导弹技术准备模拟系统

本发明的实施例属于导弹训练技术领域，涉及一种导弹技术准备模拟系统。

背景技术：

战术导弹以其具有的命中精度高、生存能力强及杀伤威力大等优点，受到人们的普遍重视，已成为反舰、防空及对地打击的重要武器装备。目前，各种新型战术导弹大量装备部队，如何使使用人员快速熟悉并掌握装备的操作过程，最大限度地发挥装备性能，已成为迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

为了解决前述技术问题中的至少一个方面，本发明的实施例提供一种导弹技术准备模拟系统，以模拟真实导弹技术准备阶段的操作，从而帮助使用人员熟悉装备，尤其是导弹技术准备阶段的操作。

根据本发明的一个方面，提供了一种导弹技术准备模拟系统，包括：测试设备；雷达模拟系统，配置成模拟导弹的主动雷达导引头并包括彼此信号连接的模拟电压生成电路和用于控制所述模拟电压生成电路中的信号输入和输出的控制模块；控制电气模拟系统，配置成模拟弹上信息处理器并包括模拟综控机、通讯模块和输入输出设备，所述通讯模块设置在所述测试设备上，所述模拟综控机、输入输出设备和雷达模拟系统分别与所述通讯模块信号连接以接收来自所述测试设备的测试指令并将测试状态反馈给所述测试设备；导弹火工品模拟设备，包括电池激活装置、作动装置点火器和发动机点火单元，所述作动装置点火器分别与所述通讯模块、电池激活装置和发动机点火单元信号连接；导弹模拟弹体，配置成包括充气式筒体、前盖和后盖组件，所述前盖安装在所述充气式筒体的前端，所述后盖组件安装在所述充气式筒体的后端，所述雷达模拟系统、控制电气模拟系统和导弹火工品模拟系统均设置在所述充气式筒体的内腔中；和导弹充气补气模拟装置，配置成与所述导弹模拟弹体连接并根据感测到的环境和充气式筒体的压力和温度以实现对所述充气式筒体进行充气和放气。

本发明的实施例采用模拟系统进行训练。与使用真实装备相比，这种布置简化了系统设计并降低了训练成本，同时还确保了训练效果。

通过下文中参照附图对本发明的实施例所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

附图说明

本发明将参照附图来进一步详细说明，其中：

图1是本发明的一个实施例的导弹技术准备模拟系统的示意图；

图2是本发明的一个实施例的雷达模拟系统的原理框图；

图3是本发明的另一个实施例的雷达模拟系统的组成框图；

图4是本发明的一个实施例的控制电气模拟系统的组成框图；

图5是本发明的一个实施例的导弹充气补气模拟装置的组成框图，图5a是本发明的一个实施例的主控板的组成框图，图5b是本发明的一个实施例的气路原理图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。

根据本发明的总体上的构思，提供了一种导弹技术准备模拟系统，包括：测试设备；雷达模拟系统，配置成模拟导弹的主动雷达导引头并包括彼此信号连接的模拟电压生成电路和用于控制所述模拟电压生成电路中的信号输入和输出的控制模块；控制电气模拟系统，配置成模拟弹上信息处理器并包括模拟综控机、通讯模块和输入输出设备，所述通讯模块设置在所述测试设备上，所述模拟综控机、输入输出设备和雷达模拟系统分别与所述通讯模块信号连接以接收来自所述测试设备的测试指令并将测试状态反馈给所述测试设备；导弹火工品模拟设备，包括电池激活装置、作动装置点火器和发动机点火单元，所述作动装置点火器分别与所述通讯模块、电池激活装置和发动机点火单元信号连接；导弹模拟弹体，配置成包括充气式筒体、前盖和后盖组件，所述前盖安装在所述充气式筒体的前端，所述后盖组件安装在所述充气式筒体的后端，所述雷达模拟系统、控制电气模拟系统和导弹火工品模拟系统均设置在所述充气式筒体的内腔中；和导弹充气补气模拟装置，配置成与所述导弹模拟弹体连接并根据感测到的环境和充气式筒体的压力和温度以实现对所述充气式筒体进行充气和放气。

