作者 周金芳 李兴鹤 陈浩 薛征 上海航天操控技能研讨所(上海 201109)
摘要：为了满意某类型导弹发射体系主动驾驭仪的动态测验要求，剖析了该主动驾驭仪的测验需求，规划了主动驾驭仪单通道定点半什物仿真试验测验体系。本文介绍了体系的软硬件结构及功用，运用LabVIEW软件编写测验程序，完结了数据的实时收集、处理和保存等功用。试验成果表明，该动态测验体系操作便利、扩展功用强，彻底能满意动态主动驾驭仪的测验需求。
导言
现代战场环境日益杂乱，要求机动性越来越高，方针冲击越来越准。导弹是现代化战役必不可少的兵器，研讨导弹的操控技能，进步导弹的机动作战功用，显得尤为重要。作为导弹的首要操控测验设备的主动驾驭仪的完善和优秀程度具有重要作用。跟着某类型导弹的改善和很多运用，要求被测信号通道数增多、波形杂乱、判读精度高，传统的测验台操作杂乱、差错大、本钱高，有必要针对某类型导弹研发一套智能化水平高的、可以测验动态功用(或称半什物仿真试验)的导弹主动驾驭仪。
1 主动驾驭仪动态测验体系的总体规划
主动驾驭仪动态功用测验(或称半什物仿真试验)是将弹体模型、灵敏元件用核算机软件编列，与弹上核算机(即数字操控器)和舵机舱(即伺服执行机构)什物构成闭合回路，模仿弹体运动和主动驾驭仪安稳操控进程，以查验驾驭仪动态功用。
导弹主动驾驭仪动态测验体系由硬件和软件两个部分组成。其首要作用是对导弹驾驭仪的物理参数进行收集、处理和记载，以数字和图画等办法显现测验和处理成果，并具有必定的故障诊断才能。
依据测验需求和“功用够用”准则[1]，首要确认测验需求和进行需求剖析，确认总体方案。在此基础上，挑选收集设备和接口设备，组成硬件体系并合理装备体系资源，对测验设备与被测件之间的接口进行适配调试;待硬件体系树立完结并调试正常时，进行软件编程及调试;最终对整个测验体系进行测验。体系规划流程如图1所示。
整个体系选用台式结构，根本分为三个模块部分：工控机、操控组合和电源体系。工控机模块含有A/D、D/A、DIO以及软件;操控组合模块包含阻隔板、一级加电维护模块、二级加电维护模块、增益模块、面板上各种接插件转接组合、交/直流电压/电流丈量模块等;电源模块是供应产品的直流电源。本体系的原理组成如图2。
2 导弹的数学模型
为了能将体系的数学模型在核算机上进行体系仿真，有必要先将体系的数学模型转化为核算机上进行核算求解的仿真模型。跟着操控体系仿真理论的日趋完善，转化的办法也日趋繁复，在工程运用中，弹体模型的转化办法常用的是四阶龙格-库塔法[3]。下面详细介绍转化的办法及运用。
2.1 办法阐明
四阶龙格-库塔的核算公式为：
式(2-2)也可用数值积分法来核算，即关于榜首式，可将
看作f(t1,x1,x2,…,xn,u)。当已知x1,x2,…,xn的初值及u(t)后，就可求出x1,x2,…,xn随时刻改变的整个进程。
3 动态测验体系的规划
3.1 硬件完结
测验体系硬件首要包含两部分，一个是实时测验数据收集工控机，另一个是电源收集模块。
1) 仿真核算机的选用
仿真核算机的底板选用Adlink公司的HPCI-14S12U，该底板具有12个PCI插槽。CPU板选用NuPRO-841，该板支撑Pentium 4处理器，最高3.06GHz。内存2GB ，多功用打印机选用HP LaserJet 1020。
2) A/D卡的挑选
A/D卡选用ADLINK公司的PCI-9118。此卡的首要参数如下：
a.通道数目16(选用2块);b.采样的数据位数：16bit;c.采样速率330kS/s。
3) D/A卡的挑选
D/A卡选用ADLINK公司的PCI-6216。此卡的首要参数如下：
a. 通道数目：16路(选用2块); b. 输出的数据位数：16bit。
