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红外成像目标模拟电阻阵电控系统研制

作 者: 刘连胜
导 师: 张毅刚
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 仪器科学与技术
关键词: 电阻阵 电控系统 非线性校正 半实物仿真
分类号: TJ765.4
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
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内容摘要


利用红外目标模拟技术,可以模拟出接近真实物体发出的红外辐射图,为红外制导武器的探测器提供验证环境,缩短红外制导武器研制周期、减少研制成本。本文的目的是研制适用于导弹红外制导半实物仿真实验的红外目标模拟器电阻阵电控系统。本文在充分分析红外目标模拟器电阻阵各项功能和技术指标的基础上,确定了电阻阵电控系统的设计需求和技术指标,论证了电控系统的总体设计方案。在硬件设计方面,根据红外目标模拟电阻阵电控系统的功能需求,实现了仿真图像数据发送卡、图像驱动控制组合、红外图像数据接收卡和电源组合的开发。本文详细阐述了各功能单元的设计方法,分析了各功能单元的设计过程,并针对设计过程中采用的关键技术:LVDS技术、乒乓操作技术、高速D/A技术、高速A/D技术、基于FPGA的控制逻辑设计等做了重点阐述。在软件设计方面,针对图像数据高速传输要求,采用WDM驱动开发框架实现了仿真图像数据发送卡和红外图像数据接收卡所需的DMA驱动程序。最后,分析了电阻阵电控系统的非线性校正方法,提出了相应的技术解决方案。另外,还给出了具体的调试方法及调试结果。调试结果表明:本文研制的红外目标模拟器电阻阵电控系统的各项功能和技术指标符合研制任务的要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-16
  1.1 红外目标模拟技术简介  9
  1.2 红外目标模拟技术研究现状  9-14
    1.2.1 光调制设备红外目标模拟技术研究现状  10-11
    1.2.2 激光二极管阵列红外目标模拟技术研究现状  11
    1.2.3 电阻阵红外目标模拟技术研究现状  11-13
    1.2.4 电阻阵控制技术研究现状  13-14
  1.3 课题的来源,目的和意义  14
  1.4 论文的研究内容和本文结构  14-16
第2章 电控系统的方案设计  16-32
  2.1 需求分析  16-20
    2.1.1 电阻阵基本工作原理  16-18
    2.1.2 电控系统主要功能  18
    2.1.3 电控系统主要技术指标  18-19
    2.1.4 电阻阵电控系统关键参数  19-20
    2.1.5 使用及其他要求  20
  2.2 电控系统的总体设计方案  20-22
    2.2.1 数据传输接口方案  21-22
    2.2.2 PCI接口方案  22
  2.3 电控系统的硬件设计方案  22-28
    2.3.1 仿真控制计算机  24-25
    2.3.2 仿真图像数据发送卡设计方案  25-26
    2.3.3 图像驱动控制组合设计方案  26-27
    2.3.4 红外图像数据接收卡设计方案  27
    2.3.5 电源组合设计方案  27-28
  2.4 电控系统软件设计方案  28-31
    2.4.1 电控系统软件设计内容  28
    2.4.2 电控系统软件开发环境  28-29
    2.4.3 电控系统软件设计方案  29-31
  2.5 本章小结  31-32
第3章 电控系统的硬件设计  32-47
  3.1 仿真图像数据发送卡设计  32-36
    3.1.1 PCI9054 接口译码电路  32-33
    3.1.2 数据缓存单元设计  33-34
    3.1.3 LVDS接口电路设计  34-36
  3.2 图像驱动控制组合设计  36-43
    3.2.1 图像数据接收电路设计  36-37
    3.2.2 数据存储单元设计  37-38
    3.2.3 数模转换单元设计  38-40
    3.2.4 数字量输出单元设计  40-41
    3.2.5 自检单元设计  41-43
  3.3 红外图像数据接收卡设计  43-45
  3.4 电源组合设计  45-46
  3.5 本章小结  46-47
第4章 电控系统的软件设计  47-61
  4.1 WDM驱动程序设计  47-54
    4.1.1 PCI设备初始化  47-48
    4.1.2 I/O端口访问  48
    4.1.3 内存读写操作  48-49
    4.1.4 中断处理  49-51
    4.1.5 DMA传输  51-54
  4.2 固件开发  54-60
    4.2.1 串行数据发送与接收固件设计  54-57
    4.2.2 乒乓操作固件设计  57-58
    4.2.3 D/A控制固件设计  58-59
    4.2.4 A/D控制固件设计  59-60
  4.3 本章小结  60-61
第5章 非线性校正与系统调试  61-75
  5.1 非线性校正  61-66
    5.1.1 电阻阵的结构特点  61-62
    5.1.2 电阻阵非线性原因分析  62-63
    5.1.3 非线性校正  63-65
    5.1.4 非线性校正流程  65-66
  5.2 电控系统的调试  66-74
    5.2.1 调试环境  67
    5.2.2 调试方法  67-70
    5.2.3 调试结果  70-72
    5.2.4 调试问题分析  72-74
  5.3 本章小结  74-75
结论  75-76
参考文献  76-79
附录1 各功能电路板图片  79-81
附录2 电源机箱图片  81-82
附录3 图像驱动控制组合机箱图片  82-83
攻读学位期间发表的学术论文  83-85
致谢  85

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中图分类: > 工业技术 > 武器工业 > 火箭、导弹 > 导弹 > 制导与控制 > 检测、试验与仿真
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