89S52单片机弹箭结构特征数测试系统软硬件设计

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毕业论文

1 绪论 . 1

1.1 课题研究背景及意义 . 1

1.2 国内外研究现状 . 2

1.3 本文工作安排 . 3

2 测量系统整体设计 . 4

2.1 测量原理 . 4

2.2 机械测量装置介绍 . 7

2.3 下位机系统设计 . 9

2.4 上位机系统设计 . 10

3 下位机系统设计 . 11

3.1 硬件设计 . 11

3.2 软件设计 . 21

3.3 本章小结 . 26

4 上位机系统设计 . 27

4.1 初始化模块 . 27

4.3 测量模块 . 30

4.4 本章小结 . 32

5 数据处理与误差分析 . 33

5.1 测量数据处理 . 33

5.2 误差分析 . 36

5.2 本章小结 . 36

结论 . 37

致谢 . 38

参考文献 . 39
1 1 1 1 绪论绪论绪论绪论1.1 1.1 1.1 1.1 课题研究背景及意义课题研究背景及意义课题研究背景及意义课题研究背景及意义弹箭的含义很广泛，包括导弹、火箭弹、炮弹、枪弹等。由于弹箭武器具有飞行速度快、射程远、杀伤半径大、威力强等优点，它们在军事上有着非常重要的地位。伴随着科学水平的不断提高，军事上对弹箭武器命中率的要求也越来越高，而提高弹箭武器命中率的一种方法是尽可能提高弹箭静态特征参数测量系统的测量精度来保证弹箭武器的平稳飞行。弹箭的静态特征参数有质量、质心、质偏心、赤道转动惯量、极转动惯量等，而这些参数直接关系到弹箭性能的好坏。在弹箭的实际制造过程中，由于制造材料的密度分布不均、零件加工误差、部件的装配误差、内部装填物分布不均等因素的存在，将会导致弹箭整体的质量分布不均，使得质心在轴向实际位置与设计位置有所相差，同时也将使得弹箭的旋转轴产生偏离，进而产生偏心距 [1]。质心的轴向位置的偏离也会使得弹箭飞行的章动角变大，空气阻力会随着章动角的变大而增大，进而会影响射程，也会直接影响弹箭飞行的速度和稳定性。偏心距则会影响弹箭飞行的轨道，最终将会影响弹箭武器的命中率。所以弹箭静态特征参数的精确是弹箭优质的重要保证，设计出高精度的弹箭特征参数测试仪对弹箭的制造和使用也就有着非常重要的意义。转动惯量是刚体转动惯性大小的量度，是表征刚体特性的物理量，它的大小不与物体质量有关，还与转轴的位置和刚体质量的分布有关 [1]。转动惯量对弹箭的飞行稳定性和起始扰动以及其他外弹道的性能有着非常重要的影响，根据弹箭的转动惯量可以判断弹箭成品是否满足设计要求，并且可以为弹箭的设计、射击结果的分析、弹箭飞行姿态的计算以及弹箭不平衡度的计算提供数据，也可以为弹箭形状的改进提供信息。质量、质偏心、质心、转动惯量等特征参数除了对弹箭武器的制造有着很重要影响，在其他产业领域中也同样受到了重视源]自{751^*论\文}网·www.751com.cn/ 。在航天工业领域里，航天飞机、人造卫星等都需要测量这些参数，以保证产品符合设计的要求，确保产品可以按照预设的轨道完成上天的使命。在航空工业领域里，若要安全掌控飞机的飞行，就需了解飞机的性能，同样也需要测量飞机静态特征参数。在汽车和电机领域里，各个零部件尤其是转动零部件必须要测试它的静态参数，而且汽车装配之后也需要进行质量和质心位置的测量，以保证电机、车辆的性能符合设计要求。因此，质量、质心、质偏心、转动惯量等特征参数在航空、航天、兵器、电机、汽车等领域中都具有非常重要的意义 , 为了能够准确得到特征参数，就必须得有一套具有高精度的测量系统。