CN114322682A - 一种基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及过载测试技术领域，公开了一种基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统与方法，包括：巡飞弹、过载测试装置、以及共形端面，所述过载测试装置设于所述巡飞弹上，且所述过载测试装置的质心与所述巡飞弹的质心吻合，所述过载测试装置通过所述共形端面与所述巡飞弹连接；所述过载测试装置包括第一加速度计、第二加速度计以及数采板，所述第一加速度计和所述第二加速度计均与所述数采板连接；所述第一加速度计用于采集所述巡飞弹在飞行过程中的第一加速度信息，并将所述第一加速度信息发送至所述数采板；所述第二加速度计用于采集所述巡飞弹在飞行过程中的第二加速度信息，并将所述第二加速度信息发送至所述数采板。

Description

一种基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统与方法

技术领域

本发明涉及过载测试技术领域，尤其涉及一种基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统与方法。

背景技术

由于巡飞弹具有小型化、单兵化、成本低的特点，因此，巡飞弹常用于执行综合性任务。在小型巡飞弹的研制过程中，巡飞弹发射冲击过载数据是分析其动力学行为、结构动态响应规律的关键部分，也给弹上系统冲击振动设计提供数据支撑。由此可见，对巡飞弹发射系统方案优化、全弹力学环境适应性设计等十分重要。小型巡飞弹的全弹电路较为复杂，传统的弹内加速度测试方法需引出导线传输信号，发射过程中的带电气体和干扰信号会影响数据采集的准确性。小型巡飞弹发射过载的瞬间过载值较大，同时运行过程中的机动能力较强，巡飞弹工作过程中也会承受不同程度的过载，需要通过阈值采样保留所需过载值。小型巡飞弹的整体结构紧密，质心变化会影响增加弹体飞行过程中的功耗。目前测量过载的嵌入式硬件系统模块较多，外围电路较多，安装位置各异，但现有方法未考虑过载测试系统运行过程中对于弹体整体电路的电磁影响、过载测试装置安装对于整个弹体的质心影响，使得测量误差较大。

发明内容

本发明提供了一种基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统与方法，以解决现有的过载测试系统的测量误差较大的问题。

为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供一种基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统，包括：巡飞弹、过载测试装置、以及共形端面，所述过载测试装置设于所述巡飞弹上，且所述过载测试装置的质心与所述巡飞弹的质心吻合，所述过载测试装置通过所述共形端面与所述巡飞弹连接；

所述过载测试装置包括第一加速度计、第二加速度计以及数采板，所述第一加速度计和所述第二加速度计均与所述数采板连接；

所述第一加速度计用于采集所述巡飞弹在飞行过程中的第一加速度信息，并将所述第一加速度信息发送至所述数采板；

所述第二加速度计用于采集所述巡飞弹在飞行过程中的第二加速度信息，并将所述第二加速度信息发送至所述数采板；

所述数采板用于存储所述第一加速度信息和所述第二加速度信息。

可选的，所述过载测试装置上设置有配重块，所述配重块用于增加所述过载测试装置的部分区域的重量，以调节所述过载测试装置的质心位于所述过载测试装置的几何中心。

可选的，所述巡飞弹的弹体上设置有第一通孔和第二通孔，所述过载测试装置通过所述第一通孔和所述第二通孔与所述巡飞弹连接，所述第一通孔和所述第二通孔基于所述弹体的质心对称。

可选的，所述数采板还包括存储模块，所述存储模块分别与所述第一加速度计和所述第二加速度计连接。

可选的，还包括上位机，所述上位机与所述数采板通讯连接；

所述上位机用于向所述数采板发送控制指令，所述控制指令包括查询指令、接收指令或者擦除指令；

所述数采板还用于接收所述控制指令，在所述控制指令为查询指令的情况下，所述数采板基于所述查询指令查询存储模块中存储的数据；在所述控制指令为接收指令的情况下，所述数采板将存储模块中存储的数据发送至上位机；在所述控制指令为擦除指令的情况下，所述数采板擦除存储模块中存储的数据。

可选的，所述过载测试装置还包括供电模块，所述供电模块与所述数采板连接。

第二方面，本申请实施例提供一种基于巡飞弹发射冲击过载的测试方法，包括：

所述第一加速度计采集所述巡飞弹在飞行过程中的第一加速度信息，并将所述第一加速度信息发送至所述数采板；

所述第二加速度计采集所述巡飞弹在飞行过程中的第二加速度信息，并将所述第二加速度信息发送至所述数采板；

所述数采板存储所述第一加速度信息和所述第二加速度信息。

可选的，所述数采板还包括存储模块，所述数采板存储所述第一加速度信息和所述第二加速度信息之后，所述方法还包括：

所述数采板将所述第一加速度信息和所述第二加速度信息记录在预设时间长度的队列中，在N次记录的平均值超过预设门限值的情况下，将当前队列中存储的数据存储至所述存储模块中，N为正整数。

