CN112166677B - 一种小型制导仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可用于地空导弹武器系统的小型制导仪，主要包括电源组合、敏感元件组合、测控组合、壳体和支柱等，敏感元件组合由陀螺仪和加速度计组成，电源组合由电源模块和滤波模块组成，陀螺仪和加速度计安装在壳体的底板上，壳体的中上部依序安装有测控组合电路板和电源组合安装板，测控组合电路板上设置有测控组合，电源组合安装板上设置有电源模块和滤波模块，该小型化制导仪通过合理化结构设计，有效利用了空间，体积仅为φ90mm×100mm，重量仅为1kg，实现传统制导仪惯性测量组合与弹载计算机的所有功能，具有体积小、重量轻、成本低、动态范围大、抗振动、抗冲击等特点，可应用于航空航天等领域。

Description

一种小型制导仪

技术领域

本发明涉及惯性制导技术领域，特别是一种可用于地空导弹的小型制导仪。

背景技术

制导仪包含传统惯性测量装置和弹载计算机的功能，是导弹的重要弹上设备，要求实现测量导弹运动参数，并综合地面控制指令，产生舵面偏转控制信号，实现导弹的稳定控制，并控制导弹按预定弹道飞行。传统制导仪一般将惯性测量装置和弹载计算机分离设计，通过外部接口实现相互之间连接，惯性测量装置和弹载计算机均由独立的数字信息处理器进行数据处理和控制，惯性测量装置通过挠性、液浮陀螺仪及石英挠性加速度计敏感导弹运动的角速度和视加速度信息，并实现采集和误差补偿，将结果通过外部接口传送到弹载计算机，弹载计算机实现外部指令和数据的接收，通过飞控软件配合完成工作状态控制与转换、导弹运动参数解算、稳定控制计算，形成舵机控制信号。由于惯性测量装置和弹载计算机分开设置，不可避免地要进行信号传输，惯性测量装置和弹载计算机均需使用独立的电源，致使惯性测量装置和弹载计算机都必须进行信号隔离，昂贵的电源和信号隔离导致导弹成本增加。而且这样的设计方式导致电源种类繁多、数据接口不统一和结构复杂，不能满足导弹武器系统小型化的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于地空导弹武器系统的小型制导仪，不仅可完全满足地空导弹武器系统的使用要求，而且具有体积小、重量轻、成本低、动态范围大、抗振动、抗冲击等特点。

本发明的技术方案是：所述小型制导仪包括电源组合、敏感元件组合、测控组合、壳体和支柱等，敏感元件组合由陀螺仪和加速度计组成，电源组合由电源模块和滤波模块组成，陀螺仪和加速度计安装在壳体的底板上，壳体的中上部依序安装有测控组合电路板和电源组合安装板，测控组合电路板上设置有测控组合，电源组合安装板上设置有电源模块和滤波模块。

前述敏感元件组合中的陀螺仪为三轴微机械陀螺仪。

前述敏感元件组合中的加速度计为1只双轴微机械加速度计和1只单轴微机械加速度计。

本发明达到的有益效果为：①惯性测量组合、弹载计算机和二次电源融合到一起进行一体化设计，即将制导仪分为测控组合、电源组合、敏感元件组合三部分组件进行设计，使用微矩形电连接器进行各组件间的电气连接，有效减少了组件之间的接口，既充分合理利用空间，又便于安装调试；②采用微机械陀螺仪和微机械加速度计，没有机械转动部件，体积只有传统惯性器件的十分之一，抗振动、抗冲击能力强，并且只需要±15V直流电源供电，不需要再平衡电路、功率放大电路、三相马达电源和激磁电源，大大减小了制导仪的体积，简化了制导仪的组成结构，降低了成本；③采用一个数字信号处理器即完成微机械惯性敏感元件输出数据的采集和补偿计算，同时通过集成的通讯接口接收外部指令，在软件配合下完成制导仪工作状态的控制与转换、导弹运动参数解算和稳定控制计算，也大大减小了制导仪的体积，减轻了制导仪的质量。

