在固体火箭发动机的研制过程中,发动机转动惯量试验是必不可少的,一方面它可以为发动机研制提供所需参数数据,另一方面为火箭与卫星(相应发动机为其提供动力)正确的姿态控制等状态提供可靠的数据,从而保证了火箭与卫星按预定轨道可靠运行。而专门用于固体火箭发动机转动惯量试验的测试系统则是获取精确合法数据的先决条件与保障,本文详细描述了这种固体火箭发动机转动惯量专用测试系统从提出需求与技术指标到最终的测试、验证及实际应用的整个研制过程,它集多种参数测量、多种功能于一体,采用了单片机和复杂可编程逻辑器件CPLD相结合的方法,并引入模块化设计思想,同时根据不同的编程器件与不同的运用环境分别使用了三种编程语言(汇编语言、VIIDL硬件描述语言、VB)进行相应功能的软件编制,从而实现了对发动机各个状态或其它任意刚体的转动惯量的各种相关参数的自动测试、实时显示、定时自动记录、人机对话、报警、与上位机的数据通信、上位机专用测试软件对数据的保存、处理、计算、历史数据的查询、以多种格式显示数据、相应发动机状态或刚体转动惯量的试验报告自动生成等功能。 这套自行开发研制的转动惯量测试系统突破了以往转动惯量测试方法的局限性,运用多周期同步测量、数字滤波等技术,选用高速高精度高可靠性的复杂可编程逻辑器件CPLD和高性价比的单片机,提高了测试精度以及系统的自动化水平,避免了人为参与带来的不便与误差,提升了工作质量与工作效率,进而为火箭发动机的研制、火箭的动平衡性能测试、火箭的发射以及火箭按预定轨道正常运行等提供可靠而准确的数据。通过对软硬件资源的合理配置,使单片机与复杂可编程逻辑器件CPLD各自的优点得剑了充分有效的发挥,既简化了系统的硬件电路结构,又使软件编制的工作量减到最少,进一步提高了系统整体性能和可靠性,缩短了设计周期。此外,设计中还运用了面向对象的可视化程序设计语言Visual basic编制了上位机的转动惯量测试软件,功能丰富,界面人性化,可操作性强,提升了本测试系统的内涵,使本测试系统更具信息化。在本文的第三、四章着重介绍了以单片机与复杂可编程逻辑器件CPLD为核心的两大模块及其子模块的硬件电路与软件编制以及系统相关软硬件的操作使用方法(参数设置、转动惯量测试系统软件使朋等),并给出了CPLD波形仿真结果,最后对该转动惯量测试系统进行现场的检测与验证,对其所测量的各个参数进行误差分析,得出了测试结果与检测结论,进一步验证了设计的准确性,并达到了技术指标要求,为该转动惯量测试系统应用于实际提供了可靠而有力的依据。