第三方面，本申请实施例提供一种上位机，所述上位机与所述数采板通讯连接，所述上位机应用于如第二方面所述的方法步骤，所述方法还包括：

所述上位机向所述数采板发送控制指令，所述控制指令包括查询指令、接收指令或者擦除指令；

所述数采板还接收所述控制指令，在所述控制指令为查询指令的情况下，所述数采板基于所述查询指令查询存储模块中存储的数据；在所述控制指令为接收指令的情况下，所述数采板将存储模块中存储的数据发送至上位机；在所述控制指令为擦除指令的情况下，所述数采板擦除存储模块中存储的数据。

有益效果：

本发明提供的基于飞弹发射冲击过载的测试系统与方法，通过共形端面将过载测试装置与巡飞弹连接，使过载测试装置能够稳定设于巡飞弹的内部，并通过对过载测试装置内部配重块的移动，调节过载测试装置质心的位置，使过载测试装置质心的位置始终与巡飞弹质心的位置相吻合，从而保障过载测试装置的稳定，避免测试误差较大的情况出现，同时共形端面能够更换，以便适应巡飞弹不同口径的弹体，提高了该装置的适应性。

附图说明

图1为本发明优选实施例提供的一种基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统结构示意图；

图2为本发明优选实施例的巡飞弹与过载测试装置连接示意图；

图3为本发明优选实施例的上位机功能示意图；

图4为本发明优选实施例提供的一种基于巡飞弹发射冲击过载的测试方法示意图。

附图标记：

1、巡飞弹；2、数采板；3、供电模块；4、配重块。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

请参见图1，本申请实施例提供一种基于巡飞弹1发射冲击过载的测试系统，包括：巡飞弹1、过载测试装置、以及共形端面，过载测试装置设于巡飞弹1上，且过载测试装置的质心与巡飞弹1的质心吻合，过载测试装置通过共形端面与巡飞弹1连接；

过载测试装置包括第一加速度计、第二加速度计以及数采板2，第一加速度计和第二加速度计均与数采板2连接；

第一加速度计用于采集巡飞弹1在飞行过程中的第一加速度信息，并将第一加速度信息发送至数采板2；

第二加速度计用于采集巡飞弹1在飞行过程中的第二加速度信息，并将第二加速度信息发送至数采板2；

数采板2用于存储第一加速度信息和第二加速度信息。

在本实施例中，数采板2主处理器可以是ARM 32-bit Cortex-M4架构微处理器的STM32F411xC类，处理器主频125DMIPS，并且拥有自适应实施加速器，集成了MCU与FPU指令，同时支持所有ARM单精度数据处理指令和数据类型，有效提升控制算法的执行速度和代码效率；处理器内部有一套完整的DSP指令和一个内存保护单元MPU，增强了应用程序的安全性；处理器添加了批处理采集模型(BAM)的创新功能，能够在数据批处理中节省更多能耗；此处仅作示例，不做限定。

在本实施例中，加速度计可以使MEAS832-0200型加速度计和MEAS834M1-6000型加速度计，MEAS832-0200型加速度计是一种低成本、板装式的三轴加速度计，具有稳定的压电陶瓷晶体，最大电流消耗小于4uA，可测试冲击力范围在±25g至±500g，并且可以提供高达2000Hz的响应频率，尺寸大小为18.8mm×14.48mm×4.3mm，质量仅3.6g；MEAS834M1-60000型加速度计是一种低成本、板装式的三轴加速度计，可测试冲击力的范围高达±2000g至±6000g，是一种专为高振福嵌入式冲击应用而设计的加速度计，能够提供高达6000Hz的响应频率，最大电流消耗为22uA，工作温度范围在-40℃至+125℃内，尺寸大小为18.8mm×14.48mm×4.3mm，质量仅2.6g；此处仅作示例，不做限定。

利用共形端面将过载测试装置装设在巡飞弹1上，使过载测试装置能够稳定设于巡飞弹1的内部，保证了过载测试的稳定，避免出现测量误差较大的情况，同时共形端面能够更换，能够适应巡飞弹1不同口径的弹体，从而提高了该装置的适应性。

数采板2还包括存储模块，存储模块分别与第一加速度计和第二加速度计连接。

第一加速度计与第二加速度计测得的数据能够传输到数采板2内设置的存储模块中进行存储，通过存储模块能够技术对测试得到的数据进行存储，同时还方便随时对存储的数据进行调用。

