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DISPOSITIF DE COMMANDE SEQUENTIELLE
La présente invention a pour objet un dispositif de commande séquentielle, notamment applicable à la commande automatique et programmable du tir de munitions, par exemple de roquettes.
Dans certaines applications, il est nécessaire de disposer d'un dispositif assurant la commande, ou le déclenchement, de N systèmes successivement, à intervalles réguliers et prédéfinis.
Les systèmes à déclencher peuvent être par exemple des munitions, telles que des roquettes embarquées sous un avion.
Il est connu, notamment dans le domaine des roquettes, de réaliser de tels séquenceurs à l'aide de techniques électromécaniques. Ce type de dispositif fonctionne suivant le principe moteur pas à pas et contacts électriques : un moteur pas à pas fait tourner un axe autour duquel se trouvent des contacts électriques ; ces contacts s'ouvrent tour à tour, suivant le passage d'une came et transmettent une impulsion électrique vers la sortie correspondante.
Un tel dispositif présente un certain nombre d'inconvénients, parmi lesquels une durée de vie limitée, due à l'usure des différentes pièces en frottement ; en outre, les intervalles de temps séparant les déclenchements successifs manquent de précision du fait d'un certain nombre de facteurs : - le principe électromécanique utilisé ; - l'usure des composants ; - l'influence de la température ; - l'influence du givre.
La présente invention a pour objet un dispositif de commande séquentielle permettant d'éviter ces inconvénients et comportant en outre, notamment, des moyens de test des systèmes à déclencher, permettant de commander en un minimum de temps le déclenchement de ceux des systèmes qui sont réellement opérationnels et, ce, de façon automatique et programmable.
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Plus précisément, le dispositif selon l'invention assure la commande séquentielle d'un ensemble de N systèmes et comporte : - des moyens transformateurs de trains d'impulsions, comportant N transformateurs dont les secondaires sont reliés respectivement aux N systèmes ; - des moyens de génération d'un train d'impulsions de test dans le primaire de chacun des N transformateurs ; - des moyens de test du courant circulant dans chacun desdits primaires, permettant de déterminer ceux des N systèmes qui sont opérationnels ; - des moyens de génération d'un train d'impulsions de déclenchement dans le premier, selon un ordre prédéfini, des primaires correspondant à un système opérationnel, le train d'impulsions étant tel qu'il assure le déclenchement du système correspondant ;
des moyens programmables, assurant un retard programmé entre le déclenchement d'un premier système opérationnel et le déclenchement d'un deuxième système opérationnel.
D'autres objets, particularités et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, illustrée par les dessins annexés, qui représentent : - la figure 1, un mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; - la figure 2, un mode de réalisation de l'un des éléments de la figure précédente ; - la figure 3, un schéma illustrant le fonctionnement du dispositif de la figure 1 ; - la figure 4, un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention.
Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments.
La figure 1 représente donc un mode de réalisation du dispositif de commande séquentielle selon l'invention.
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Pour simplifier la description, celle-ci sera faite dans le cas particulier de la commande du tir de roquettes et plus précisément, la commande d'initiation de l'allumeur de chaque roquette.
Le séquenceur selon l'invention est un circuit électronique relié à un connecteur CN et situé à la gauche de celui-ci sur le schéma de la figure 1. Le connecteur CN est adapté pour recevoir de l'extérieur une tension d'alimentation V, une connexion de masse, N connexions reliant respectivement le connecteur à N systèmes à déclencher ; dans notre exemple, ces systèmes sont des allumeurs de roquettes, repérés Al... AN. A titre d'exemple, le nombre N est égal à 20. Le connecteur CN reçoit enfin une commande 10, permettant de choisir un mode de fonctionnement"tir libre"ou tir limité à quelques coups, choix sur lequel on reviendra plus loin.
Le séquenceur selon l'invention comporte un micro- contrôleur MC, dont la constitution est plus détaillée sur la figure
2.
Ce micro-contrôleur MC comporte lui-même, classiquement, un microprocesseur MP relié, par exemple par l'intermédiaire d'un bus
20, à une mémoire permanente MM, un compteur CP, une base de temps BT, et une unité d'entrées-sorties ES. Chacun des éléments du micro-contrôleur MC est alimenté, d'une façon non détaillée sur la figure, à partir du potentiel V par l'intermédiaire d'une alimentation régulée AL2 (figure 1). Le micro-contrôleur comporte encore une logique d'initialisation I, ayant pour fonction . l'initialisation des paramètres lors de la mise du dispositif sous tension.
La base de temps BT est reliée à un oscillateur 0 à quartz Q ou à résonateur céramique (figure 1), lui fournissant un signal d'horloge de référence qu'elle a pour fonction de transformer pour fournir au micro-contrôleur les signaux d'horloge et de synchronisation qui lui sont nécessaires. L'unité d'entrées-sorties
ES assure les échanges d'informations avec l'extérieur sous forme numérique parallèle.
Le séquenceur selon l'invention comporte encore un ensemble de N transformateurs de trains d'impulsions, repérés
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transformateur T. est supérieur à un premier seuil de courant IB et l'autre indiquant si ce courant I est inférieur à un deuxième seuil de courant IH'le système Al étant déclaré opérationnel dans le cas où le courant 1 est compris entre ces deux seuils. Cette information est envoyée au micro-contrôleur MC par l'intermédiaire d'adaptateurs de niveau de tension ou mémoires tampons TPn.
