基于VXI的弹药工程测试系统集成研究
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摘要
VXI总线标准是在VME总线和GPIB总线的基础上发展起来的仪器系统总线，它集中了两种总线的全部优点，其优越性能使其在航天、船舶、电子、军工领域应用广泛。另外，VXI总线仪器有很强的功能集成性，因此，可以看出VXI总线仪器非常适合组建中、大规模，精度要求较高的自动控制测试系统。
在弹药开发试验过程中，弹药工程测试参数通常有：爆炸冲击波、介质压力、介质加速度、瞬态温度，介质应变等，它们均是高冲击、高频响、高过载、高温等动态信号，就这要求测试系统要具有多通道，信号采集精度高，响应速度快，适合捕捉瞬态信号，通用性好，组建快捷等特点。
针对弹药工程测试参数的特点，本文详细论证了使用VXI总线仪器组建测试系统的可行性及优势所在，介绍了测试系统硬件组建结构及模块的选择依据，按照VPP规范进行VXI测试系统软件集成的详细方法，以及对测试数据进行进一步分析和特征提取的方法论证及软件实现。最后，通过爆炸冲击测试实验，从实践方面验证了系统的可行性与性能。
The criterion of VXIbus is developed based on VME bus and GPIB bus. It integrates the advantages of the two kinds of data bus. For this reason, it has been widely used in the fields of space flight, ship industry, electronics and war industry. Otherwise, the VXIbus instrumentation has powerful ability of function integrating. Now, it is clear to see that the VXIbus instrumentation is very suitable for designing moderate and large scales, high precision auto control system and test system.
In the test process of ammunition development, the parameters in ammunition field generally are explosion shock wave, medium pressure, medium acceleration, instantaneous temperature and medium strain etc. They are dynamic signals that have the characteristics of high shock, high frequency response, high load and high temperature. Thus, the test system must be a universal system that has multiple channels, high precision and is suitable for capturing instantaneous signals; on the other hand, the system also must be set up easily and quickly.
According to the characteristics of ammunition engineering parameters, the thesis demonstrates the feasibility and advantages that set up system by VXIbus instrumentation in detail. It also introduces the system structure and how to choose the VXI module, how to implement the integration of test software according to VPP and the methods of signal processing. At last, the test system was proved to be a suitable system in ammunition testing field by experiments.
在弹药开发试验过程中，弹药工程测试参数通常有：爆炸冲击波、介质压力、介质加速度、瞬态温度，介质应变等，它们均是高冲击、高频响、高过载、高温等动态信号，就这要求测试系统要具有多通道，信号采集精度高，响应速度快，适合捕捉瞬态信号，通用性好，组建快捷等特点。
针对弹药工程测试参数的特点，本文详细论证了使用VXI总线仪器组建测试系统的可行性及优势所在，介绍了测试系统硬件组建结构及模块的选择依据，按照VPP规范进行VXI测试系统软件集成的详细方法，以及对测试数据进行进一步分析和特征提取的方法论证及软件实现。最后，通过爆炸冲击测试实验，从实践方面验证了系统的可行性与性能。
The criterion of VXIbus is developed based on VME bus and GPIB bus. It integrates the advantages of the two kinds of data bus. For this reason, it has been widely used in the fields of space flight, ship industry, electronics and war industry. Otherwise, the VXIbus instrumentation has powerful ability of function integrating. Now, it is clear to see that the VXIbus instrumentation is very suitable for designing moderate and large scales, high precision auto control system and test system.
In the test process of ammunition development, the parameters in ammunition field generally are explosion shock wave, medium pressure, medium acceleration, instantaneous temperature and medium strain etc. They are dynamic signals that have the characteristics of high shock, high frequency response, high load and high temperature. Thus, the test system must be a universal system that has multiple channels, high precision and is suitable for capturing instantaneous signals; on the other hand, the system also must be set up easily and quickly.
According to the characteristics of ammunition engineering parameters, the thesis demonstrates the feasibility and advantages that set up system by VXIbus instrumentation in detail. It also introduces the system structure and how to choose the VXI module, how to implement the integration of test software according to VPP and the methods of signal processing. At last, the test system was proved to be a suitable system in ammunition testing field by experiments.
