CN110161880B - 一种通用飞行器发射系统的模拟系统及方法 - Google Patents

一种通用飞行器发射系统的模拟系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种通用飞行器发射系统模拟系统及方法，包括：综控计算机、RS‑422通信模块、1553B通信模块、CAN通信模块、AC/DC电源模块、I/O数字量输入模块、I/O数字量输出模块、接口适配器模块、D/A模拟量输出模块、车载控制器模拟装置、伺服系统模拟装置、飞行器模拟装置及监控设备。所述的综控计算机通过运行综合软件，实现系统资源调度及与上级控制系统及内部模拟装置进行信息交互。采用本发明所公开的模拟系统及方法，针对不同类型发射系统，仅需定制综合软件、车载控制器模拟软件、伺服系统模拟软件及监控软件，硬件平台无需更改，实现了平台通用需求，同时能够逼真模拟车在控制系统和伺服控制系统。

Description

一种通用飞行器发射系统的模拟系统及方法
技术领域
本发明涉及一种模拟系统及方法，特别是涉及一种通用飞行器发射系统的模拟系统及方法。
背景技术
发射系统是整个飞行器控制系统重要组成部分，负责完成与上级控制系统信息交互。接收上级控制系统指令信息，实现车载控制系统资源调度，完成飞行器发射控制，实现伺服控制系统资源调度，最终将调度结果信息上报上级控制系统。目前飞行器发射系统模拟通过纯软件模拟，软件仅能实现工作时序及信息交互流程模拟，无法真实还原系统特有属性，诸如无法模拟给出发射激活脉冲时序、无法给出飞行器脱落信号、无法模拟车载设备状态等。
因此，基于现有模拟器不够真实、通用性差，需要改进发射系统模拟器，提供一种飞行器发射系统的模拟系统及方法，使之能更加真实模拟飞行器发射系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通用飞行器发射系统的模拟系统及方法，以解决上述问题。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明第一方面公开了一种通用飞行器发射系统的模拟系统，所述模拟系统包括：发射执行模拟装置及分别与所述发射执行模拟装置连接的车载控制器模拟装置、伺服系统模拟装置、飞行器模拟装置及监控设备，所述发射执行模拟装置包括综控计算机、RS-422通信模块、1553B通信模块、CAN通信模块、I/O数字量输入模块、I/O数字量输出模块、接口适配器模块和D/A模拟量输出模块，
所述综控计算机，用于通过网络接口分别与上级控制系统和所述监控设备进行信息交互，并为发射系统模拟综合软件提供运行环境，实现所述发射执行模拟装置的资源调度；
所述RS-422通信模块，用于分别为所述飞行器模拟装置、所述上级控制系统、所述车载控制器模拟装置和伺服系统模拟装置提供与所述监控设备之间进行信息交互的RS-422通信接口；
所述1553B通信模块，用于提供飞行器模拟装置与所述发射执行模拟装置进行信息交互的1553B通信接口；
所述CAN通信模块，用于分别为所述车载控制器模拟装置、所述伺服系统模拟装置和上级控制系统提供与所述发射执行模拟装置之间进行信息交互的2路冗余CAN热切换通信接口；
所述I/O数字量输入模块，用于分别与接口适配器模块和所述综控计算机互联，以实现综控计算机对接口适配器模块所输入的信号进行检测；
所述I/O数字量输出模块，用于分别与接口适配器模块和所述综控计算机互联，以实现综控计算机对接口适配器模块中继电器电路的控制；
所述接口适配器模块，用于分别将接收到的飞行器模拟装置、车载控制器模拟装置和伺服系统模拟装置输出的信号进行电平转换后向所述I/O数字量输入模块输入信号；并用于向飞行器模拟装置、车载控制器模拟装置和伺服系统模拟装置发送控制信号；
所述D/A模拟量输出模块，用于响应于综控计算机的指令向飞行器模拟装置发送脉冲信号，以实现发射系统激活脉冲时序模拟和飞行器火工品激活脉冲时序模拟。
所述监控设备，用于提供命令操作界面并显示上述模块中的数据信息。
优选地，所述RS-422通信模块，用于提供8路RS422通信接口，并支持同步/异步两种可配置模式及通信速率可配置。
优选地，所述RS-422通信模块面向所述上级控制系统的RS-422通信接口配置为同步模式，所述RS-422通信模块面向飞行器模拟装置、车载控制器模拟装置、伺服系统模拟装置及监控设备的RS-422通信接口均为异步模式。
