CN201251713Y

CN201251713Y - 数字式航向发生器

Info

Publication number: CN201251713Y
Application number: CNU2008201523995U
Authority: CN
Inventors: 孙玉国; 古文海
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2018-08-28

Abstract

本实用新型涉及一种数字式航向发生器，利用电脑界面进行航向角的数字化编码、再通过控制器将处理后的信号传输给DSC(数字－自整角机)模块，可方便地产生所需航向信号。与机电式自整角发送机相比，具有精度高、重复性好以及用户界面友好等特点。

Description

数字式航向发生器

技术领域

本实用新型涉及一种飞机维修领域，特别涉及一种数字式航向发生器

背景技术

战斗机在空中飞行时的航向角是由航向仪产生的，航向仪产生的是自整角机形式的三相交流信号。当飞机在地面上进行维修时，难以获得真实的航向信号。这给机载火控系统的检测与故障排查带来了困难。为此，目前多采用机电式自整角发送机，即：通过特定的机械装置来拨动发送机转子转动以模拟飞机的航向变化。这种方案存在机械转动空回、死区及波形失真和重复性差等缺点。

发明内容

本实用新型是针对现有在没有真实航向信号的情况下，机载火控系统的检测及故障排查困难的问题，提出了一种数字式航向发生器，利用PC机进行航向角的数字化编码、再通过简单可靠的硬件电路传输给DSC(数字—自整角机)模块，可方便得产生所需航向信号。与机电式自整角发送机相比，具有精度高、重复性好以及用户界面友好等特点。

本实用新型的技术方案为：一种数字式航向发生器，包括人机界面和控制器，人机界面包括电脑人机界面和USB接口，控制器包括微控制器、光电耦合模块、DSC模块、专用电源，通过电脑人机界面输入航向角并进行数字角度的编码，电脑与微控制器通过USB连接，微控制器接收数字角度的编码，通过光电耦合模块将14位数字角度连同控制位发送给DSC模块，光电耦合模块可避免电气干扰，由DSC模块将数字角转化为机载火控系统可以识别的三相交流信号，频率为机载电源常用的频率，专用电源给DSC模块参考频率信号。

所述DSC模块选用芯片14SZZ，芯片14SZZ为14位数字—自整角机(DSC)转换芯片。所述微控制器选用单片机AT89S52。

本实用新型的有益效果在于：本发明的数字式航向发生器，当飞机在地面上进行维修时，难以获得真实的航向信号时，通过人机接界面输入信号，通过模块产生所需航向信号，与机电式自整角发送机相比，具有精度高、重复性好以及用户界面友好等特点。

附图说明

图1本实用新型数字式航向发生器控制框图；

图2本实用新型数字式航向发生器控制电路示意图。

具体实施方式

如图1所示数字式航向发生器控制框图，数字式航向发生器包括人机界面和控制器，人机界面包括电脑人机界面1和USB接口2，控制器包括微控制器3、光电耦合模块4、DSC模块5、专用电源6。用户通过电脑人机界面输入航向角，电脑与微控制器通过一条USB—RS232转接线连接。微控制器通过光电耦合模块4将14位数字角度连同控制位发送给DSC模块，可避免电气干扰，由DSC模块将14位数字角转化为机载火控系统7可以识别的三相(S1，S2，S3)交流信号，频率为机载电源常用的400Hz。S1，S2，S3的幅值与航向角有一一对应的三角函数关系。S1，S2，S3直接连接机载火控系统7中的自整角变压器，经功率放大后驱动其中的交流伺服电机做同步旋转。

一、电脑人机界面：

利用PC机实现数字角度的编码。其优点在于(1)将编码工作交付PC机完成，可大大减小下位机的数据运算量，使其专注于数字角度的发送。(2)便于开发友好的人机交互界面。