4) DIO计时卡的挑选
挑选ADLINK公司的PCI-9112，带有20MHz的晶振计时功用。通道数目：16DIO路(选用两块)。
5) 直流电源的规划
依照体系要求，将一切的直流电源规划制造在一个箱体中，构成电源模块。
6) 信号增益/衰减板的规划
为了维护产品和数据收集卡，对输入和输出信号进行合理的扩大或衰减。增益的倍数在0.1～5。
3.2 测验体系的软件规划
测验体系选用Windows XP操作体系，软件的编程和运转环境选用microsoft公司的visual C++6.0，首要完结舵指令、舵偏角等信号的收集、弹体模型解算、发送指令给弹上机、数据保存、数据判读、生成报表等功用。
软件的解算办法选用二阶龙格库塔法。
测验程序应选用中文界面，具有杰出的交互性;采样周期及算法应确保测验的实时性和安稳性。
体系软件规划有功用测验、故障诊断、回放体系，软件规划开发选用模块化规划思维和自顶向下的办法，界面友爱、操作简略便利。其测验流程如图3所示。
为了进步测验功率，在实践测验中，体系将每个测验流程划分为若干个测验进程。这样，一个杂乱的测验进程就可以经过多个不同的测验进程加载来完结，然后充分运用了测验设备的内存空间，大大进步了测验速率和功率。
本体系有弹上核算机与舵体系的模型，在界面中以打勾的办法可选，在半什物仿真中，操作人员可任意调配弹上核算机与舵体系的模型，以及弹上核算机与舵体系的什物进行动态功用试验，以验证成果。
4 体系完结与验证
为了验证本体系的可行性与实用性，咱们树立起了一个某型导弹动态主动驾驭仪测验试验的开发渠道。主动驾驭仪动态测验体系全体是由操控组合、电源体系、核算机体系、操作台等组成，整个体系悉数经过测验软件来进行核算机辅助测验，主动驾驭仪的动态测验体系首要用来测验主动驾驭仪的动态特性，首要由测验软件和“操控组合”以及“电源组合”来完结整个测验进程，测验体系如图4所示。
主动驾驭仪动态测验体系的软件界面如图5所示，测验的曲线和报表显现如图6所示，电源自检测验体系示意图如图7，要求测验的物理量的采样曲线彻底精确地反映出某型导弹的实践功用，要求测验的一些功用参数以数字的办法进入报表，用于保存和打印。本测验体系选用主动判读办法，解放人工，下降人为差错，进步了功率。
5 关键技能
1)Windows XP下完结实时仿真
因为此体系的仿真时刻距离要求(≤1ms)，无法运用PC机内部的守时器。故运用计时卡上的守时器，计时卡上可提供运用户自在运用的守时器，编程可以到达微秒级的体系守时。这样可满意此仿真测验体系的要求。这个关键技能已经在某型主动驾驭仪动态测验体系中运用过，而且作业状况很安稳。
2)各通道弹体数学模型及灵敏元件模型的解算办法
为了满意精度的要求，一切模型的状况方程的解算办法均选用二阶龙格库塔法。
3)A/D输入信号和D/A输出信号的增益/衰减板
选用老练的模块化信号调度技能规划的电路彻底可以满意体系提出的要求。
6 总结
本文规划的主动驾驭仪测验体系完结了对某型导弹的功用测验，成果表明，测验的成果能精确反响导弹的实践功用，其他状况参数目标均在要求的规模，且屡次丈量安稳，因为保密原因在此不做成果详细剖析。此测验体系满意测验体系的功用和规划要求，充分阐明了该主动驾驭仪的规划杰出简略而有用的成果。
参考文献：
[1]陈树学,刘萱.LabVIEW宝典[M].北京:电子工业出版社,2011.
[2]李新国,方群.有翼导弹飞翔动力学[M].西安:西北工业大学出版社,2004:4-48.
本文来源于《电子产品世界》2017年第2期第56页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