本发明所述的小型制导仪通过合理化结构设计，有效利用了空间，体积仅为φ90mm×100mm，重量仅为1kg，不仅可实现传统制导仪惯性测量组合与弹载计算机的所有功能，还具有体积小、重量轻、成本低、动态范围大、抗振动、抗冲击等特点。

附图说明

图1是本发明的结构图；

图2是本发明的工作原理图。

图中：1-敏感元件组合，2-测控组合，3-支柱，4-电源组合，5-壳体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对本发明做任何限制的依据。

本发明的所述的小型制导仪将惯性测量组合、弹载计算机和二次电源融合到一起，只采用一个数字信号处理器完成微机械惯性敏感元件输出数据的采集和补偿计算，同时通过集成的通讯接口接收外部指令，在飞控软件配合下完成工作状态控制与转换、导弹运动参数解算和稳定控制计算，最后形成舵机控制信号。

图1是本发明的结构图，所述小型制导仪主要包括敏感元件组合1、测控组合2、电源组合4、壳体5和支柱3等，敏感元作组合1由陀螺仪和加速度计组成；电源组合4由电源模块和滤波模块组成，电源组合4中的滤波模块完成高频滤波，电源模块完成一次电源到二次电源的电压变换和隔离；测控组合2主要完成对敏感元件组合输出的信号进行放大和滤波处理，实现I/O开关量的隔离和RS-422、RS-485的电平变换，接收指令及将敏感元件组合输出的模拟量转换为数字量，同时可以得到系统的温度数据，通过内部软件解算后通过D/A输出舵系统控制指令，并处理隔离后的I/O开关量、输出遥测信号和并实现对外通讯；敏感元件组合1的陀螺仪和加速度计安装在壳体5的底板上，壳体5的中上部依序安装有测控组合电路板和电源组合安装板，测控组合电路板上设置有测控组合2，电源组合安装板上设置有电源模块和滤波模块，敏感元件组合1、测控组合2和电源组合4通过支柱3层层连接在一起，安装在壳体5中。

前述敏感元件组合中的陀螺仪为三轴微机械陀螺仪；前述敏感元件组合中的加速度计为1只双轴微机械加速度计和1只单轴微机械加速度计。

图2是本发明的工作原理图，敏感元件组合敏感X、Y、Z三个方向的角速度和视加速度，放大和接口电路中的放大部分将敏感元件组合输出的信号进行放大和滤波处理，接口部分实现I/O开关量的隔离和422、485的电平变换。数字信号处理电路由DSP、A/D、D/A、数字温度传感器和通用异步收发器UART组成，接收经过放大和接口电路处理过的K1、K2指令及敏感元件组合输出的模拟量，同时可以得到系统的温度数据，通过飞控软件解算后输出舵系统控制指令并处理隔离后的I/O开关量，最后输出遥测信号和实现弹地通讯；二次电源对弹上的一次电源进行变换，得到制导仪所需的数字5VD和模拟±15V。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (2)

1.一种小型制导仪，其特征在于：主要包括敏感元件组合(1)、测控组合(2)、电源组合(4)、壳体(5)和支柱(3)，敏感元件组合(1)由陀螺仪和加速度计组成，加速度计为1只双轴微机械加速度计和1只单轴微机械加速度计，电源组合(4)由电源模块和滤波模块组成，陀螺仪和加速度计安装在壳体(5)的底板上，壳体(5)的中上部依序安装有测控组合电路板和电源组合安装板，测控组合电路板上设置有测控组合(2)，电源组合安装板上设置有电源模块和滤波模块。

2.根据权利要求1所述的一种小型制导仪，其特征在于：所述敏感元件组合(1)中的陀螺仪为三轴微机械陀螺仪。

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