CN114355788A - 一种用于机电引信的自动化半实物仿真系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于机电引信的自动化半实物仿真系统，包括波形发生器、上位机、通信接口模块、示波器、直流稳压电源及机电引信，所述上位机包含侵彻过载信号数据库、测试结果数据库及人机交互模块，上位机通过通信接口模块为机电引信进行起爆参数装订，再由波形发生器将侵彻过载信号输入给机电引信，上位机的内置仿真软件对机电引信的数据进行分析处理及比对评估后反馈给人机交互界面进行显示，该仿真系统利用引信介入仿真回路中进行试验，相比于实际炮射试验，在保证初始环境的条件下，半实物仿真省时、省经费，仿真系统可多次重复使用，并且更接近正式引爆工况，测试结果更接近真实情况，可信度更高。
Description
技术领域
本发明涉及仿真系统技术领域，尤其是一种用于机电引信的自动化半实物仿真系统。
背景技术
引信是武器系统的一个重要组成部分，具有结构复杂、价格昂贵、工作环境恶劣等特点，而这些特点决定了引信的研制是一个周期长、花费大和试验繁琐的过程，由于仿真技术在引信中的应用逐渐成熟，在引信的研制过程中普遍应用计算机仿真对其进行验证。在整个引信研制的过程中，需要对技术开发过程中各个阶段的成果进行试验验证以及性能评估。由于经济、时间等方面的原因，一般不会做大量的动态试验来进行性能验证，而半实物仿真技术能够很好的弥补这些，在仿真回路中介入引信来进行仿真实验，通过半实物仿真系统可以使其与实际情况相似，便可以获得更加准确的信息，更好的对引信性能进行评估。
在整个引信研制的过程中，最重要的一个环节就是要试验验证，就是利用实际的动态试验来确定引信的功能是否达标，以此来完成对引信性能的评估。而这样的试验验证具有周期长、花费大和试验繁琐等缺点，对整个引信的研制具有滞后性。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出了一种用于机电引信的自动化半实物仿真系统，该仿真系统利用引信介入仿真回路中进行试验，相比于实际炮射试验，在保证初始环境的条件下，半实物仿真省时、省经费，仿真系统可多次重复使用，并且更接近正式引爆工况，测试结果更接近真实情况，可信度更高。
一种用于机电引信的自动化半实物仿真系统，包括波形发生器、上位机、通信接口模块、示波器、直流稳压电源及机电引信，所述上位机包含侵彻过载信号数据库、测试结果数据库及人机交互模块，上位机通过通信接口模块为机电引信进行起爆参数装订，再由波形发生器将侵彻过载信号输入给机电引信，上位机的内置仿真软件对机电引信的数据进行分析处理及比对评估后反馈给人机交互界面进行显示，半实物仿真系统的具体操作步骤如下：
步骤一，基本参数设置，各设备依次开机，点击人机交互界面中的半实物仿真软件，在“电源、信号发生器”界面设置测试保存文件的“YX序号”、“ZDB类型”、“目标类型”、“着速”信息；
步骤二，选择过载信号，在人机交互界面中的过载信号下拉栏中选择所需的过载信号，点击“加载信号”，人机交互界面上显示加载到信号发生器上的波形图后点击“开启”，电源指示灯变绿，直流稳压电源通道2输出电压满足24V～26V，电流满足0.032A～0.045A；
步骤三，起爆参数装订，将人机交互界面切换至“引信通信”界面并按照通信列表顺序依次发送“存储器复位指令”、“装订指令”、“装订回读指令”、“测试指令”，其中，“装订指令”需手动输入目标类型、命令字、层数、时间；
步骤四，触发信号，将人机交互界面切换至“示波器”界面并点击“示波器”复位之后，再切换至“电源、信号发生器”界面，点击“单次触发”按钮，系统触发后，示波器上即可显示触发波形图；
步骤五，关闭电源，在步骤四后，界面会弹出提示框“请关闭电源”，点击“确定”；
步骤六，在步骤五之后，等待30秒，在人机交互界面的“电源、信号发生器”界面点击“开启”，电源指示灯变绿，直流稳压电源通道2输出电压满足24V～26V，电流满足0.032A～0.045A；
步骤七，半实物仿真测试，将人机交互界面切换至“引信通信”界面，选择“存储器回读指令”，点击“发送指令”，仿真软件开始读取引信设备存储器的数据，并实时显示读取的字节数，回读完成后触发信号界面显示回读数据信息，显示“起爆层数”、“起爆时间”信息及评估结果。
作为上述技术方案的优选，所述通讯接口模块采用电压为5V、最高波特率为50kbps、支持TTL通信功能且能够自定义波特率的通讯接口模块。