Dans le cas où le système Al n'est pas déclaré opérationnel, le micro-contrôleur déclenche le test de la ligne suivante, à savoir LI ou plus généralement Li+1 lorsqu'il vient de tester la ligne Li : c'est ce qui est illustré sur la figure 3 par la boucle 40 portant une étape 41 d'incrément d'une unité de l'indice 1. Le test des lignes se poursuit jusqu'à ce que le micro-contrôleur détecte un système opérationnel.
Dans ce dernier cas, le micro-contrôleur envoie au générateur GIi concerné un ordre de génération d'un train d'impulsions (étape 34). Le train d'impulsions est calibré tant sur le plan amplitude que sur le plan fréquence de sorte à engendrer sur le secondaire du transformateur T. qui lui est relié un train d'impulsions qui présente les caractéristiques nécessaires au déclenchement du système A. correspondant : c'est l'étape 35 sur la figure 3.
Après un test sur une limitation, repéré 36, qui sera décrit plus loin, le micro-contrôleur MC vérifie si le déclenchement qui vient d'être opéré est le dernier (étape 37). Dans l'hypothèse où ce n'est pas le cas, après un retard programmé (étape 38) au niveau du micro-contrôleur (commande 18), par exemple par envoi d'une valeur de comptage (ou de décomptage) au compteur CP, le micro-contrôleur reprend le même processus pour l'allumeur suivant : c'est l'étape 39 sur la figure 3 d'incrémentation de l'indice i. De la sorte, l'opération test-génération du train d'impulsions de déclenchement se répète, du système A.. au système AN, pour autant qu'une limitation ne soit pas rencontrée.
A titre d'exemple, l'intervalle entre deux déclenchements de roquettes peut être sélectionné parmi les trois valeurs suivantes : 40,60 ou 150 ms.
Cette limication est liée au choix possible (commande 10) entre un"tir libre", c'est-à-dire un tir en continu des N coups, et
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un tir limité à-un certain nombre de coups ; cette commande de choix est transmise au micro-contrôleur MC (commande 11). Dans l'hypothèse où la commande est de"tir libre", il n'y a pas de limitation.
Dans l'hypothèse où il existe une limitation à un certain nombre de coups, le nombre de ceux-ci est choisi par l'intermédiaire du commutateur CM : dans la position El, le nombre de coups est limité à 1 ; dans la position Elle nombre de coups est limité à 2 et, pour cela, une commande supplémentaire (12) est adressée au micro-contrôleur MC ; dans la position E.,, de façon analogue, le nombre de coups est limité par exemple à 3 et une commande supplémentaire 13 est adressée au micro-contrôleur.
Le dispositif de commande séquentielle décrit ci-dessus permet donc de déclencher de façon automatique et programmable un ensemble de N systèmes à des intervalles de temps précis et, ce, après test rapide des systèmes en question. De plus, il permet de programmer non seulement le délai entre chaque déclenchement mais encore le nombre de déclenchements à l'intérieur de l'ensemble N. Il présente en outre un certain nombre d'avantages, notamment celui d'être entièrement statique, sans aucune pièce mécanique en mouvement, évitant ainsi les inconvénients inhérents à cette technique. En outre, dans l'application décrite au déclenchement de roquettes, il apparaît que chacun des allumeurs de roquettes est en permanence relié à la masse par l'intermédiaire du secondaire des transformateurs d'impulsions, ce qui est une sécurité supplémentaire.
Par ailleurs, c'est l'alimentation en tension qui enclenche le processus de fournitures d'impulsions : le dispositif ne peut donc pas fonctionner en dehors de la volonté de l'utilisateur ; cela constitue également une sécurité supplémentaire. Bien entendu, l'utilisation d'un tel dispositif de séquencement n'est pas limitée au déclenchement de roquettes et il peut être utilisé pour le déclenchement de n'importe quel système, à condition que celui-ci présente une impédance différente après son déclenchement et sous réserve d'adapter le. train d'impulsions de déclenchement, en énergie et en fréquence, à ce qui est nécessaire pour le déclenchement d'un système spécifique.
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Sur la figure 4, on a représenté un autre mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention un peu plus simple, dans le cas où le nombre de sorties à commander n'est pas supérieur au nombre de sorties du micro-contrôleur MC, par exemple 20 sorties. Les mêmes éléments que sur la figure 1 sont désignés par les mêmes références. Les trains d'impulsions de test et les trains d'impulsions de déclenchement sont élaborés par le micro-contrôleur MC lui-même et transmis par son unité d'entrées-sorties. Ces impulsions sont calibrées sous le contrôle du micro-contrôleur et de sa base de temps. Il y a autant de lignes à l'unité d'entrées-sorties que de sorties SI... S20 à commander.
Ces lignes de sortie du micro-contrôleur MC sont envoyées sur des tampons TP'1 adaptateurs d'impédance reliés respectivement à des amplificateurs AP..... APr,,. adaptateurs de puissance et de niveau de tension ("drivers"dans la littérature anglo-saxonne). La constitution du reste du dispositif et le fonctionnement sont les mêmes que dans le cas de la figure 1.
La description faite ci-dessus l'a été bien entendu à titre d'exemple non limitatif et différentes variantes sont possibles. C'est ainsi qu'on a décrit un déclenchement séquentiel
EMI6.1
dans l'ordre croissant des sorties S1-SN'mais qu'on peut programmer n'importe quel autre ordre de déclenchement. Egalement, on a décrit une commande de limitation du nombre de déclenchement à 1, 2 ou 3 par un commutateur : cela peut être étendu à toute limitation de 1 à N-l et réalisé par exemple à l'aide d'une commande numérique reçue, comme la commande 10, sur le connecteur CN. De même, la commande 18 de l'intervalle entre deux déclenchements peut être une commande numérique reçue sur le connecteur CN ou un commutateur comme sur la figure 4.