伞兵伞在开伞、着陆过程中均会发生过载现象,过载是评价伞兵伞性能的重要参数之一。本文针对伞兵伞在开伞、着陆过程中发生的过载现象,设计了一套便携式智能过载测试系统,以及基于实测数据的过程仿真软件。 整个测试系统由传感器单元、中央处理单元、通信单元和数据存储单元组成。传感器单元采用三个硅微机械压阻式加速度传感器,组成一个三维正交的传感器系统,实现多个方向过载量的测量,并采用数字电位器与单片机接口实现传感器组件的智能调零;中央处理单元选用AD公司的ADuC812芯片作为中央处理芯片,以减少外围器件,减小测试误差,提高测试精度;通信单元采用RS—232串行通讯接口,用以实现数据采集系统与上位机的通讯,方便用户程序的调试和下载;数据存储单元选用新型的CF卡存储装置,并将其设置在与PC机兼容的True IDE模式,采用FAT16的文件格式与预分配地址空间的技术相结合,既满足了大容量存储的需要,又提高了数据存储的效率并方便数据读出。硬件系统设计完成后对其静态特性和动态特性进行了标定,试验证明,系统的线性度、灵敏度、重复性、零漂和时漂均在系统要求的误差之内;测试速度0.2ms/通道,精度1/80g/字,最大容量1G位;该系统为二阶系统,频率范围为0～800Hz。 根据实际测得的过载数据,将过载曲线与实际物理过程相结合,识别其中的关键点,建立了合理的分析模型,并在此基础上进行了空中姿态数据的解算以及伞兵伞的相关技术参数的计算。编制的过程仿真软件包括数据处理模块和过程仿真模块。数据处理模块主要实现了CF卡中数据的读出,软件滤波处理,过载曲线的绘制,最值极值的识别,过载曲线图片的输出,并提供局部放大功能。过程仿真软件实现了空中姿态数据的解算以及伞兵伞的相关技术参数的计算,根据计算所得的空中姿态信息模拟开伞、着陆过程,动态的显示跳伞员在伞作用下的空中行为。 该系统已经成功的用于实际操作,为评价伞兵伞性能提供了重要的参考,对伞兵伞的选材及制造工艺有一定的指导作用。