作为上述技术方案的优选，所述波形发生器采用带宽120MHz、采样率为1Gsa/s、具有2通道输出且能够输出任意波形的波形发生器。
作为上述技术方案的优选，所述示波器采用带宽200MHz、采样率5Gsa/s、具有4通道输出、100万波形/秒更新速率的示波器。
作为上述技术方案的优选，所述直流稳压电源采用具有3通道输出、总输出功率160W、单通道输出电压/电流为6V/10A、双通道输出电压/电流为25V/2A且具有过压和过流及短路保护功能的直流稳压电源。
本发明的有益效果在于：
该仿真系统相比于计算机仿真，半实物仿真更能够贴近实际情况，可以获得更加可靠的结果；相比于实际炮射试验，在保证初始环境的条件下，半实物仿真省时、省经费，仿真系统可多次重复使用，从反复试验的结果中，可以验证引信在不同环境下的作用能力，即根据不同的目标、不同的战斗部和不同初始环境选择相对应的侵彻过载信号，将该信号传输给引信的信号处理模块，能够对引信起爆控制算法对于不同弹目交会条件的适应性进行分析评估。
附图说明
图1为本发明半实物仿真系统结构连接框图。
图2为本发明半实物仿真系统保存文件示意图。
图3为本发明半实物仿真系统加载信号示意图。
图4为本发明半实物仿真系统电源启动示意图。
图5为本发明半实物仿真系统通信指令发送示意图。
图6为本发明半实物仿真系统示波器复位示意图。
图7为本发明半实物仿真系统示波器测试结果示意图。
图8为本发明半实物仿真系统关闭电源示意图。
图9为本发明半实物仿真系统存储器回读示意图。
图10为本发明半实物仿真系统结果评价示意图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示的一种用于机电引信的自动化半实物仿真系统，包括波形发生器、上位机、通信接口模块、示波器、直流稳压电源及机电引信，所述上位机包含侵彻过载信号数据库、测试结果数据库及人机交互模块，上位机通过通信接口模块为机电引信进行起爆参数装订，再由波形发生器将侵彻过载信号输入给机电引信，上位机的内置仿真软件对机电引信的数据进行分析处理及比对评估后反馈给人机交互界面进行显示，半实物仿真系统的具体操作步骤如下：
步骤一，基本参数设置，各设备依次开机，点击人机交互界面中的半实物仿真软件，在“电源、信号发生器”界面设置测试保存文件的“YX序号”、“ZDB类型”、“目标类型”、“着速”信息；
步骤二，选择过载信号，如图2所示，在人机交互界面中的过载信号下拉栏中选择所需的过载信号，点击“加载信号”，人机交互界面上显示加载到信号发生器上的波形图后点击“开启”，其中，波形图如图3所示，电源指示灯变绿，直流稳压电源通道2输出电压满足24V～26V，电流满足0.032A～0.045A，如图4所示；
步骤三，起爆参数装订，将人机交互界面切换至“引信通信”界面并按照通信列表顺序依次发送“存储器复位指令”、“装订指令”、“装订回读指令”、“测试指令”，其中，“装订指令”需手动输入目标类型、命令字、层数、时间，如图5所示；
步骤四，触发信号，将人机交互界面切换至“示波器”界面并点击“示波器”复位之后，如图6所示，再切换至“电源、信号发生器”界面，点击“单次触发”按钮，系统触发后，示波器上即可显示触发波形图，如图7所示；
步骤五，关闭电源，在步骤四后，界面会弹出提示框“请关闭电源”，点击“确定”，如图8所示；
步骤六，在步骤五之后，等待30秒，在人机交互界面的“电源、信号发生器”界面点击“开启”，电源指示灯变绿，直流稳压电源通道2输出电压满足24V～26V，电流满足0.032A～0.045A，如图4所示；
步骤七，半实物仿真测试，将人机交互界面切换至“引信通信”界面，选择“存储器回读指令”(如图9所示)，点击“发送指令”，仿真软件开始读取引信设备存储器的数据，并实时显示读取的字节数，回读完成后触发信号界面显示回读数据信息，显示“起爆层数”、“起爆时间”信息及评估结果(如图10所示)。
在本实施例中，所述通讯接口模块采用电压为5V、最高波特率为50kbps、支持TTL通信功能且能够自定义波特率的通讯接口模块。
在本实施例中，所述波形发生器采用带宽120MHz、采样率为1Gsa/s、具有2通道输出且能够输出任意波形的波形发生器。
在本实施例中，所述示波器采用带宽200MHz、采样率5Gsa/s、具有4通道输出、100万波形/秒更新速率的示波器。