过载测试装置还包括供电模块3，供电模块3与数采板2连接。

供电模块3能够为过载测试装置内的数采板2进行供电，从而保障了数采板2的正常工作。

请参见图2，过载测试装置上设置有配重块4，配重块4用于增加过载测试装置的部分区域的重量，以调节过载测试装置的质心位于过载测试装置的几何中心。

过载测试装置能够通过对配重块4进行移动，来改变过载测试装置自身的质心位置，当过载测试装置的质心位置与巡飞弹1的质心位置出现偏差时，便可通过移动配重块4的位置来使过载测试装置质心的位置与巡飞弹1质心的位置相吻合。

巡飞弹1的弹体上设置有第一通孔和第二通孔，过载测试装置通过第一通孔和第二通孔与巡飞弹1连接，第一通孔和第二通孔基于弹体的质心对称。

第一通孔与第二通孔能够对过载测试装置与巡飞弹1之间的安装方式和安装位置进行了限定，避免巡飞弹1在飞行运动的过程中，过载测试装置在巡飞弹1上的位置发生移动，对测量的精准度造成影响。

请参见图3，上述的一种基于巡飞弹1发射冲击过载的测试系统，还包括：上位机，上位机与数采板2通讯连接；

上位机用于向数采板2发送控制指令，控制指令包括查询指令、接收指令或者擦除指令；

数采板2还用于接收控制指令，在控制指令为查询指令的情况下，数采板2基于查询指令查询存储模块中存储的数据；在控制指令为接收指令的情况下，数采板2将存储模块中存储的数据发送至上位机；在控制指令为擦除指令的情况下，数采板2擦除存储模块中存储的数据。

上位机对数采板2进行控制，通过上位机向数采板2发送控制指令，数采板2接收到控制指令后，便可根据控制指令所指示的内容，进行相应操作。

在一示例中，数采板2上电后，数采板2内芯片初始化，上位机与数采板2进行通讯对接，数采板2进入启动倒计时阶段，内部开启200ms定时器，数采板2实时监控两种加速度计在巡飞弹1发射过程中的状态数据，并开辟内部双缓存区对监控数据进行存储；两种加速度计会将6路数据通过ADC模块转换成6路AD数据，数位板读取6路AD数据后会将数据记录，并通过10次存储数据的平均值判断加速度是否超过门限值，超过门限值的数据转存在存储模块中；上位机发送进入FLASH模式并查询数采板2中存储模块的数据存储量指令，数采板2进入FLASH模式并反馈给上位机对应存储模块中存储的数据量，若存储模块内存在一定量的数据存储，可进行下述操作；当上位机发送接收存储模块数据的指令后，数采板2将加速度计收集读取得到的6路AD数据进行回传，并由上位机接收，上位机接收到6路AD数据后可对数据进行存储、解析；当上位机发送擦除存储模块数据的指令后，数采板2将擦除存储模块中存储的数据，并在全部擦除后发送反馈信号给上位机，供上位机进行后续操作处理；巡飞弹1飞行过程中，数采板2会持续记录并存储达到阈值的过载值，巡飞弹1回收后，通过上位机与过载测试装置对接，便可读取数采板2中存储模块内记录的数据；

上位机通过得到的数据，可绘制数据曲线、标定最大值和最小值，并根据获得的数据计算弹体初速。

请参见图4，本申请实施例还提供一种基于巡飞弹1发射冲击过载的测试方法，包括：

第一加速度计采集巡飞弹1在飞行过程中的第一加速度信息，并将第一加速度信息发送至数采板2；

第二加速度计采集巡飞弹1在飞行过程中的第二加速度信息，并将第二加速度信息发送至数采板2；

数采板2存储第一加速度信息和第二加速度信息。

可选的上述基于巡飞弹1发射冲击过载的测试方法还包括：

数采板2将第一加速度信息和第二加速度信息记录在预设时间长度的队列中，在N次记录的平均值超过预设门限值的情况下，将当前队列中存储的数据存储至存储模块中，N为正整数。

可选的上述基于巡飞弹1发射冲击过载的测试方法还包括：

上位机向数采板2发送控制指令，控制指令包括查询指令、接收指令或者擦除指令；

数采板2还接收控制指令，在控制指令为查询指令的情况下，数采板2基于查询指令查询存储模块中存储的数据；在控制指令为接收指令的情况下，数采板2将存储模块中存储的数据发送至上位机；在控制指令为擦除指令的情况下，数采板2擦除存储模块中存储的数据。

