制导控制半实物仿真系统设计

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1、第40卷第1期2010年1月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．40No．1Jan．2010制导控制半实物仿真系统设计陈伯翰，苗克坚(西北工业大学计算机学院，陕西西安710129)摘要：首先介绍了制导控制半实物仿真系统功能、仿真平台系统结构。详细论述了软硬件模型、控制工作流程。在实现仿真系统基础上，结合半实物仿真研究设计的实际需求，强调了通用分布式半实物仿真系统开放结构的研究重点和发展趋势。同时给出了系统结构和仿真接口的设计考虑。关键词：帝1导；半实物仿真；开放式系统结构；战术仿真中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1671．654X

2、(2010)01—0119—04引言随着通信技术、计算机技术、制导技术、仿真技术的发展与进步，半实物仿真越来越多的应用于武器定型试验中。作为导弹挂弹飞行打靶前重要的验证环节，半实物仿真是在实验室条件下模拟载机环境，仿真载机相关系统与导弹之间的信号交联，验证挂弹技术指标及功能是否达到设计要求的重要步骤。制导控制系统半实物仿真还要实现对导弹飞行控制组件及舵机的电气接口及其性能、发射时序正确性、各功能算法模块正确性的仿真测试及优化。1系统结构及功能描述某制导控制半实物仿真系统为制导控制回路提供半实物仿真试验平台，实现对导弹空中发射的实战环境进行模拟仿真，可以考核稳定算法、制导算法、飞控硬件、舵机等

3、关键环节的正确性，验证导弹的性能⋯。还可以遥测记录飞行数据，进行分析。某制导控制半实物仿真系统是由数据采集记录单元和控制单元实现的。系统采用分布式结构由产品供电控制装置、系统调度控制计算机、系统仿真计算机和遥测数据接收、解码与分析计算机通过1553B总线与舵机系统、飞控组件联合组成。系统采用层次化软件结构，由仿真控制任务层、系统层及驱动控制层构成。使用虚拟仪器接口界面实现交互。系统各部分功能如下：系统调度控制计算机：用于模拟载机工作，编制生成飞行任务和一次性指令后发送给飞控组件，可以扩展其功能模拟导弹导引头计算机，实时生成飞行任务和指令发送至飞控组件；实现整个仿真试验的时序控制、供电控制等。

4、战术仿真计算机：实现多自由度动力学计算、使制导控制环路闭合。并通过GPS信号模拟装置及惯测模拟功能对制导精度进行修正。遥测数据接收、解码与分析计算机：包括模拟传感器信号和数字遥测信号接收板、据分析计算，对遥测信息进行实时接收、解码、处理、显示。产品供电装置：用于仿真给飞控组件和舵机供电。具有过压、过流保护和程控通、断电控制的能力。半实物仿真系统结构如图1如示。供电装置—b被广L羞荐l薯J舵机组件I对l“”系统调度控学计算机．／时序控制仿真计算栅精度模拟。GPS仿真遥测接收、解码分析计算机／记录分析信息交换通道图1半实物仿真系统结构收稿日期：2009—12—14作者简介：陈伯翰(1985一)，

5、男，辽宁辽阳人，硕士研究生，研究方向为计算机系统结构与计算机应用。航宅计算技术第40卷第1期2系统硬件设计2．1系统调度控制计算机系统调度控制计算机在进行飞行控制系统仿真试验时，通过系统调度控制软件对整个半实物仿真系统进行时序控制，对各模块进行调度、协调。主要包括：通过1553B接口板实现飞行任务信息的发送和全系统的协调调度旧’；通过数字量I／O接口模块实现电气分离、机械分离等一次性指令的发送，实现仿真系统的开始／结束控制；通过RS232串口模块实现对产品供电电源的通／断控制，同时可对其工作电流、工作电压进行监测。系统调度系统调度控制计算机在进行飞行控制系统试验时通过系统调度控制软件对整个半

6、实物仿真系统进行时序控制，对各模块进行调度、协调。计算机采用PXI标准工业控制机，及自研的各类接口卡，总线通讯卡。2．2战术仿真计算机仿真计算机实现战术软件仿真，包括飞行自由度动力学计算、GPS信号模拟及惯测模拟功能。软硬件结合实现惯测模拟装置，包括实现惯测模拟器模拟加速度计和陀螺工作原理，通过接收仿真计算机的输入参数模拟产生相应的加速度和角速度输出信号，模拟GPS定位系统产生GPS定位信号，编制成ARlNC429代码发送给飞控组件，实现炸弹的航向和轨迹的定时修正。供给产品。计算机采用PXI标准工业控制机；基于ARM的惯测模拟器模块，模拟实现发送加速度和角速度脉冲信号，并且满足相应时序关系；

7、模拟惯性测量分组件发送脉冲宽度和频率可调的加速度和角速度脉冲信号，脉冲数可由软件界面设置。硬件上通过ARINCA29板卡实现模拟GPS信号的传送；RS422接口卡实现舵机反馈信号的接收。通过A／D模块实现对舵机的输出信号的调理、变换、采集功能。2．3遥测接收、解码分析计算机包括模拟和数字遥测信号接收板、数据分析计算机，对遥测信息进行实时接收、解码、处理、显示。主要通过遥测信号接口模块实现数字遥测量的接收；通过