在本实施例中，所述直流稳压电源采用具有3通道输出、总输出功率160W、单通道输出电压/电流为6V/10A、双通道输出电压/电流为25V/2A且具有过压和过流及短路保护功能的直流稳压电源。
半实物仿真软件为Win 10及以下Windows操作系统，其开发环境为LabView 2014，兼容LabView 2014及以下版本，数据库采用SQL Server 2008作为数据存储，具备二次开发能力，支持现场编程指导并可开放源代码；具备将对电源、信号源、示波器参数设置、流程控制能力；具备通信参数设置、发送信息、接收信息等功能，具备数据显示功能；具备对数据资源的存储、查询、更新、删除、维护等功能，数据可按TXT、Word、Excel等文件格式存储；数据可以通过USB接口导出；具备评价与显示功能。
该仿真系统相比于计算机仿真，半实物仿真更能够贴近实际情况，可以获得更加可靠的结果；相比于实际炮射试验，在保证初始环境的条件下，半实物仿真省时、省经费，仿真系统可多次重复使用，从反复试验的结果中，可以验证引信在不同环境下的作用能力，即根据不同的目标、不同的战斗部和不同初始环境选择相对应的侵彻过载信号，将该信号传输给引信的信号处理模块，能够对引信起爆控制算法对于不同弹目交会条件的适应性进行分析评估。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于机电引信的自动化半实物仿真系统，其特征在于：包括波形发生器、上位机、通信接口模块、示波器、直流稳压电源及机电引信，所述上位机包含侵彻过载信号数据库、测试结果数据库及人机交互模块，上位机通过通信接口模块为机电引信进行起爆参数装订，再由波形发生器将侵彻过载信号输入给机电引信，上位机的内置仿真软件对机电引信的数据进行分析处理及比对评估后反馈给人机交互界面进行显示，半实物仿真系统的具体操作步骤如下：
步骤一，基本参数设置，各设备依次开机，点击人机交互界面中的半实物仿真软件，在“电源、信号发生器”界面设置测试保存文件的“YX序号”、“ZDB类型”、“目标类型”、“着速”信息；
步骤二，选择过载信号，在人机交互界面中的过载信号下拉栏中选择所需的过载信号，点击“加载信号”，人机交互界面上显示加载到信号发生器上的波形图后点击“开启”，电源指示灯变绿，直流稳压电源通道2输出电压满足24V～26V，电流满足0.032A～0.045A；
步骤三，起爆参数装订，将人机交互界面切换至“引信通信”界面并按照通信列表顺序依次发送“存储器复位指令”、“装订指令”、“装订回读指令”、“测试指令”，其中，“装订指令”需手动输入目标类型、命令字、层数、时间；
步骤四，触发信号，将人机交互界面切换至“示波器”界面并点击“示波器”复位之后，再切换至“电源、信号发生器”界面，点击“单次触发”按钮，系统触发后，示波器上即可显示触发波形图；
步骤五，关闭电源，在步骤四后，界面会弹出提示框“请关闭电源”，点击“确定”；
步骤六，在步骤五之后，等待30秒，在人机交互界面的“电源、信号发生器”界面点击“开启”，电源指示灯变绿，直流稳压电源通道2输出电压满足24V～26V，电流满足0.032A～0.045A；
步骤七，半实物仿真测试，将人机交互界面切换至“引信通信”界面，选择“存储器回读指令”，点击“发送指令”，仿真软件开始读取引信设备存储器的数据，并实时显示读取的字节数，回读完成后触发信号界面显示回读数据信息，显示“起爆层数”、“起爆时间”信息及评估结果。
2.根据权利要求1所述的自动化半实物仿真系统，其特征在于：所述通讯接口模块采用电压为5V、最高波特率为50kbps、支持TTL通信功能且能够自定义波特率的通讯接口模块。
3.根据权利要求1所述的自动化半实物仿真系统，其特征在于：所述波形发生器采用带宽120MHz、采样率为1Gsa/s、具有2通道输出且能够输出任意波形的波形发生器。
4.根据权利要求2所述的自动化半实物仿真系统，其特征在于：所述示波器采用带宽200MHz、采样率5Gsa/s、具有4通道输出、100万波形/秒更新速率的示波器。
5.根据权利要求1所述的自动化半实物仿真系统，其特征在于：所述直流稳压电源采用具有3通道输出、总输出功率160W、单通道输出电压/电流为6V/10A、双通道输出电压/电流为25V/2A且具有过压和过流及短路保护功能的直流稳压电源。
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