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在靶场测试环境中对天幕靶测试设备进行检验是通过大量重复性的射击实验来完成的。但是这些实验都是在户外进行,这使得环境因素例如天空背景的光强,大气的可见度,蚊虫等干扰物对实验结果影响很大,另外在对昂贵弹丸进行大量重复性的射击实验会使测试费用提高。因此研究一种用于靶场测试环境的仿真信号源具有十分重要的意义。利用高精度的信号发生器产生信号是进行仿真测试的一种方法。但是这类基于硬件设备的信号发生器开发周期长、成本高,并且在弹丸信号图像处理和用户自定义加噪等功能上不适合作为靶场测试专用信号源。为解决上述问题,本文提出了利用虚拟仪器技术设计靶场测试设备虚拟信号源的方法。该方法能减少环境因素对测试结果的影响,降低昂贵弹丸的测试费用。本文设计的虚拟信号源不仅可以模拟输出各种复杂的弹丸信号,而且可以实时采集弹丸信号,并对采集的信号进行各种分析处理。
本文对不同虚拟仪器硬件开发平台进行了比较,根据本课题的任务,选用了数据采集卡PXI-6025E为硬件开发平台,并用图形化编程软件LabVIEW作为软件开发平台,设计出基于虚拟仪器技术的靶场测试设备虚拟信号源。首先研究了各类标准测试信号、任意信号的生成方法,利用LabVIEW编写了生成标准信号和任意信号的应用程序,其次利用数字图像处理技术对示波器采集的弹丸信号图像信息进行提取,生成相应的信号数据点,并用MatLab编写了相关的图像处理程序,然后研究了数据采集理论和虚拟仪器技术,并编写了用于信号采集、输出、频谱分析以及信号加噪的应用程序,最后对部分弹丸信号的仿真结果进行失真度分析以及对测时仪进行触发计时实验。
本课题设计的虚拟信号源参数控制全部通过图形用户界面进行人机交互,面板设计形象,易于实际操作。经实际验证,用户还可以通过相应的编程对虚拟信号源进行移植、改进或功能扩展,使虚拟信号源可以有效地将计算机硬件技术、软件技术和仪器软硬件技术结合在一起,完成靶场测试环境中的诸多检验与分析。