Разработка и исследование информационно-измерительной системы на основе акустических мишеней для испытаний стрелкового оружия на открытой местности

• Автор: Казаков, Степан Викторович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 151 с. : ил

ГЛАВА 1АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ МОДЕЛЕЙ И ИХ

ИДЕНТИФИКАЦИЯ

1 Л. Акустические мишени с точечными датчиками

1.2. Модели акустических сверхзвуковых мишеней

1.3. Метод решения нелинейных уравнений акустических мишеней

1.4. Идентификация моделей акустических мишеней

1.5. Аппаратная часть ИИС на основе акустических мишеней

1.6. Выводы по главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ

АКУСТИЧЕСКИХ МИШЕНЕЙ

2.1. Модель звуковой волны на открытой местности в случае постоянства скоростей пули и звука
2.2. Модели звуковой волны в неподвижной атмосфере с учетом замедленного движения пули и замедления
скорости распространения звуковой волны
2.3. Модель звуковой волны с учетом ветра и замедленного движения пули
2.4. Модель звуковой волны с учетом ветра и конечности источника возмущений
2.5. Пространственная физическая модель акустической мишени
с учетом ветра
2.6. Геометрическая модель акустической мишени с учетом
ветра
2.7. Выводы по главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ И МЕТОДА ИДЕНТИФИКАЦИИ МОДЕЛЕЙ АКУСТИЧЕСКИХ МИШЕНЕЙ
3.1. Идентификация физической модели акустической мишени
3.2. Нулевая модель для определения начальных условий
3.3. Нулевая модель с учетом ветра и наклона траектории
3.4. Обобщенная пространственно-регрессионная модель
3.5. Вторичная (регрессионная) модель акустических мишеней
3.6. Выводы по главе
ГЛАВА 4. АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ АИС-ПРП
4.1. Структурная схема и описание работы ИИС
4.2. Программное обеспечение ИИС
4.3. Метрологическое обеспечение ИИС
4.4. Производственные испытания ИИС
4.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
П1. Акты внедрения результатов работы в промышленности
и в учебном процессе
П2. Исходные тексты программ моделей мишеней и их
идентификации для математического пакета MAPLE
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ
СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
ИИС - информационно-измерительная система;
АК - акустическая мишень;
СМ - световая мишень;
МБП - метод блокирующих плоскостей;
МНК - метод наименьших квадратов;
МНМ — метод наименьший модулей;
ОЭП - оптико-электронный преобразователь ;
ОДУ - обыкновенные дифференциальные уравнения;
0, (хI, у,, г,) - акустический датчик; х,-, у,-, гг - координаты
акустического датчика;
V - скорость пули; у - ускорение (замедление);
к = - коэффициент замедления пули;

а - скорость звука;
1,т,п - направляющие косинусы траектории; t0 - начало отсчета времени;
- время срабатывания акустического датчика или ОЭП; КТ - контрольная точка;
КС - кучность стрельбы;
СТП - средняя точка попадания;
СО - стрелковое оружие;
МС - меткость стрельбы.

дует заменить z и у соответственно на (zd-z) и (уд - у), где г, у - координаты точки попадания, zd, уд - координаты датчика.
2.7. Выводы по главе
В главе 2 рассмотрены модели звуковой волны и модели звуковой мишени с учетом замедления движения пули и скорости распространения звуковой волны и с учетом ветра.
Установлено что:
1. Замедление движения пули и скорости звуковой волны приводит к изгибу характеристик конуса ударной волны, который можно описать параболой (полиномом второй степени). Отклонение от линейной зависимости сказывается на точности определения координат в случае поля регистрации, превышающего 2-3 м.
2. Ламинарное движение воздуха (ветер) приводит к сносу конуса ударной волны с поворотом его оси в направление по вектору разностной скорости пули и ветра. Замедление пули приводит к искривлению оси конуса, которым на длине траектории до 6-10 м можно пренебречь.
3. С учетом конечных размеров источника возмущений (пули) под действием ветра происходит прижимание фронта ударной волны к пуле со стороны ветра, что приводит к смещению характеристических линий с наветренной стороны по отношению к подветренной назад. В результате в сечении конуса плоскостью, перпендикулярной оси конуса происходит смешение окружности (эллипса), которое может быть учтено моделью, учитывающей ламинарное движение воздуха (ветер).
4. Физическая пространственная модель содержит 10 параметров (с учетом нелинейности характеристики конуса).
5. Физическая геометрическая модель также содержит 10 параметров, но вместо Uх, Vy, V1 вошли переменные Uу, А = tga, s = simp. При этом в про-