地面运动目标地震动信号的模拟技术研究

摘要

该文主要研究了地面运动目标地震动信号的模拟技术.针对三种典型战场地面运动目标(人员、车辆、坦克)引起的地震动信号,实现实验室振动台的波形再现.其主要内容分为三大部分,即上位机串行通信软件部分,振动台驱动电路部分,振动台数据采集电路部分.文中首先对地面运动目标引起的地震动信号和振动台的随机振动作了分析,分析表明振动台实验系统准确再现地震动信号须要求两个随机振动统计特性相同;接着,介绍了串行通信并实现了上位机串行通信软件的编制;结合上位机软件设计了下位机接收、数模转换控制的振动台驱动电路,并对功率放大器,振动台作了详细的分析;最后,基于振动台设计了数据采集系统,实现了采集与传输、过零点算法的识别功能.

目录

文摘

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1绪论

1.1引言

1.2地震动信号模拟振动台技术发展背景

1.3地震动信号模拟实验平台简介

1.4本文的主要工作

本章小结

2地震动信号与振动信号分析

2.1地面运动目标地震动信号

2.1.1地震波分类及其传播特性

2.1.2瑞雷波

2.1.3地面运动目标地震动信号采集

2.2振动台振动信号

2.2.1随机振动信号统计特性分析

2.2.2随机振动控制

2.2.3随机振动信号采集

本章小节

3上位机的串行通信实现

3.1串行数据通信

3.1.1基本概念

3.1.2串行通信接口

3.1.3串行通信协议

3.2串行通信软件实现

3.2.1串行通信软件的总体结构

3.2.2串行通信关键技术

3.2.3软件实现

本章小结：

4振动台驱动电路软硬件设计

4.1系统设计概要

4.1.1系统设计流程

4.1.2系统设计描述

4.2 PC机与下位机通信接口电路

4.2.1 PC机串行接口

4.2.2电平转换芯片

4.2.3 AT89C51单片机

4.2.4 AT89C51串行通信的时钟配置

4.3数模转换电路设计

4.3.1 D/A转换器的选型

4.3.2 AT89C51与MAX530接口电路

4.3.3信号的低通滤波

4.4系统外围电路设计

4.4.1系统电源设计

4.4.2系统时钟电路及复位电路

4.5电路板制作

4.5.1 PCB设计

4.5.2电源线和地线设计

4.6系统软件设计

4.6.1串行通信部分

4.6.2 D/A转换部分

4.6.3软件抗干扰部分

4.6.4下位机程序的总体设计

4.7功率放大器

4.8振动台

本章小结：

5.基于振动台的数据采集系统的设计

5.1系统设计

5.1.1硬件部分

5.1.2软件算法部分

5.2测振传感器选型

5.3信号调理电路

5.4模数转换电路

5.4.1 A/D转换器选型

5.4.2具有ISP功能的AT89S8252

5.4.3 AT89S8252与MAX191接口设计

5.4.4 AT89S8252与上位机接口

5.5数据采集系统的外围电路设计

5.6数据采集与传输的软件设计

5.6.1数字滤波部分

5.6.2数据采集部分

5.6.3程序总体设计

5.7过零点识别算法

5.7.1过零点识别算法介绍

5.7.2人员、车辆信号的过零数分析

5.7.3过零识别算法实现

本章小结

6.课题前景展望

6.1引言

6.2上位机软件的改进

6.3反馈控制部分

6.4硬件部分

6.5系统扩展

本章小结

结束语

致谢

参考文献