优选地，所述接口适配器模块，所述控制信号包括有源信号和无源信号，有源信号为0VDC和28VDC，无源信号为常开和常闭。
优选地，所述模拟系统还包括：AC/DC电源模块，用于为所述综控计算机、所述RS-422通信模块、所述1553B通信模块、所述I/O数字量输入模块、所述I/O数字量输出模块、所述接口适配器模块和所述D/A模拟量输出模块供电。
优选地，所述D/A模拟量输出模块，用于提供8个12位分辨率并行隔离的DAC通道，输出电压范围0～32V，输出电流范围0～20mA。
优选地，所述车载控制器模拟装置，配置有CAN通信接口、RS422通信接口、IO数字量输出接口及人机交互，
其中，所述车载控制器模拟装置采用windows系统，并配置有车载控制器模拟软件。
优选地，所述伺服系统模拟装置，配置有CAN通信接口、RS422通信接口及人机交互，其中，所述伺服系统模拟装置采用windows系统，配置伺服系统模拟软件。
优选地，所述飞行器模拟装置，用于实现飞行器火工品电路模拟功能、飞行器信息处理器模拟功能及发射系统与飞行器信息交互功能模拟。
本发明第二方面公开了一种通用飞行器发射系统的模拟方法，所述方法包括：使用上述的模拟系统进行模拟。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案一种通用飞行器发射系统模拟装置及方法，能逼真模拟车载控制系统、伺服控制系统，同时可实现发射系统对外接口功能验证。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本实施例中所述通用飞行器发射系统的模拟装置示意图。
图中：1、综控计算机；2、RS-422通信模块；3、1553B通信模块；4、CAN通信模块；5、AC/DC电源模块；6、I/O数字量输入模块；7、I/O数字量输出模块；8、接口适配器模块；9、D/A模拟量输出模块；10、车载控制器模拟装置；11、伺服系统模拟装置；12、飞行器模拟装置；13、监控设备。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1所示，在本发明的一个实施例中公开了一种通用飞行器发射系统模拟系统，所述模拟系统包括：发射执行模拟装置及分别与所述发射执行模拟装置连接的、车载控制器模拟装置10、伺服系统模拟装置11、飞行器模拟装置12及监控设备13，其中所述发射执行模拟装置包括综控计算机1、RS-422通信模块2、1553B通信模块3、CAN通信模块4、AC/DC电源模块5、I/O数字量输入模块6、I/O数字量输出模块7、接口适配器模块8、D/A模拟量输出模块9。本实施例中的飞行器发射系统的模拟系统，能更加真实模拟飞行器发射系统。
在本实施例中，所述综控计算机1用于通过网络接口分别与上级控制系统和所述监控设备进行信息交互，并为发射系统模拟综合软件提供运行环境，其操作系统采用Vxworks系统，实现所述发射执行模拟装置的资源调度，例如实现对所述RS-422通信模块2、所述1553B通信模块3、所述CAN通信模块4、所述I/O数字量输入模块6、所述I/O数字量输出模块7、所述接口适配器模块8以及所述D/A模拟量输出模块9等的调度。
在本实施例中，所述RS-422通信模块2用于分别为所述飞行器模拟装置12、所述上级控制系统、所述车载控制器模拟装置10和所述伺服系统模拟装置11提供与所述监控设备13之间进行信息交互的RS-422通信接口。优选地，所述RS-422通信模块2可提供8路RS422通信接口，同时支持同步/异步两种可配置模式及通信速率可配置，其中所述通讯模块2提供的面向上级控制系统信息交互的RS-422通信接口为同步模式，面向所述车载控制器模拟装置10、所述伺服系统模拟装置11及所述监控设备13进行信息交互的RS-422通信接口为异步模式。
在本实施例中，所述1553B通信模块3用于提供飞行器模拟装置与所述发射执行模拟装置进行信息交互的1553B通信接口。优选地，可以提供4路1553B通信接口，实现发射执行模拟装置与所述飞行器模拟装置间进行信息交互。
在本实施例中，所述CAN通信模块4用于分别为所述车载控制器模拟装置10、所述伺服系统模拟装置11和所述上级控制系统提供与所述发射执行模拟装置进行信息交互的通信接口，优选地，所述CAN通讯模块采用提供2路冗余CAN热切换通信接口。
