一种基于侵彻加速度频域特征的硬目标层结构识别装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于侵彻加速度频域特征的硬目标层结构识别装置，包括加速度传感器、信号处理模块、AD控制模块、侵彻数据处理模块、存储模块、通信模块以及中心控制模块。所述的传感器连接到所要测试的对象上，所述传感器对所述对象的测试结果被传输到所述信号处理模块，由所述信号处理模块对包含测试结果的信号做放大、滤波处理；所述AD控制模块对包含测试结果进行分频处理，并将处理所得的模拟信号转换为数字信号；所述谱分析模块将所得的数字信号进行运算处理；在所述中心控制模块的控制下将经侵彻数据处理模块处理后的结果保存到所述存储模块中。到所述存储模块中。到所述存储模块中。

【技术实现步骤摘要】
一种基于侵彻加速度频域特征的硬目标层结构识别装置


[0001]本技术属于弹药引信目标识别领域，特别涉及一种基于侵彻加速度频域特征的硬目标层结构识别装置。

技术介绍

[0002]在反硬目标武器的发展中，准确控制战斗部的起爆位置对实现目标的有效毁伤具有重要的意义。引信作为硬目标侵彻武器实现高效毁伤的核心部件，决定着环境识别，目标识别和起爆方式。而具有精确炸点控制能力的引信可以使侵彻弹药的作战效能得到充分发挥，研究侵彻弹药所需的炸点控制技术具有重要价值，各国也极为重视侵彻弹药引信的研制。
[0003]侵彻弹药引信研制，对侵彻过程中引信受到的加速度信号的研究是最重要的环节，其通过各种探测技术获得的物理场信号中尤以侵彻加速度信号最能反映其环境特征和目标特性，以此来识别侵彻硬目标层的结构。
[0004]但是，识别硬目标层结构需要的是战斗部宏观加速度，引信部位测得的加速度信号是战斗部－引信系统对侵彻冲击的响应输出，混有多种频率成分和电路噪声，该加速度与战斗部的宏观加速度存在密切的联系，但并不等同，必须对加速度信号进行有效的处理，才能进一步对硬目标结构层进行有效的识别。而如何进行更有效的信号处理，始终是研究的重点和难点。
[0005]在穿层事件识别方面，以往硬目标层结构识别装置一般采用对低通滤波后的信号进行幅值判断。这种识别方法的前提是滤波后的信号波动很小，幅值－时间曲线光滑，且穿层后的信号平稳无振荡。但从实际的侵彻过载曲线看，战斗部侵彻硬目标层过程中会出现突然的短暂卸载现象，这都为直接使用幅值作为判据带来了不可靠因素从而造成误判。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本技术的目的在于克服以上现有技术的不足，提出一种基于侵彻加速度频域特征的硬目标层结构识别装置，该装置包括依次连接的加速度传感器、信号处理模块、AD控制模块、侵彻数据处理模块、存储模块、通信模块和中心控制模块；
[0007]其中，所述的传感器连接到所要测试的对象上，所述传感器对所述对象的测试结果被传输到所述信号处理模块输入端，信号处理模块对输入信号做放大和滤波处理；信号处理模块的输出信号输入到AD控制模块进行处理，所述AD 控制模块包含数据转换接口、模拟数字转换器件、内置状态机和分频器；信号经过分频处理，模拟数字转换器件将分频处理后的模拟信号转换为数字信号；该数字信号输入到所述侵彻数据处理模块对AD控制模块输出的数字信号进行运算；所述侵彻数据处理模块包含谱分析模块和穿层决断模块，在中心控制模块的控制下将经侵彻数据处理模块处理后的结果保存到所述存储模块中；所述中心控制模块包括控制中心单元和时钟单元，提供多种分频系数的时钟信号，所述中心控制模块连接到所述存储模块和所述通信模块。
[0008]进一步的，所述加速度传感器为能够抗高冲击的压电薄膜式加速度传感器，所述加速度传感器安装于引信体内靠后部位，在安装试验装置的引信体内腔空间，使用发泡树脂进行固化灌封。
[0009]进一步的，所述信号处理模块的放大单元选用电荷放大器，传感器输出连接到所述的电荷放大器的输入端；所述电荷放大器和滤波单元均采用运算放大器构成。
[0010]进一步的，所述AD控制模块采用FPGA构成，通过调整有限的控制状态和分频系数实现与不同结构的模拟数字转换器的接口，使AD控制模块系统能够按指定频率对信号进行采样。
[0011]进一步的，所述谱分析模块包含地址产生单元、蝶形运算单元、块浮点运算单元；蝶形运算单元包含系数输入切换单元、数据输入切换单元、分频器、延时器和数据输出切换单元；块浮点运算单元包括溢出检测单元和溢出累加器；所述穿层决断模块包含频带划分器、比较器和层计数器。
[0012]进一步的，所述存储模块包括存储数据选择器和存储数据接口；所述存储数据选择器为非易失性存储器；所述通信模块连接到所述存储模块，存储模块的数据经通信模块输出到计算机。
[0013]进一步的，所述存储数据接口与作为存储单元的非易失性存储器连接，所述存储数据接口内置信号鉴幅器、非易失性存储器读写控制器、存储数据地址发生器。
