侵彻引信的空穴识别算法及电路设计

【摘要】随着精确制导武器命中精度的不断提高，精确打击敌方重要目标已成为战争的首要选择。特别是在当前这种突发性局部战争中，“外科手术式”的打击已成为现阶段最有效的攻击手段之一。为了保护重要的军事设施，在防御技术上都对其进行了深入研究，主要采取深埋地下和增加坚固防护层等措施，这就对侵彻武器提出了更大的挑战。作为侵彻武器灵魂的硬目标侵彻引信技术更是优先发展的对象。现如今，硬目标侵彻引信实现其功能的起爆方式主要有四种起爆方式，根据侵彻目标的不同，应选择相应的起爆控制方式。但是重要目标的隐蔽性，防护措施的复杂性、多样性及坚固性，造成采用单一起爆控制方式的硬目标侵彻引信已经不能够实现精确打击和高效毁伤。研制自适应的、多功能的、多起爆控制方式的硬目标侵彻引信已经迫在眉睫。本文本质上是计层起爆控制方式中的空穴识别技术研究。其工作原理是在目标为采用多硬层防护情况下，引信电路对加速度传感器采集的减加速度信号进行处理，识别空穴目标并计数，辅助计层电路实现精确控制炸点，以达到最大毁伤效果。本文首先依据侵彻理论和侵彻实验，详细分析了侵彻过程，并用LS-DYNA进行了侵彻模型仿真，直观的反映了侵彻过程。在此基础上，对侵彻过程中可能存在的干扰做了重点分析，干扰主要是“伪空穴”干扰和“双空穴”干扰，根据两种干扰产生的原因和加速度信号的特点提出了使用以定时器为核心元器件的抗干扰理论。然后根据该理论使用MATLAB/SIMULINK设计了空穴识别算法，并采用标准波形及实测数据对算法进行了检测，证实了该算法的是理论可行性。最后为了克服传统的使用DSP和单片机等控制核心在信号采集的过程中会造成的延时，本文设计了一套纯硬件电路，来实现计空穴起爆控制技术，并通过实测信号的检测，证明了该电路能够精确控制炸点。
【作者】刘恒；
【导师】李世中；张玉梅；
【作者基本信息】中北大学，兵器工程，2014，硕士
【关键词】侵彻引信；加速度；空穴识别；抗干扰；定时器；

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