在本实施例中，所述AC/DC电源模块5可将AC220V转化为DC28V，用于提供所述综控计算机1、所述RS-422通信模块2、所述1553B通信模块3、所述I/O数字量输入模块6、所述I/O数字量输出模块7、所述接口适配器模块8及所述D/A模拟量输出模块9工作时所需能量。
在本实施例中，所述I/O数字量输入模块6用于分别与所述接口适配器模块8和所述综控计算机1互联，以实现综控计算机1对所述接口适配器模块8所输入的信号进行检测。所述I/O数字量输出模块7用于分别与所述接口适配器模块8和所述综控计算机1互联，以实现所述综控计算机1对所述接口适配器模块8中继电器电路的控制。
在本实施例中，所述接口适配器模块8用于分别将接收到的飞行器模拟装置12、车载控制器模拟装置10和伺服系统模拟装置11输出的信号进行电平转换后向所述I/O数字量输入模块输入信号，以供所述综控计算机1对所述接口适配器模块8所输入的信号进行检测。所述接口适配器模块8还响应于所述综控计算机1对所述接口适配器模块8中继电器电路的控制，用于向飞行器模拟装置12、车载控制器模拟装置10和伺服系统模拟装置11发送控制信号，所述控制信号包括有源信号和无源信号。优选地，所述接口适配器模块8有源信号特征为：0VDC和/或28VDC，用于所述飞行器模拟装置12、所述车载控制器模拟装置10和所述伺服系统模拟装置11的信号模拟；无源信号特征为：常开和/或常闭，用于所述飞行器模拟装置12、所述车载控制器模拟装置10和所述伺服系统模拟装置11等装置的信号模拟。
在本实施例中，所述D/A模拟量输出模块9，用于响应于所述综控计算机1的指令向所述飞行器模拟装置12发送脉冲信号，以实现发射系统激活脉冲时序模拟和飞行器火工品激活脉冲时序模拟。所述脉冲信号的幅度及脉宽、脉冲时序由发射系统模拟综合软件实时配置控制输出，优选地，所述综控计算机1中的发射系统模拟综合软件可实时配置8个通道输出脉冲幅度(0～32VDC)及脉宽(0～500ms)。优选地，所述D/A模拟量输出模块9可提供8个12位分辨率并行隔离的DAC通道，其输出电压范围：0～32V，输出电流：0～20mA。
在本实施例中，所述车载控制器模拟装置10，用于实现车载控制器功能模拟。配置CAN通信接口、RS422通信接口、IO数字量输出接口及人机交互。所述车载控制器模拟装置10采用windows系统，配置车载控制器模拟软件。所述车载控制器模拟软件调度平台资源，实现CAN通信接口、RS422通信接口、IO数字量输出接口平台资源调度；CAN通信接口、RS422通信接口、IO数字量输出接口，通过互联电缆实现与所述RS-422通信模块2、所述CAN通信模块4、所述I/O数字量输入模块6及所述综控计算机1进行信息交互模拟；实现车载供电系统模拟；飞行器锁定机构状态模拟；实现车载控制器主从转换、联机/脱机状态模拟。同时车载控制器模拟软件通过配置实现故障模拟功能。
在本实施例中，所述伺服系统模拟装置11，用于实现车载伺服液压装置转动过程模拟。伺服系统模拟装置配置CAN通信接口、RS422通信接口及人机交互，所述伺服系统模拟装置采用windows系统，配置伺服系统模拟软件。伺服系统模拟软件通过CAN通信接口、RS422通信接口调度平台资源，实现车载伺服液压装置俯仰、方位实时调转过程模拟，其中初始俯仰、方位角可通过伺服系统模拟软件配置更新。同时伺服系统模拟软件通过配置实现故障模拟功能。
在本实施例中，所述飞行器模拟装置12用于实现飞行器信号特征、参数装订及发射过程模拟。实现飞行器火工品电路模拟功能，其中火工品模拟负载采用小功率大电阻；实现飞行器信息处理器模拟功能，实现发射系统与飞行器信息交互功能模拟。
在本实施例中，所述监控设备13，用于实现整个模拟系统硬件资源程控配置、用于提供发射系统对外接口信息交互详情显示、系统设备状态信息监控显示、激活脉冲图形、供电信息监控以及命令操作界面等。
在本发明的另一个实施例中公开了一种通用飞行器发射系统的模拟方法，所述模拟方法使用所述的模拟系统进行模拟。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种通用飞行器发射系统的模拟系统，其特征在于，所述模拟系统包括：发射执行模拟装置及分别与所述发射执行模拟装置连接的车载控制器模拟装置、伺服系统模拟装置、飞行器模拟装置及监控设备，所述发射执行模拟装置包括综控计算机、RS-422通信模块、1553B通信模块、CAN通信模块、I/O数字量输入模块、I/O数字量输出模块、接口适配器模块和D/A模拟量输出模块，
