................104 Labview 基础...................114.1虚拟仪器G语言特点...................114.2 Labview 组成...................114.3创建虚拟仪器程序...................114.4调试虚拟仪器程序【19】...................124.5创建和调用子虚拟仪器程序...................135主从式虚拟仪器系统设计................... 155.1主机虚拟仪器系统设计...................155.2从机设计...................28
 结论
 本论文介绍了机载稳瞄系统和虚拟仪器在国内外的发展状况,在分析对比了常见虚拟仪器广泛采用的软、硬件架构及常用功能的基础上,设计了一套基于主从式虚拟仪器的机载稳瞄信号检测系统,基本实现了机载稳瞄系统信号的检测、处理、显示的整个过程。论文的主要成果有:1、提出了主从式虚拟仪器在机载稳瞄系统信号检测方面应用的理念,具有创新性;2、从机系统的开发,使其具有方便、快速、易扩展、价廉等优点,可靠性高、数据不丢失、抗干扰能力强、便于数据传输和处理;3、主机系统充分利用LabVIEW软件图形化编程的强大功能,设计了包括串行通信、信号发生器、滤波等功能模块,并设计了人机功效较强的测试界面,是一个功能多、扩展性强的虚拟仪器系统。由于时间及条件的限制,数据采集部分信号可靠性、采样速度可以进一步提高,其数据处理部分也可以根据实际应用的需要灵活改变而用于不同的场合,方案可以进一步优化,这些工作将在未来进一步完善。其实用性推广开来,可应用在各个领域尤其是在光电系统的设计过程中,该系统可提高工程人员设计效率和产品的可靠性,降低成本,也可用于外场检测,具有很强的工程应用价值和经济价值。本方案在实际的应用中虽然已得到了验证,但是随着电子器件的日新月异和稳瞄系统性能、集成度越来越高,对信号的检测要求也会有更高的要求。所以,在今后我会持续从硬件、软件等方面进一步优,达到更好的应用价值。
 参考文献:[1]岂兴明,周建兴.LabVIEW8.2中文版入门与经典实例.北京:人民邮电出版社,2008王琳.数据采集系统的发展与应用[J].电测与仪表,2004(8): 5-8杨乐平,李海涛.虚拟仪器技术概论[M].北京:电子工业出版社,2003高向东.虚拟仪器技术综述.中国计量,2004,(4)李刚,林凌.Labview-易学易用的计算机图形化编程语言[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001林正盛.虚拟仪器技术及其发展[J].国外电子测量技术,1997,2,40-44刘君华.基于Labview虚拟仪器设计[M].北京:电子工业出版社,2003杨乐平,李海涛,肖相生.《LabVIEW程序设计与应用》[M].电子工业出版社,2001梁志国,孙璟宇.虚拟仪器的现状及发展趋势.测控技术,2003,(12)秦树人.虚拟仪器[M]第1版.北京:中国计量出版社,2004