基于TMR的火箭橇测速系统的设计与实现

摘要

对武器装备性能的深入探索，是各国军事领域不断追求的目标。火箭橇试验作为地面有速度模拟的重要手段，其运行速度的准确测量对被测装备的性能评估，具有极其重要的意义。
　　本论文就火箭橇试验中的测速系统进行了研究，并设计了一套基于TMR的火箭橇测速系统。论文首先分析并研究了火箭橇试验的特点和技术需求，确定了系统等距分布测点求平均速度的测速原理。其次，根据TMR磁传感器的信号特点，通过MaxWell软件对TMR传感器的空间磁场进行了建模和仿真研究，表明选用X轴径向充磁磁铁作为敏感元件，能够使TMR传感器产生更为尖锐的感应信号。在此基础上，设计并完成了系统硬件电路的设计：包括TMR传感器的检测采集子板以及主控采集板、以太网传输模块、宽电压电源模块。并为主控采集板卡配置了底层相关驱动、移植LwIP协议、设计中点计算程序、编写C/S构架下的服务器端程序。系统通过获取相邻子节点的时间间隔对火箭橇速度进行计算，再通过上位机来控制与下位机的网络连接状态，进行数据传输。文中采用基于信赖域的高斯曲线拟合算法，对原始数据的峰值点进行解算，解决了下位机数据处理和峰值解算效率低的问题，提高了系统的解算速度。
　　最后，搭建了测试环境，对系统进行了整体功能和性能测试。测试结果表明系统能够实现对移动物体不同速度的准确测量，达到了预期的设计目标。

目录

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 本课题主要研究内容

第2章 系统总体方案设计

2.1 引言

2.2 系统整体方案

2.3 TMR检测采集子板与主控采集板

2.4 数据处理中峰值检测算法的选取

2.5 网络通信协议选取

2.6 上位机架构设计

2.7 本章小结

第3章 系统硬件电路设计与实现

3.1 引言

3.2 TMR磁传感器研究分析

3.3 TMR检测采集子板硬件电路设计与实现

3.4 主控采集板硬件的设计与实现

3.5 电磁兼容性设计

3.6 系统硬件实物及外壳包装

3.7 本章小结

第4章 系统软件设计与实现

4.1 引言

4.2 主控采集板数据采集软件的设计与实现

4.3 以太网通信方式的设计与实现

4.4 上位机软件的设计与实现

4.5 基于信赖域的高斯拟合算法仿真与实现

4.6 本章小结

第5章 系统测试

5.1 引言

5.2 TMR传感器检测距离测试

5.3 系统测速测试

5.4 网络传输及上位机软件测试

5.5 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