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模拟器闭环控制系统设计东兴

时间：2023-09-12 18:33:49 来源：星马五金网浏览量：0

模拟器闭环控制系统设计

模拟器闭环控制系统设计 2012 现代射程和精度是弹药系统永恒的发展主题。武器的制导化成为提高弹药打击精度的重要途径之一。面发展精确制导武器的代价是高昂的成本，由于卫星导航的发展，在引信方面导航的使用也越来越重要。弹道修正一般是在常规弹药上加装弹道修止模块来实现的，在模块中加入卫星导航接收机就可以接受卫星数据，从面确定修正的时间。 GPS广播星历参数是公开的，大部分的引信技术增加的导航模块都是GPS接收机之类的模块。但是由于在测试过程中会出现其他的卫星系统干扰或者是人为的制造干扰信号，使引言模块接收到的弹道的修正时间不准确，则不能达到弹道修正的目的。本文使用了模拟卫星信号的模拟器，在模拟器中加入中断装置，可以实时的接收运动载体(主要指飞行体)的运动数据，与理想数据进行比较，进面控制运动载体的运动，从面确定运动载体的轨迹的修止时间和修止的参数，使运动载体的实际轨迹与理想轨迹更接近。1 实现原理模拟器闭环同步控制系统的设计关键技术就是保持模拟器、模拟器上位机界面、远程控制系统三者同步。如图l是思博伦的闭环控制图，远程控制系统与上位机界面的连接形式是闭环系统模式的基本的要求，另外命令和运动数据的传递也要需要他的存在。可以使用IEEE一488或者TCP／IP(以太网)连接上位机界面和模拟器，另外SimGEN支持反射内存卡共享内存。

思博伦模拟器使用一个lPPS信号的上升沿作为他们的参考时间，lPPS信号是一个模拟的时间参考点。模拟起始于lPPS信号，在第一个1PPS脉冲的上升沿时模拟的时间t=0。为了实现同步，关键是模拟的所有组件在适当的瞬间启动。思博伦远程控制系统分为：触发禁用、触发延迟模式和瞬间触发模式。图2显示的是lPPS信号和脉冲触发的关系，触发为模拟开始命令的触发禁用和触发延迟模式。图3显示的是lPPS信号与瞬间触发模式的关系。在这种模式下使用与外部1 PPS信号同步是没有意义的，因为启动内部lPPS参考的启动脉冲。在模拟过程中模拟器不接收lPPS输入，当使用瞬间触发模式时，可以不让模拟器有外部的1 PPS输入申请。模拟器参考触发脉冲面不是引用外部lPPS信号产生一个lPPS信号，模拟器在运行结束后，再同步更新到外部的lPPS。在瞬间触发模式下，模拟器的内部1PPS信号直到远程系统中触发程序中出现一个上升沿时才开始执行。lPPS信号在400至600 ns的延时后执行，在其上升沿模拟开始。

在以上情况下外部的1PPS信号应用到同步信号发生器，保持信号发生器内部的lPPS信号在一个恒定的阶段。根据实验室的条件，先实现模拟器的实时控制系统的设计，把运程控制系统嵌入到上位机界面显示中去，在上位机上直接使用定时器卡PCI215来实现中断控制。系统图如图4所示。其中模拟器与上位机界面的连接使用了RS232串口线，在上位机界面上安装PCI215板来实时控制进入模拟器数据流的间隔时间。实现数据的实时输入，从面达到模拟器的实时模拟。模拟器的时序图如图5所示，其中读载体运动数据要比模拟器内部的1PPS延迟25ms，给模拟器足够的缓存时间；模拟器输出数据与读载体运动数据之间的时间间隔是数据进去模拟器后DSP的计算时间；要满足下组数据进入模拟器时DSP能顺利计算，则要求数据输出后载体运动数据才能再次进入模拟器，即数据输出要在下一个读载体运动数据脉冲之前。2 仿真实验由于弹道的理想轨迹数据没有得到，所以加载了一段轨迹数据，如图6所示，将其加载到模拟器上位机软件上，其中PCI21 5板卡每一秒收到一个FPGA的脉冲信号，触发其中断，中断引发中断函数使上位机界面每隔一秒下发十组数据给DSP，DSP在下个10 s之前计算完并且返回会给上位机显示界面进行单点模拟，实现了模拟器的实时同步控制。

由于实验的环境的局限性，实验室就只是采用了NovAtel接收机来检验系统是否能实现接收机的定位，其中图7是上位机软件上实现的轨迹模拟，图上面的绿点是现在载体的实际位置。并能看到当前的载体的位置参数信息，即在12：4：58时刻时载体位置的经度为1 20．36408。纬度为30．22336。高度为l324．8641 m，图8是用NovAtel接收机接收到的当前的载体的位置信息参数，在1 2：4：5 8时刻接收机接收到的数据经度为120．364066949。纬度为30．223363 874。高度为1 3 20 642 m．

如图9显示的是模拟的卫星参数的信息，图10是用NovAtel接收机接受到的卫星数据。从图7到图l 0中可以看出，闭环系统模拟器实现了定位功能。

3 结语本文主要针对当前的弹道修正技术面实现的闭环系统模拟器，能促使引信修正系统更准确的确定修正时间和修正参数，从面达到精确制导的目的，提高弹道的射击精度和力度。但是在处理的过程中人部分采用了理想化处理，面且没有加载真正的弹道轨迹参数进行实验。接收机和模拟器的串口 RS232连接在实际的数据传输过程中还会有弊端，还需要改进，从面使模拟器的模拟经度和数据传输更可靠，这样才能更进一步的提高引信系统的修正精度。