1 西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
2 中国兵器工业试验测试研究院, 陕西 华阴 714200
针对红外靶标模拟装置中的温控系统过度依赖专家经验, 且控制精度低等问题, 设计了一种基于改进GA算法优化的模糊PID红外模拟靶标温度控制方法。系统通过具有自适应交叉及变异概率的改进GA算法, 将模糊PID的量化因子和比例因子作为优化变量, 自适应调整PID参数, 快速确定温度控制单元的最优解。在Simulink建立温控系统仿真模型并进行仿真验证。仿真结果显示, 相较于模糊PID, 改进GA算法优化的模糊PID调节时间减少34.84%, 超调量减少63.75%, 稳态误差减少66.67%, 表明改进GA算法优化的模糊PID能提高系统的控制性能。
红外模拟 温度控制 模糊PID GA算法 交叉概率 变异概率 infrared simulation temperature control fuzzy PID GA algorithm crossover probability mutation probability
1 西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
2 内蒙古北方重工业集团, 内蒙古 包头 014030
在靶场测试领域, 触发器主要用于探测弹丸出射时产生的物理现象, 并输出弹丸击发零时刻触发信号, 以启动不同的后续弹道测试设备工作, 实现多参数的同步。现有触发器易受环境影响, 体积较大不易搬运, 使用局限性较大。为解决以上局限性, 通过研究飞行弹丸在终点弹道段红外辐射特性, 选择合适的中波红外探测器, 设计中波红外触发器, 通过光学结构对中波红外信号聚集, 聚焦在PbSe探测器的光敏面上, 设计相应的信号处理电路, 实现对弹丸的准确探测。经实验验证, 该触发器能够在35 m内对弹丸进行有效探测, 输出可靠触发信号, 探测灵敏度高, 具有良好的环境适应性和可靠性。
兵器测试 触发器 飞行弹丸 中波红外探测 终点弹道 weapon test trigger flying projectile mid-wave infrared detection end trajectory
1 西安工业大学兵器科学与技术学院，陕西西安 710021
2 内蒙古北方重工业集团技术中心，内蒙古包头 014030
针对枪口火光触发器在强背景光下灵敏度急剧下降的问题，提出主从式火光触发技术。首先分析火光探测灵敏度的影响因素，提出适用于工程实践的火光触发器灵敏度描述方法，建立火光触发器探测灵敏度数学表达式。根据背景光对触发器探测灵敏度影响，设计主从式火光触发电路，主探测器件用于探测目标火光信号，从探测器件用于探测背景光亮度，并为主探测器实现信号处理电路增益与镜头进光量调节提供依据。设计的主从式火光触发器经验证，可有效探测 85m外鞭炮爆炸产生的火光信号，其灵敏度完全满足兵器试验中火光触发远距离的测试需求。
兵器试验测试 火光触发 光电探测灵敏度 主从式火光探测 weapontest flametrigger photoelectricdetectionsensitivity master-auxiliaryflamedetection
西安工业大学 光电工程学院，陕西 西安 710021
为验证弹丸穿过天幕立靶时6个光幕响应时间是否一致，以提高测试设备测速精度，提出了一种用于检测天幕立靶光幕响应时间一致性的测量方法，设计了一种基于该测量方法的模拟弹丸过幕信号源测试装置。该装置调用存储在ROM中的弹丸轮廓数据，经DA转换控制两路光源间隔亮暗变化一次，用于模拟弹丸依次穿过探测光幕所遮挡的光能量变化。利用信号采集与处理仪同步采集两路输出信号时间间隔，与装置设定时间间隔的差值比较完成测试。测试结果表明：输出两路信号的时间间隔与设定时间间隔间的差值均小于1 μs，满足6个光幕响应时间一致性技术指标要求，该测试装置及测量方法可用于天幕立靶光幕响应时间一致性测量。
兵器靶场测试 天幕立靶 响应时间一致性 弹丸轮廓提取 光源亮度控制 weapon range testing sky screens vertical target response time consistency projectile contour extract light source brightness control
西安工业大学 陕西省光电测试与仪器技术重点实验室, 西安 710021
针对高速线阵相机实际应用中的可靠触发问题, 提出了一种高速线阵图像采集系统外触发延时时间的测试方法, 提供有效触发设置参数, 可靠捕获动态目标.采用双区截光幕准确获得飞行目标速度, 其中第二个光幕同时提供图像采集外触发信号, 依据区截装置参数及目标速度计算出采集系统接收到触发信号时刻; 对序列线阵图像分析, 以获得实际图像开始采集时刻, 进而得到线阵图像采集系统外触发延时时间.对行频64 000的具体型号采集系统外触发延时时间进行了实际测试, 测试结果与分析表明, 该系统图像采集存在延时, 平均延时时间为152 μs, 方差为3.3 μs, 延时测试精度小于1个行周期.分析了引入延时测试误差的因素及作用原理, 通过10 000 lps和50 000 lps两种行频的线阵相机延时测试系统误差分析实例, 给出了测试系统参数的一般确定方法.
