基于虚拟仪器的制导回路半实物仿真系统总控单元的研制

论文摘要

半实物仿真技术由于在仿真的实时性以及真实性等方面具有的巨大优势而在众多领域都得到了广泛的应用。制导回路半实物仿真,就是其中一个重要应用分支。飞行控制组件以及舵机是制导系统中的重要组成部分,它用于控制导弹的飞行方向、姿态、高度和速度等,从而使导弹能稳定而准确的击中目标。本文所研制的制导回路半实物仿真系统总控单元,是为评价某研究所研发的新型飞行控制组件和舵机性能提供的智能化测试平台。该设备的研制,具有重要的现实意义与实用价值。本文首先对该测试设备需要达到的技术指标进行了分析;依据先进性、可靠性的原则,论证了总体实现方案;完成了半实物仿真设备的硬件设计并制作了部分基于PXI总线的硬件板卡;在详细研究了设备各模块功能以及GJB289A、ARINC429等总线协议的基础上,明确了各模块的控制以及数据处理方法;按照软件工程的开发理论,完成了仿真软件的需求分析、概要设计和详细设计,进而通过在LabWindows/CVI环境下设计并实现了一个界面友好的半实物仿真平台,它包括硬件板卡驱动的开发与调用,半实物仿真软件的编写与人机界面的设计以及各测试模块的实现;最后本文还讨论了半实物仿真设备现场联合调试、设备较准和试运行过程中遇到的问题及其解决方法。该设备已于2008年10月通过某研究所组织的验收。用户实际使用结果表明,本文所研制的半实物仿真设备在各项性能指标上均已达到或超过用户要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题背景和意义
• 1.2 半实物仿真现状
• 1.3 虚拟仪器技术
• 1.3.1 虚拟仪器的基本概念
• 1.3.2 虚拟仪器的系统构成
• 1.3.3 虚拟仪器的特点
• 1.4 论文主要研究内容与章节安排
• 第二章 半实物仿真设备总体方案论证
• 2.1 制导回路半实物仿真平台工作原理
• 2.2 半实物仿真设备主要技术指标
• 2.3 半实物仿真设备总体方案设计
• 2.4 半实物仿真设备硬件总体方案
• 2.5 半实物仿真设备软件总体方案
• 2.6 本章小结
• 第三章 半实物仿真设备硬件设计与实现
• 3.1 总控计算机硬件设计
• 3.1.1 总控计算机控制器及机箱
• 3.1.2 1553B接口模块
• 3.1.3 数字I/O 模块
• 3.1.4 一次性指令模块
• 3.1.5 电源监控模块
• 3.2 动力学仿真计算机硬件设计
• 3.2.1 RS-422 接口模块
• 3.2.2 数字I/O&A/D 模块
• 3.2.3 惯测模拟器
• 3.2.4 ARINC429 接口模块
• 3.3 遥测数据接收、解码计算机硬件设计
• 3.4 供电电源
• 3.4.1 飞控组件供电电源
• 3.4.2 舵机电路板供电电源
• 3.4.3 舵机供电电源
• 3.5 本章小结
• 第四章 半实物仿真设备软件设计
• 4.1 总控计算机软件设计
• 4.1.1 飞行任务发送
• 4.1.2 数字交互
• 4.1.3 电源监控与仿真时间控制
• 4.2 动力学仿真计算机软件设计
• 4.2.1 LabWindows/CVI Real-Time 实时操作系统介绍
• 4.2.2 动态链接库文件的编写与调用
• 4.2.3 LabWindows/CVI 下板卡驱动的开发
• 4.3 遥测数据接收、解码计算机软件设计
• 第五章 半实物仿真设备软件功能测试与系统调试
• 5.1 总控计算机界面设计
• 5.1.1 总控计算机仿真界面设计
• 5.1.2 1553B 模块测试
• 5.1.3 数字模块测试
• 5.1.4 电源监控测试
• 5.2 动力学仿真计算机界面设计
• 5.2.1 Arinc429 模块测试
• 5.2.2 RS-422 模块测试
• 5.2.3 惯测模拟器测试
• 5.3 遥测数据接收、解码计算机界面设计
• 5.4 系统联试及性能测试
• 5.4.1 研制过程中出现的重大技术问题及解决方法
• 5.4.2 测试结果
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 后续工作与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学校期间的研究成果及发表的学术论文