所述综控计算机，用于通过网络接口分别与上级控制系统和所述监控设备进行信息交互，并为发射系统模拟综合软件提供运行环境，实现所述发射执行模拟装置的资源调度；
所述RS-422通信模块，用于分别为所述飞行器模拟装置、所述上级控制系统、所述车载控制器模拟装置和伺服系统模拟装置提供与所述监控设备之间进行信息交互的RS-422通信接口；
所述1553B通信模块，用于提供飞行器模拟装置与所述发射执行模拟装置进行信息交互的1553B通信接口；
所述CAN通信模块，用于分别为所述车载控制器模拟装置、所述伺服系统模拟装置和上级控制系统提供与所述发射执行模拟装置之间进行信息交互的2路冗余CAN热切换通信接口；
所述I/O数字量输入模块，用于分别与接口适配器模块和所述综控计算机互联，以实现综控计算机对接口适配器模块所输入的信号进行检测；
所述I/O数字量输出模块，用于分别与接口适配器模块和所述综控计算机互联，以实现综控计算机对接口适配器模块中继电器电路的控制；
所述接口适配器模块，用于分别将接收到的飞行器模拟装置、车载控制器模拟装置和伺服系统模拟装置输出的信号进行电平转换后向所述I/O数字量输入模块输入信号；并用于向飞行器模拟装置、车载控制器模拟装置和伺服系统模拟装置发送控制信号；
所述D/A模拟量输出模块，用于响应于综控计算机的指令向飞行器模拟装置发送脉冲信号，以实现发射系统激活脉冲时序模拟和飞行器火工品激活脉冲时序模拟；
所述监控设备，用于提供命令操作界面并显示上述综控计算机、RS-422通信模块、1553B通信模块、CAN通信模块、I/O数字量输入模块、I/O数字量输出模块、接口适配器模块和D/A模拟量输出模块中的数据信息。
2.根据权利要求1所述的通用飞行器发射系统的模拟系统，其特征在于，所述RS-422通信模块，用于提供8路RS422通信接口，并支持同步/异步两种可配置模式及通信速率可配置。
3.根据权利要求2所述的通用飞行器发射系统的模拟系统，其特征在于，所述RS-422通信模块面向所述上级控制系统的RS-422通信接口配置为同步模式，所述RS-422通信模块面向飞行器模拟装置、车载控制器模拟装置、伺服系统模拟装置及监控设备的RS-422通信接口均为异步模式。
4.根据权利要求1所述的通用飞行器发射系统的模拟系统，其特征在于，所述接口适配器模块，所述控制信号包括有源信号和无源信号，有源信号包括0VDC和/或28VDC，无源信号为常开和/或常闭。
5.根据权利要求1所述的通用飞行器发射系统的模拟系统，其特征在于，所述模拟系统还包括：AC/DC电源模块，用于为所述综控计算机、所述RS-422通信模块、所述1553B通信模块、所述I/O数字量输入模块、所述I/O数字量输出模块、所述接口适配器模块和所述D/A模拟量输出模块供电。
6.根据权利要求1所述的通用飞行器发射系统的模拟系统，其特征在于，所述D/A模拟量输出模块，用于提供8个12位分辨率并行隔离的DAC通道，输出电压范围0～32V，输出电流范围0～20mA。
7.根据权利要求1所述的通用飞行器发射系统的模拟系统，其特征在于，所述车载控制器模拟装置，配置有CAN通信接口、RS422通信接口、IO数字量输出接口及人机交互，
其中，所述车载控制器模拟装置采用windows系统，并配置有车载控制器模拟软件。
8.根据权利要求1所述的通用飞行器发射系统的模拟系统，其特征在于，所述伺服系统模拟装置，配置有CAN通信接口、RS422通信接口及人机交互，其中，所述伺服系统模拟装置采用windows系统，配置伺服系统模拟软件。
9.根据权利要求1所述的通用飞行器发射系统的模拟系统，其特征在于，所述飞行器模拟装置，用于实现飞行器火工品电路模拟功能、飞行器信息处理器模拟功能及发射系统与飞行器信息交互功能模拟。
10.一种通用飞行器发射系统的模拟方法，其特征在于，所述方法包括：使用权利要求1-9中任意一项权利要求所述的模拟系统进行模拟。
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