延时测量 成像系统 线阵 触发 图像分析 Delay measurement Imaging system Line array Triggers Image analysis
西安工业大学 光电工程学院, 陕西 西安 710021
为了解决室内10 m×10 m大靶面探测光幕灵敏度分布不均匀的问题, 研究了镜头光幕探测传感器灵敏度分布规律。依据镜头式光度学理论, 分析了影响光幕探测灵敏度的主要因素, 建立探测灵敏度数学模型, 获得幕面内不同位置的弹丸过幕信号幅值变化趋势。最终提出了灵敏度修正方案, 通过改变光幕靶不同位置光源的发光亮度, 来实现探测幕面内灵敏度分布均匀化。修正后的探测光幕采用气枪弹验证可知, 灵敏度能满足大靶面灵敏度均匀化要求。
弹丸速度测量 大靶面探测光幕 L形光源 灵敏度修正 velocity measurement of projectile large target area detection light screen L-shaped light source sensitivity correction 红外与激光工程
2018, 47(6): 0617004
1 西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
2 重庆建设工业(集团)有限责任公司技术中心, 重庆 400054
针对兵器外弹道试验中采用单一探测传感器易输出误触发信号的技术难题,设计了一种双源触发方案。采用电磁传感器在弹丸击发时输出击发启动信号,采用枪口火焰触发器探测弹丸离开枪口时火光输出火焰停止信号;触发时序控制电路接收到击发启动信号后,输出一个设定宽度的时间窗脉冲信号,在时间窗内接收到火焰触发器输出的停止信号,即可判定为有效触发信号,否则为干扰信号,进行滤除。通过实弹射击验证,每次射击均能可靠输出触发信号,无误触发现象,能够有效提高触发装置的可靠性。
兵器科学与技术 外弹道参数测试 双源触发 火焰触发器 时序控制电路 armament science and technology exterior ballistic parameter measurement double-source trigger flame detector timing control circuit
西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
传统的幕中触发法在计算过幕时刻时是将光幕沿厚度方向的分布理想化为矩形,实际光幕由于镜头成像原理,其厚度呈梯形分布。当光幕之间存在夹角或弹丸斜入射光幕时会引入过幕时刻的提取误差。基于光幕探测器输出信号的幅值与弹丸在光幕中的位置呈线性对应关系,提出了一种弹丸穿过倾斜梯形光幕特征时刻修正算法。通过对光幕厚度的分析,采用迭代修正算法计算出半峰值点和弹道线与光幕中心面交点的时间差,得到弹尾到达光幕中心面的准确时刻。实弹射击表明,修正算法提取过幕时刻精度平均提高7.9%,可以直接用于六光幕天幕立靶测量系统。
六光幕阵列 弹丸飞行参数 光幕厚度分布 过幕特征时刻提取 着靶坐标 six-light-screen array flight parameter of projectile distribution of screen thickness feature moment acquisition impacting coordinate