[0014]进一步的，所述存储模块连接到层计数器。
[0015]进一步的，所述中心控制模块向各功能模块发出使能信号，协调各模块的工作流程，分配数据，所述中心控制模块连接到所述存储数据选择器和所述存储数据接口。
[0016]本技术的硬目标层结构识别装置以弹体和目标钢筋混凝土靶板作为被测对象，对其结构进行识别。但本技术的硬目标层结构识别装置也能应用于其他测量对象，如对地下硬目标层结构进行识别。
附图说明
[0017]图1为本技术的硬目标层结构识别装置的结构示意图；
[0018]图2为在一个实施例中，本技术的硬目标层结构识别装置的信号处理模块的电荷放大器与压电传感器的等效电路；
[0019]图3为在一个实施例中，本技术的硬目标层结构识别装置的谱分析模块的结构框图；
[0020]图4为在一个实施例中，本技术的硬目标层结构识别装置的穿层决断器的逻辑流程。
具体实施方式
[0021]本技术提出的硬目标层结构识别装置，采用频域的信号分析方法进行穿层事件的识别。采用频域信号分析工具通过对原始过载信号中的高频成分进行功率谱分析可以估计弹－引系统内部的应力波强度，从实际的数据来看，在战斗部侵彻靶体的过程中高频信号的能量与低频信号的能量之比是较低的，而且在穿出后的一段时间里能量已经基本集中于高频部分，这种不同频率成分的能量强度之比是具有统计意义的。利用频域特征进行
侵彻事件的判断显然具有时域判据所不具备的优点。
[0022]为了克服现有侵彻弹药引信利用加速度信号的时域幅值特征对弹体侵彻硬目标层结构过程进行时容易发生误判的不足，本技术提供一种基于侵彻加速度频域特征的硬目标层结构识别装置，用于对硬目标层的结构进行识别，计算输出侵彻弹药的穿层数，为实现精确炸点控制提供保障。该装置包括加速度传感器、信号处理模块、AD控制模块、侵彻数据处理模块、存储模块、通信模块以及中心控制模块。
[0023]在测试过程中，所述的传感器连接到所要测试的对象上，所述传感器对所述对象的测试结果被传输到所述信号处理模块，由所述信号处理模块对包含测试结果的信号做放大、滤波处理；所述AD控制模块对包含测试结果进行分频处理，并将处理所得的模拟信号转换为数字信号；所述谱分析模块将所得的数字信号进行运算处理；在所述中心控制模块的控制下将经侵彻数据处理模块处理后的结果保存到所述存储模块中；在回收数据过程中，所述存储模块中的数据在所述中心控制模块的控制下通过所述通信模块传输给外部的计算机。
[0024]上述技术方案中，所述加速度传感器为能够抗高冲击的压电薄膜式加速度传感器。
[0025]上述技术方案中，所述加速度传感器在所要测试的对象的待测试部位安装有一个。
[0026]上述技术方案中，所述加速度传感器安装于引信体内靠后部位，对安装试验装置的引信体内腔空间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于侵彻加速度频域特征的硬目标层结构识别装置，其特征在于，该装置包括依次连接的加速度传感器、信号处理模块、AD控制模块、侵彻数据处理模块、存储模块、通信模块和中心控制模块；其中，所述的传感器连接到所要测试的对象上，所述传感器对所述对象的测试结果传输到所述信号处理模块输入端，信号处理模块对输入信号做放大和滤波处理；信号处理模块的输出信号输入到AD控制模块进行处理，所述AD控制模块包含数据转换接口、模拟数字转换器件、内置状态机和分频器；信号处理模块的信号经过分频处理，模拟数字转换器件将分频处理后的模拟信号转换为数字信号；该数字信号输入到所述侵彻数据处理模块对AD控制模块输出的数字信号进行运算；所述侵彻数据处理模块包含谱分析模块和穿层决断模块，在中心控制模块的控制下将经侵彻数据处理模块处理后的结果保存到所述存储模块中；所述中心控制模块包括控制中心单元和时钟单元，提供多种分频系数的时钟信号，所述中心控制模块连接到所述存储模块和所述通信模块。2.根据权利要求1所述的基于侵彻加速度频域特征的硬目标层结构识别装置，其特征在于，所述加速度传感器为能够抗高冲击的压电薄膜式加速度传感器，所述加速度传感器安装于引信体内靠后部位，在安装试验装置的引信体内腔空间，使用发泡树脂进行固化灌封。3.根据权利要求1所述的基于侵彻加速度频域特征的硬目标层结构识别装置，其特征在于，所述信号处理模块的放大单元选用电荷放大器，传感器输出连接到所述的电荷放大器的输入端；所述电荷放大器和滤波单元均采用运算放大器构成。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺元吉，陈华，曹延伟，成丽蓉，董茜，杨杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军九六九零一部队二四分队，
类型：新型
国别省市：