基于FPGA的固體推進(jìn)劑過載參數(shù)存儲(chǔ)測(cè)試系統(tǒng)的研制.pdf

1、在固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，推進(jìn)劑藥柱的應(yīng)變量及過載加速度等動(dòng)態(tài)參數(shù)對(duì)固體發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷及安全性的評(píng)估監(jiān)測(cè)具有重要意義。目前國內(nèi)對(duì)推進(jìn)劑藥柱在過載狀態(tài)下的測(cè)試比較少見，并且常用的測(cè)試方法存在外接信號(hào)引線易斷、制作安裝困難等問題，基于此，開展了針對(duì)固體推進(jìn)劑過載參數(shù)測(cè)量的存儲(chǔ)測(cè)試系統(tǒng)的研究。
　　 在分析了固體推進(jìn)劑在實(shí)際工況中表面應(yīng)變、加速度信號(hào)的特點(diǎn)及測(cè)試環(huán)境的特殊性的基礎(chǔ)上提出了存儲(chǔ)測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)性能指標(biāo)、設(shè)計(jì)原則和總體方

2、案;根據(jù)所選各傳感器的電氣特性并結(jié)合系統(tǒng)性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路;設(shè)計(jì)了FPGA控制器及片外AD轉(zhuǎn)換器、USB通信控制器、存儲(chǔ)器的電路;使用Verilog硬件描述語言在Quartus(Ⅱ)9.0軟件環(huán)境下對(duì)片外硬件電路編寫了各功能控制模塊，并結(jié)合LabVIEW8.6軟件開發(fā)了上位機(jī)操作界面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的可程控增益放大、應(yīng)變電橋自動(dòng)平衡、內(nèi)觸發(fā)設(shè)置、測(cè)試數(shù)據(jù)讀取等功能，完成了三通道大應(yīng)變、單通道加速度信號(hào)的采集存儲(chǔ)。設(shè)計(jì)了

3、合理有效的供電電路，保證了裝置在試驗(yàn)過程中能夠正常工作;針對(duì)試驗(yàn)環(huán)境及對(duì)裝置抗沖擊性的要求，利用Solidworks2008設(shè)計(jì)了裝置的機(jī)械殼體，并使用ANSYS軟件進(jìn)行了強(qiáng)度仿真分析，對(duì)電路板的防護(hù)及緩沖進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)。針對(duì)因受發(fā)動(dòng)機(jī)體積局限導(dǎo)致裝置與外界通信接口的不匹配，對(duì)各接口進(jìn)行了合理的轉(zhuǎn)換。利用信號(hào)發(fā)生器、落錘信號(hào)發(fā)生器以及并聯(lián)大電阻方法分別對(duì)裝置的加速度及應(yīng)變測(cè)試進(jìn)行調(diào)試與功能驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)測(cè)試裝置是可行有效