本实用新型采用的是14位DSC模块。因此，需要将10进制的角度值用14位二进制表示。其中，第1位(MSB)表示180度，第2位表示90度，第3位表示45度，第4位表示22.5度，以此类推。其分辨率为180/2¹³＝0.021973度，大大优于机电式自整角发送机的分辨率。利用Visual C++进行角度编码的基本流程如下：

(1)假设需要产生的航向角(10进制)β＝m×100+n×10+p×1+q×0.02(单位：度)。

(2)对(β/0.021973)取整，记做ANGLE；

(3)利用m_HEX.Format(″％0x″，ANGLE)语句将ANGLE转化为16进制。m_HEX为成员变量。

(4)最后，利用串口通信程序将m_HEX发送到下位机。

举例说明：假设在维修过程中需要产生270度的阶跃航向角。用户只需在电脑界面上(该程序采用MFC编写)输入270度。则ANGLE＝12288；m_HEX＝3000H＝11000000000000B。其中，H，B分别表示十六进制和二进制。即：DSC的第1位(MSB)为1，第2位为1，其余12位均为0。上述角度编码过程由程序自行完成。同时，为了将编码向下位机发送，我们利用MSCOMM控件编写了串口通信程序。考虑到笔记本电脑多没有RS232接口，可利用一条USB-RS232转接线将上位机与下位机连接起来。

二、控制器：

微控制器3主要用于将编码后的数字航向角发送到DSC模块5，以产生自整角机形式的三相交流信号。如图3所示，该电路中主要应用了3块芯片：AT89S52，MAX232和14SZZ。其中，AT89S52为一款性价比较高的单片机；MAX232为串口通信电平转换芯片；14SZZ为14位数字—自整角机(DSC)转换芯片。DB9型9针串口接收笔记本电脑发送过来的数字角度(此时为十六进制)，再通过电平转换芯片MAX232传递到单片机AT89S52的RXD管脚。并最终由单片机内部程序(我们用Keil-C51编写)将接收到的数字角度由P2口和P0口发送给DSC模块。DSC的RH，RL管脚接400Hz，36V的交流信号(做为DSC的参考信号)，这可由专用电源给出。由于专用电源本身多由220V的市电供电，市电一般不稳定，所以应利用稳压电源对此处的专用电源供电。DSC的S1，S2，S3为输出管脚，输出为三相交流信号，其幅值与航向角有一一对应的三角函数关系。S1，S2，S3直接连接机载火控系统中的自整角变压器，经功率放大后驱动其中的交流伺服电机做同步旋转。为了减小电气干扰，将AT89S52和DSC模块通过16个TLP521型的光耦器进行连接。AT89S52和14SZZ管脚的对应关系如表1所示。

表1单片机与DSC管脚对应关系

其中，ENM，ENL为DSC模块的数据锁存控制位。当ENM＝ENL＝0时，DSC处于锁存状态。当ENM＝ENL＝1时，S1，S2，S3将随数字角度的变化而变化。为了测试火控系统的动态特性，多将ENM，ENL置高。此时，在角度编码时，只需将成员变量m_HEX与COOOH进行或操作即可。

Claims

1、一种数字式航向发生器，其特征在于，所述数字式航向发生器包括人机界面和控制器，人机界面包括电脑人机界面和USB接口，控制器包括微控制器、光电耦合模块、DSC模块、专用电源，通过电脑人机界面输入航向角并进行数字角度的编码，电脑与微控制器通过USB连接，微控制器接收数字角度的编码，通过光电耦合模块将14位数字角度连同控制位发送给DSC模块，光电耦合模块可避免电气干扰，由DSC模块将数字角转化为机载火控系统可以识别的三相交流信号，频率为机载电源常用的频率，专用电源给DSC模块参考频率信号。

2、根据权力要求1所述数字式航向发生器，其特征在于，所述DSC模块选用芯片14SZZ，芯片14SZZ为14位数字—自整角机(DSC)转换芯片。

3、根据权力要求1所述数字式航向发生器，其特征在于，所述微控制器选用单片机AT89S52。