一种模拟发动机红外特性的发生设备的制作方法

本实用新型涉及飞行器领域，特别涉及一种模拟发动机红外特性的发生设备。

背景技术：

随着军事科学技术的迅速发展,现代的红外侦察、红外瞄准技术已经达到了相当高的水平，包括地面、空中、海面的雷达及红外探测系统技术都围绕着红外隐身为工作重点。对于飞行器的发动机来说，由于其工作温度极高、噪声大、空气污染严重，如果利用真正的发动机来完成某雷达的捕捉训练，则每次训练都需要启动发动机，这需要耗费大量的人力物力，其成本高昂，并不适合在试验室研发使用。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种模拟发动机红外特性的发生设备。

本实用新型所采用的技术方案是：一种模拟发动机红外特性的发生设备，包括：用于对模拟发动机红外特性的发生设备内各部件进行供电的电源单元，其技术要点是，还包括：

电阻丝，用于模拟飞行器发动机的温度；

采样单元，用于采集电阻丝的温度；

主控单元，用于接收采样单元发送的温度值并与设定的目标温度值进行比较，采用PID控制方法产生驱动信号；

固态继电器驱动电路，根据主控单元发送的驱动信号控制固态继电器的通断，实现对不同支路的电阻丝的加热；

电阻丝的一端与采样单元的输入端连接，采样单元的输出端与主控单元的数据输入端连接，主控单元的控制信号输出端与固态继电器驱动电路的输入端连接，固态继电器驱动电路的输出端与电阻丝的另一端连接。

进一步的，所述的固态继电器驱动电路包括总线收发电路、数据转换电路、继电器驱动电路和继电器，总线收发电路的输入端与主控单元连接，总线收发电路的输出端经数据转换电路与继电器驱动电路连接，继电器驱动电路的控制信号输出端与固态继电器的控制端连接。

本实用新型的有益效果是：该模拟发动机红外特性的发生设备，利用固态继电器与电阻丝模拟飞行器发动机的红外特性，通过主控单元内的PID控制方法对模拟发生器的温度进行控制，成功地对飞行器在不同飞行方向、不同飞行速度、飞行器起落过程中发动机的红外特性进行了模拟，该结构简单，使对雷达的捕捉及维护训练在实验室内即可完成，极大的降低了日常训练成本及维修成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中模拟发动机红外特性的发生设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中固态继电器驱动电路的电路原理图；

图3为本实用新型实施例中主控单元U4的电路原理图。

具体实施方式

使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1～图3和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实施例采用的模拟发动机红外特性的发生设备，包括：

电源单元，用于对模拟发动机红外特性的发生设备内各部件进行供电；

电阻丝，用于模拟飞行器发动机的温度；

采样单元，用于采集电阻丝的温度；

主控单元，用于接收采样单元发送的温度值并与设定的目标温度值进行比较，采用PID控制方法产生驱动信号；

固态继电器驱动电路，根据主控单元发送的驱动信号控制固态继电器的通断，实现对不同支路的电阻丝的加热；

电阻丝的一端与采样单元的输入端连接，采样单元的输出端与主控单元的数据输入端连接，主控单元的控制信号输出端与固态继电器驱动电路的输入端连接，固态继电器驱动电路的输出端与电阻丝的另一端连接。

本实施例中的固态继电器驱动电路包括总线收发电路、数据转换电路、继电器驱动电路和继电器，总线收发电路的输入端与主控单元连接，总线收发电路的输出端经数据转换电路与继电器驱动电路连接，继电器驱动电路的控制信号输出端与固态继电器的控制端连接。

