冲击波超压测试系统动态特性研究

摘要

冲击波威力是评估武器毁伤作用的最重要依据之一,而冲击波测试系统是获取冲击波的最重要手段,所以冲击波测试系统的精度直接影响到武器毁伤特性的评估工作。冲击波信号是一种动态瞬时信号,冲击波测试系统又是一个复杂的非线性系统,所以准确获取冲击波测试系统的动态特性是一件非常困难的事。近年来研究冲击波动态特性的手段层出不穷,但行之有效的却屈指可数。随着系统辨识技术的发展,使冲击波系统动态特性准确获取有了可能性。本文将从系统模型辨识角度出发研究冲击波测试系统的动态特性。
　　本文采用理论推导、实验验证和仿真对比的研究方法对冲击波测试系统的动态特性进行了研究。主要研究内容如下:
　　(1)广泛研究国内外在系统动态特性研究方面的文献,在总结学习国内外现有方法,并重点了解了国内外在系统参数辨识方面的一些最新进展。最后在学习现有的基础上确定了文章的研究方向。
　　(2)在对冲击波信号充分研究后发现,冲击波信号威力主要是通过超压峰值、比冲量、正压作用时间三个重要参数给出的。所以接下来充分研究了冲击波测试系统不同部分对这些参量的影响,结果发现影响冲击波测试精度的主要是测试系统的二次仪表部分。
　　(3)根据第二章的研究成果设计了适合用于准确获取冲击波信号的冲击波测试系统。设计中对冲击波测试系统的二次仪表的动态特性做了特别的设计。本系统的元器件的选取都以高精度为出发点,就是为了提高测试系统冲击波获取的精确度。
　　(4)主要利用PSO算法对冲击波超压测试系统参数辨识。为了增加非线性系统辨识的可操作性,首先把冲击波测试系统与Hammerstein模型进行了等价。利用对Hammerstein模型参数辨识的方法来间接对冲击波超压系统模型辨识。最后进一步把仿真模型与实测结果所反映的系统动态特性进行了对比。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 测试系统及其动态特性研究现状

1.3 系统模型辨识的常用算法及辨识原理简介

1.4 本论文的主要内容和章节安排

第二章 冲击波测试系统动态频率特性研究

2.1引言

2.2 理想冲击波信号的分析

2.3 二次仪表特性研究

第三章 冲击波超压系统设计

3.1 引言

3.2 测试系统的组成

3.3 传感器电路设计

3.4 调理电路设计

3.5 数字模块设计

3.6 本章小结

第四章 冲击波测试系统仿真及其动态特性求解

4.1 系统动态仿真的理论分析

4.2 PSO算法介绍

4.3 基于粒子群算法的Hammerstein模型辨识

4.4 利用SIMULINK工具箱对系统仿真

4.4 总结

第五章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 不足与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及研究成果

致谢