引文
1．张毅刚，乔立岩等编．虚拟仪器软件开发环境Labwindows／Cvi6.0．北京：机械工业出版社，2002
2．王江峰，张晓力．虚拟仪器的现状与发展．北京工商大学学报．2002，20(4)：39～42
3．张毅刚，曲春波等译．VXI总线即插即用规范．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001
4．谢洪波，顾晓辉．Labwindows／Cvi软件在动态测试中的应用．电脑开发与应用．2002，15(5)：34～35
5．刘君华．虚拟仪器编程语言Labwindows／Cvi教程．北京：电子工业出版社，2001
6. David Hetherington. The VXIbus: an introduction. Buses for Instruments: VXI and Beyond, IEE Colloquium. 1989, 1/1～1/3
7. Ron Wolfe. Virtual Instruments in VXI. AUTOTESTCON'93. IEEE Systems Readiness Technology Conference. Proceedings. 1993, 23(3): 183～190
8. Mike Gooding. VXI Plug & Play. AUTOTESTCON'98. IEEE Systems Readiness Technology Conference. 1998, 30(2): 448～451
9．彭云辉，王跃钢等．VXI总线与虚拟仪器技术．电子技术应用．2003，29(1)：6～9
10．魏坚华，李强等．LabWindows／CVI仪器驱动程序的开发．电子元器件应用．2002，4(11)：46～48，58
11．卜雄洙．虚拟仪器在自动测试中应用．南京理工大学学报．2002，2：109～112
12．涂明武．军用自动化测试设备的发展现状．自动化仪器仪表．2000，4：3～4
13．刘君华等．基于LabWindows／CVI的虚拟仪器设计．北京：电子工业出版社，2003
14．洪志全，洪学梅．现代计算机接口技术．北京：电子工业出版社，2002
15．谭浩强．C程序设计教程．北京：高等教育出版社，1997
16．谈恩民，陈尚松．VXI总线虚拟仪器系统集成与应用．桂林电子工业学院学报．1999，19(3)
17．瞿祖庚．模拟电子技术．北京：机械工业出版社，1990
18．蒋方亮．VXI总线仪器动态数据采集系统．计算机自动测量与控制．1997，(3)：17～20
19．董高庆．基于VXI总线的轻武器综合测试系统．计算机自动测量与控制．1998，
(1)：8～9
20．刘振茂．美国新一代军用测试系统简介．测控技术．1997，(5)：7-8
21．于功敬等．军用ATE／ATS技术的发展．测控技术．2000，(1)：13-15
22．于波，韩月秋．VXI总线超高速数据采集系统的设计与实现．北京理工大学学报．1999，19(6)：729～733
23．丁庆海，庄志洪等．混沌分形小波理论在被动声信号特征提取中的应用．声学学报．1999，24(2)：197～203
24．Davids Chapman著，骆长乐译．学用Visual C++6.0．北京：清华大学出版社，美国：西蒙与舒斯特国际出版公司．1999
25．宿晶亮，栗苹，刘宁．AR模型在直升机声学环境模拟中的应用．探测与控制学报．2001，23(2)：45～48
26．王世一著．数字信号处理．北京：北京理工大学出版社，1997
27．刘志俭，潘献飞，连军想编著．MATLAB外部程序接口(6.x)．北京：科学出版社，2002
28．楼顺天，李博菡著．基于MATLAB的系统分析与设计——信号处理．西安：西安电子科技大学出版社，1998
29. David Haworth. VPP Provides Programming Benefits. Evaluation Engneenng. 1996, (6): 40～45
30．胡昌华，张军波等．基于MATLAB的系统分析与设计——小波分析．西安：西安电子科技大学出版社，2000
31．王振国 周熙襄等．基于小波变换的最小光滑滤波去噪．石油地球物理勘探．2002，37(6)：594～600
32．营怀信 赵建伟．小波分析发展综述．咸阳师范学院学报．2002，17(6)：5～8
33．温广瑞 张西宁．基于AR模型和谐波小波的扭振固有频率提取．机械科学与技术．2003，22(1)：25～27
34．黄海波．现代谱估计基础上的频率估计及其仿真分析．湖北汽车工业学院学报．2002，16(1)：40～45
35．David J Kruglinski，Scot Wingo著，希望图书创作室译．Programming Microsoft Visual C++6.0技术内幕．北京：北京希望电子出版社，1999
36．刘贯领．声目标识别方法研究．南京理工大学硕士学位论文，2003
37．张贤达．现代信号处理．北京：清华大学出版社，2000
38．徐长发，李国宽．实用小波方法．武汉：华中科技大学出版社，2001
39. Parameswariah, Chethan Bangalore. Understanding wavelet analysis and filters for engineering applications. USA: LOUISIANA TECH UNIVERSITY,
2003
40. Alan W. Martel. Test Program Structure and Development on the Common Test Station. Auto Test' 96, 1996
41．郭丽丽．LabWindows／CVI中数据采集函数库的合理使用．第四军医大学学报．2003，24(2)：138
42．厉红 胡旭东．基于LabWindows／CVl5．0.1开发的远程实时测试系统．测控技术．2002，21(12)：47～49
43．铁勇，罗忠等．用动态链接库(DLL)实现并口高速数据采集．内蒙古大学学报：自然科学版．2001，32(6)：679～681
44．陈家胜．基于虚拟仪器技术的程控锁相放大器设计．电子技术(上海)．2001，28(11)：40～42
45．张秋华 梁军．基于Lab Windows／CVI和VISA库频谱分析仪程控测量方法．电子测量技术．2001，(3)：44～45
46．陈大港等．“VXI总线测试平台”仪器驱动器设计与实现．测控技术．2001，20(9)：23～25，27
47．JV53116，JV53202，JV53124，JV53302VXI模块用户手册．成都：四川纵横仪器有限公司，1998
48．谢洪波．基于VXI总线的弹丸动态参数测试系统集成．南京理工大学硕士学位论文，2002
49．纪铁军 葛晓菁等．VXI总线任意波形发生器波形数据获取方法．哈尔滨理工大学学报．2002，21(3)：229～232
50．王宏禹著．现代谱估计．南京：东南大学出版社，1990
51．李建平主编．小波分析与信号处理．重庆：重庆出版社，1997
52．黄叙辉．基于VXI总线的飞行器脉动压力测试系统．测控技术．1999，(5)：29～31
53．(美)海金(Haykin,S.)主编．谱分析的非线性方法．北京：科学出版社，1986
54．袁慰平，张令敏，黄新芹，闻振初．数值分析．南京：东南大学出版社，1992
55．孔德仁，朱蕴璞等编著．南京：南京理工大学，2000
56．王春森主编．程序员教程．北京：清华大学出版社，2001
57. IEEE Std 1155-1992:IEEE Standerd for VMEbus Extensions for Instrumentation. VXIbus. IEEE, 1993
58．孙颋，顾晓辉．基于VXI总线的弹药测试系统集成．弹箭与制导学报．2003，23(5)：74～77
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