上述的基于巡飞弹1发射冲击过载的测试方法，可以实现上述的基于巡飞弹1发射冲击过载的系统的各个实施例，且能达到相同的有益效果，此处，不做赘述。

在使用本申请时：通过共形端面将过载测试装置安装在巡飞弹1上，并调整过载测试装置上配重块4的位置，使过载测试装置质心的位置与巡飞弹1质心的位置相吻合，保证了过载测试的稳定，避免出现测量误差较大的情况，当过载测试装置开始工作时，供电模块3为数采板2提供电能，保障数采板2正常工作，第一加速度计与第二加速度计采集巡飞弹1在飞行过程中的第一加速度信息和第二加速度信息，并分别将第一加速度信息和第二加速度信息发送至数位板内的存储模块进行存储，此时工作人员操作上位机，通过上位机发送控制指令到数采板2，控制指令包括查询指令、接收指令或者擦除指令，数采板2接收到控制指令后便可根据控制指令的类型进行相应操作；

当控制指令为查询指令时，即查询存储模块中存储的数据；

当控制指令为接收指令时，数采板2将存储模块中存储的数据发送回上位机；

当控制指令为擦除指令时，数位板将擦除存储模块中存储的数据。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统，其特征在于，包括：巡飞弹、过载测试装置、以及共形端面，所述过载测试装置设于所述巡飞弹上，且所述过载测试装置的质心与所述巡飞弹的质心吻合，所述过载测试装置通过所述共形端面与所述巡飞弹连接；

所述过载测试装置包括第一加速度计、第二加速度计以及数采板，所述第一加速度计和所述第二加速度计均与所述数采板连接；

所述第一加速度计用于采集所述巡飞弹在飞行过程中的第一加速度信息，并将所述第一加速度信息发送至所述数采板；

所述第二加速度计用于采集所述巡飞弹在飞行过程中的第二加速度信息，并将所述第二加速度信息发送至所述数采板；

所述数采板用于存储所述第一加速度信息和所述第二加速度信息。

2.根据权利要求1所述的基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统，其特征在于，所述过载测试装置上设置有配重块，所述配重块用于增加所述过载测试装置的部分区域的重量，以调节所述过载测试装置的质心位于所述过载测试装置的几何中心。

3.根据权利要求1所述的基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统，其特征在于，所述巡飞弹的弹体上设置有第一通孔和第二通孔，所述过载测试装置通过所述第一通孔和所述第二通孔与所述巡飞弹连接，所述第一通孔和所述第二通孔基于所述弹体的质心对称。

4.根据权利要求1所述的基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统，其特征在于，所述数采板还包括存储模块，所述存储模块分别与所述第一加速度计和所述第二加速度计连接。

5.根据权利要求1所述的基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统，其特征在于，还包括上位机，所述上位机与所述数采板通讯连接；

所述上位机用于向所述数采板发送控制指令，所述控制指令包括查询指令、接收指令或者擦除指令；

所述数采板还用于接收所述控制指令，在所述控制指令为查询指令的情况下，所述数采板基于所述查询指令查询存储模块中存储的数据；在所述控制指令为接收指令的情况下，所述数采板将存储模块中存储的数据发送至上位机；在所述控制指令为擦除指令的情况下，所述数采板擦除存储模块中存储的数据。

6.根据权利要求1所述的基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统，其特征在于，所述过载测试装置还包括供电模块，所述供电模块与所述数采板连接。

7.一种基于巡飞弹发射冲击过载的测试方法，应用于上述权利要求1-6中任一项所述的基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统，其特征在于，所述方法包括：

所述第一加速度计采集所述巡飞弹在飞行过程中的第一加速度信息，并将所述第一加速度信息发送至所述数采板；

所述第二加速度计采集所述巡飞弹在飞行过程中的第二加速度信息，并将所述第二加速度信息发送至所述数采板；

所述数采板存储所述第一加速度信息和所述第二加速度信息。

8.根据权利要求7所述的基于巡飞弹发射冲击过载的测试方法，其特征在于，所述数采板还包括存储模块，所述数采板存储所述第一加速度信息和所述第二加速度信息之后，所述方法还包括：

所述数采板将所述第一加速度信息和所述第二加速度信息记录在预设时间长度的队列中，在N次记录的平均值超过预设门限值的情况下，将当前队列中存储的数据存储至所述存储模块中，N为正整数。

9.根据权利要求7所述的基于巡飞弹发射冲击过载的测试方法，其特征在于，所述基于巡飞弹发射冲击过载的测试系统还包括上位机，所述上位机与所述数采板通讯连接，所述方法还包括：

所述上位机向所述数采板发送控制指令，所述控制指令包括查询指令、接收指令或者擦除指令；

所述数采板还接收所述控制指令，在所述控制指令为查询指令的情况下，所述数采板基于所述查询指令查询存储模块中存储的数据；在所述控制指令为接收指令的情况下，所述数采板将存储模块中存储的数据发送至上位机；在所述控制指令为擦除指令的情况下，所述数采板擦除存储模块中存储的数据。

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