本实施例中利用多个电阻丝来模拟飞行的发动机发热，采用电阻丝加热主要是由于节能环保，方便通过固态继电器进行控制。利用温度传感器来采集电阻丝的温度，即温度传感器的输入端与电阻丝连接，温度传感器的输出端依次与主控单元U4（型号是ATMEGA128的MCU）的引脚2和引脚3连接，温度传感器的作用是为主控单元U4提供温度信号，主控单元U4接收到温度信号后会与设定好的温度目标值进行比较，若二者之差的绝对值不为零，则利用设置在主控单元U4内的PID控制方法计算PWM信号占空比，产生控制固态继电器通断的高低电平信号。本实施例中通过主控单元U4产生控制信号给固态继电器的驱动电路，即主控单元U4的引脚2和引脚3依次与插接件RX3的引脚1和引脚2连接，主控单元U4的LOCK引脚25分别与八路总线收发器U2的LOCK引脚3和八路总线收发器U2的LOCK引脚12连接，主控单元U4的CLOCK引脚59分别与八路总线收发器U2的CLOCK引脚4和CLOCK引脚11连接，主控单元U4的DATA引脚2分别与八路总线收发器U2的DATA引脚2和DATA引脚13连接，主控单元U4的时钟信号、互锁信号和数据信号作为PWM的控制信号传递给八路总线收发器U2，八路总线收发器U2的B0～B2 引脚分别与数字转换芯片U3（型号是74HC595）的SER引脚、SRCLK引脚、RCLK引脚连接，用于将串行信号转换为并行信号预备输出给继电器驱动芯片，数字转换芯片U3的引脚7～引脚15依次连接继电器驱动芯片U4的(型号是ULN2803)的引脚1～引脚8，为固态继电器K1～K8提供驱动信号，继电器驱动芯片U4的引脚18与固态继电器K1的控制信号端连接，固态继电器K1的输出端与第一个电阻丝连接，依次类推，继电器驱动芯片U4的引脚17～引脚11依次与固态继电器K2～固态继电器K8的控制信号端连接，固态继电器K2～固态继电器K8的输出端依次与第二个电阻丝～第八个电阻丝连接。固态继电器K1～K8根据接收到的控制信号对第一热电阻～第八热电阻进行加热或暂停加热。本实施例之所以采用固态继电器是由于加热发动机所需的功率较大，使用固态继电器（SSR）控制可成功地实现弱电信号（Vsr）对强电（输出端负载电压）的控制。由于光耦合器的应用，使控制信号所需的功率极低（约10毫瓦就可以正常工作），且弱电信号（Vsr）所需的工作电平与TTL、HTL、CMOS等常用集成电路兼容性好可以实现直接连接。

本实施例中的模拟发动机红外特性的发生设备的工作过程如下：

主控单元U4每隔一端时间采样电阻丝的温度信号，经过主控单元U4的A/D转换处理并通过PID控制方法计算出控制输出量，将控制输出量转化为PWM信号占空比，再由主控单元U4的PWM的控制信号输出端输出相应的高低电平控制固态继电器驱动电路，如果所测得的温度值比给定的稳定值小，则固态继电器转变成通态进行加热升温处理，反之如果所测得的温度值比给定的稳定值大，则转变成断态暂停加热。固态继电器（SSR）输出端与电阻丝连接，采用交流220V供电转直流24V输出。每段加热电阻阻值很小，介于20Ω～80Ω之间，每路电阻丝的功率约为24W。主控单元U4则采用5V电源供电，将电源隔离进行供电，可保证回路的安全性。固态继电器（SSR）接收来自主控单元U4的控制信号，通常固态继电器的通断时间小于等于5ms，加热的电阻丝具有一定的惯性升温时间，需要的通断频率较小，可以取周期为100ms的PWM信号进行控制，电阻丝的温度通过PID闭环控制，使温度保持在某一恒定的数值，恒热流控制在无风的条件下，通过一定的占空比加热电阻丝，使其最终达到某一温度值，从而模拟发动机的红外特性。本实施例还可通过设定电阻丝的方向来模拟飞行器的不同运动方向的热特性，例如，用户指定第一电阻丝的位置为A，第二电阻丝的位置为B，两者之间具有一定的飞行夹角，则若在对电阻丝进行加热过程中，先是对第一电阻丝进行加热，再对第二电阻丝进行加热则说明飞行器是由A地沿一定角度向B地飞行，测得此时的电阻丝温度可以作为飞行器在由A飞往B的过程中其发动机的红外特性。各电阻丝所代表的方位由用户根据实际需要自行设定。此外，本实施例还可通过控制电阻丝加热时间的长短来模拟发动机移动速度的快慢，具体的参数也由用户事先设定。再者，还可以通过控制电阻丝的通断来模拟飞行器发动机的起停。利用本实施例中的模拟发动机红外特性的发生设备，可以训练某型号雷达捕捉飞行器红外特性的能力，极大地降低了日常训练成本及维修成本。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。