(中国船舶重工集团公司第七一〇研究所湖北宜昌443000)
摘要:随着科学技术在不同领域的应用与发展,使我国将越来越多的先进技术用在军事科学技术研发上,不断完善了我国军事科学技术方面,推动我国武器装备发展,从而提高了我国综合国力,使我国与西方发达国家之间的差距得到缩短,并提高了中国在国际上的地位。车载火控系统作为一种较为重要控制技术,已经在各军种领域中得到了广泛应用,使武器装备走向健康可持续发展的方向。火控系统是武器装备的核心组成部分,被誉为武器装备效能的倍增器,是一体化联合作战的纽带。车载火控系统主要包括硬件系统及软件系统,其应用也主要通过硬件及软件系统来实现。所以本文作者先简单分析了车载火控系统总体设计,然后分别分析了车载火控系统硬件及软件设计及应用。
关键词:火控系统;PC104;随动子系统;发射子系统
众所周知,现代已经迎来了信息时代、网络时代化及大数据时代,很多领域都使用了信息技术、网络技术及大数据技术,实现了现代化、网络化、信息化及数据化发展,提高了人们的生活质量。军事领域也因现代化技术是应用得到了发展,并在战争方式等方面得到了完善与创新,战争中武器装备不仅具有强战术性能,还需要具备高信息化、数据化及网络化,以实现自动化控制,最为典型的军事现代技术就是车载火控发射控制系统,具有设计开发周期短、设计开发效率高、系统性能稳定、功能齐全、反应快速和通用性等优点,为各系列车载火控系统研制奠定了良好基础。
1车载火控系统的总体设计
车载火控系统由系统硬件和系统应用软件两部分组成,为进一步了解车载火控系统,本文通过设计分析的形式来探讨该系统的应用。通过雷达空情信息,计算敌方制导武器航速和方位值,通过设定的拦截模型或烟幕遮蔽空间模型,将解算数据传递给火控系统PC/104计算机子系统,经随动子系统和发射子系统实现发射装置调转及自动发射,实现拦截或遮蔽精确制导武器攻击。而火控系统实现数据接收及解算,自动检测装弹情况,将发射装置调转到初始发射位置,实现定点发射或扫射。系统主要组成示意图如图1:
图1火控系统组成示意图
2硬件设计及应用
硬件主要由显控柜和配电柜组成,依功能分为PC104计算机子系统、随动子系统、发射子系统和配电子系统。
2.1PC104计算机子系统设计及应用
PC104下位机系统核心在于嵌入式工控机及各板卡,采用PC/104计算板(主频64MHz)、IO采集板、电子盘和口线光电隔离器件组成。其尺寸较小,可集成安装到电路板上,稳定性好。即能满足车辆驾驶室空间位置要求,又能满足多板卡多线程数据处理的性能要求。
2.1随动子系统设计及应用
随动子系统执行电机采用三相交流同步伺服电动机,用旋转变压器测量发射装置位置,用模数转换模块将发射装置位置(高低和方向角度值)信号转换成数字信号,供计算机进行数字PID处理,经DA转换后形成模拟信号,控制PWM模块驱动电机,带动发射装置调转,实现闭环控制,如图2所示。
图2随动子系统示意图
2.3发射子系统设计及应用
发射控制子系统由射击主回路、自动发射控制及综合检测电路等组成,实现弹的数量检测和提供点火电流,如图3所示。
图3发射子系统示意图
2.4配电子系统设计及应用
配电子系统由车载发电机提供三相~380V电源、经变压器、整流电路和各电源转换模块等提供执行电机、各板极所需交流和直流电。
3软件设计及应用
3.1参数配置软件设计及应用
一是驱动I/O口、继电器、串口通信,写入芯片中驱动相关硬件,对供电模式、开关状态、继电器闭合状态的控制。
二是设定发射装置调转速度、加速度、减速度、上下限位值及开关控制等参数伺服控制放大器等。
三是设定综合控制发射程序和随动匹配参数。
3.2系统软件设计及应用
编制系统软件,灌装在电子盘内,在参数配置软件驱动下,显示反馈发射装置位置、开关状态、弹量等信息,调用解算模块的等,通电后在PC104板DOS系统下自启动,驱动火控系统功能实现。采用串口将PC104计算机和显控柜的显示屏连接,与显控柜面板上的各开关形成人机交互。
4结语
总而言之,科学技术发达的今天,关于武器装备领域方面的技术均得到了完善和改进,车载火控系统就是使用较为广泛的军事技术,也可以用在航空和航海领域,提高了我国军事战斗能力,在一定程度上提高了我国在世界范围内的军事地位,所以一直以来都得到各领域及相关人士的重视。车载火控系统在应用前通常都需要进行设计,然后进行硬件调试、软件调试、整个系统应用调试和产品联试,待调试合格后方能投入使用,即保证系统应用的安全性,又能不断完善和革新车载火控系统,使车载火控系统能够在地面、舰船等武器装备中得到安全和高效应用。
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