51单片机的火药挤压撞击试验系统设计+电路原理图(3)
1）点火回路6路
2）压力采集8路
3）时序控制精度0.1ms
4) 具有试验数据上传功能
2火药挤压撞击试验控制系统的总体设计
发射药床在运动过程中的挤压破碎机理是发射安全性研究中的核心问题。本文主要研究内容是采用单片机进行药挤压撞击试验控制系统开发。试验用的火药被放置在套筒中的装药室内，通过点火装置将药室推向套筒的另外一端，装在套筒管壁上的压力传感器将采集的挤压应力转换为电信号。分析挤压应力-时间曲线能够确定装药室的位置，通过单片机控制下一次点火的时间，从而将药室再由套筒的一端推向另外一端，最终达到试验所需的时序控制功能。试验时，在半密闭爆发器燃烧室内装如一定质量的某种牌号火药，在发射药模拟装药室内装入被模拟的发射药，并按照要求装配好各部件。当点燃半密闭爆发器燃烧室内的火药后，其产生的高压燃气推动传动杆及活塞，活塞挤压装药室内的发射药床，导致发射药破碎，安装在半密闭爆发器燃烧室上的压力传感器记录作用在传动活塞上的压力变化规律。试验后，拆开装模拟药室即可得到破碎后的发射药床，同时获得发射药床的挤压破碎情况。
2.1控制系统概述
图2.1控制系统基本原理框图
控制系统一般由被控对象、执行部件及测量部件组成。控制系统意着通过它可以按照所希望的方式保持和改变机器、机构或其他设备内任何感兴趣或可变化的量。控制系统同时是为了使被控制对象达到预定的理想状态而实施的。控制系统使被控制对象趋于某种需要的稳定状态。
2.1.1 控制系统的分类方法
1．按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。
开环控制系统 图2.2开环控制系统
在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。
闭环控制系统 图2.3 闭环控制系统
闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。
2．按给定信号分类，自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
恒值控制系统
给定值不变，要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。
随动控制系统
给定值按未知时间函数变化，要求输出跟随给定值的变化。如跟随卫星的雷达天线系统。
程序控制系统
给定值按一定时间函数变化。如程控机床。
2.1.2 控制系统的应用
1．在工业方面，对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统，以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。
2．在军事技术方面，自动控制的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导与控制系统等。在航天、航空和航海方面，除了各种形式的控制系统外，应用的领域还包括导航系统、遥控系统和各种仿真器。