在使用真实装备进行导弹技术准备时，该过程会对装备(例如导弹)造成磨损，从而降低装备的寿命并增加训练成本。然而，本发明的导弹技术准备模拟系统模拟真实导弹技术准备阶段的操作，从而帮助使用人员熟悉装备，尤其是导弹技术准备阶段的操作。

如图1所示，该导弹技术准备模拟系统包括测试设备、导弹模拟弹体、雷达模拟系统、控制电气模拟系统、导弹充气补气模拟装置和导弹火工品模拟设备。

在实施例中，该导弹模拟弹体包括充气式筒体、前盖和后盖组件。在一个示例中，充气式筒体包括框体、支撑构件和蒙皮，支撑构件与框体连接，并且蒙皮设置在框体的表面。框体可以包括前端框、后端框和实心框。支撑构件可以包括支脚、加强筋、和纵梁。例如，框体和支撑构件可以由合金钢制成，蒙皮可以由碳素钢制成。在一个示例中，前盖安装在充气式筒体的前端，用于在导弹贮存时对导弹起密封和电磁屏蔽作用。前盖可以由易碎材料制成，例如聚氨酯橡胶材料。在一个示例中，后盖组件安装在充气式筒体的后端，用于承受导弹发射时导弹火工品模拟设备(将在下文详述)中的辅助气体发生器点火时产生的高压燃气。后盖组件包括彼此连接的压环和盖体。为了适用于训练设备，盖体可以由普通钢制成，压环可以由中碳钢制成。在一个示例中，传感装置设置在充气式筒体的内腔中，可以与导弹技术准备模拟系统中的其他部件进行通信。然而，本领域技术人员清楚的是，上述描述仅是示例性的，而不是限制性的，本领域技术人员可以根据需要对其进行相应的调整。

在实施例中，如图1所示，导弹技术准备模拟系统还包括测试车。在实施例中，导弹模拟弹体装载在测试车上。

在实施例中，雷达模拟系统配置成模拟导弹的主动雷达导引头。如图2-3所示，雷达模拟系统包括模拟电压生成电路和用于控制模拟电压生成电路中的信号输入和输出的控制模块。如图2-3所示，雷达模拟系统还可以包括电源电压模拟电路和串行接口电路，电源电压模拟电路和串行接口电路分别与控制模块信号连接。在图示的实施例中，雷达模拟系统的对外接口包括筒弹接口2x1、2x2。雷达模拟系统通过筒弹接口2x1与控制电气模拟系统电连接，以实现对雷达模拟系统供电。且雷达模拟系统通过筒弹接口2x2与控制电气模拟系统连接，以实现与控制电气模拟系统通信(即实现了信号连接)。

进一步地，电源电压模拟电路的作用是模拟实现雷达导引头的二次电源，并传送给适配器进行检测。在一个示例中，电源电压模拟电路包括直流-直流(dc-dc)转换模块，dc-dc转换模块将输入电压转换成待检测的主动雷达导引头的二次电源的电压。例如，在一个示例中，模拟雷达导引头的输入电源的电压为28.5v，自动测试系统需要检测的雷达导引头的二次电源的电压为±5v和±15v，在此情况下，电源电压模拟电路将该输入电压28.5v转换为±5v或±15v。而且，电源电压模拟电路具有控制端，控制模块可以对该控制端进行控制以输出期望的二次电源的电压。即，实现了电源电压模拟电路与控制模块的信号连接。

进一步地，模拟电压生成电路可进行数模(da)转换，产生模拟电压信号通过筒弹接口输出。在实施例中，模拟电压生成电路包括da转换电路。该da转换电路用于模拟生成主动雷达导引头的内部电压信号，例如导弹模拟弹体的方位角信号、俯仰角信号等。在实施例中，模拟电压生成电路还包括多通道采样电路。多通道采样电路用于对部分接口信号(例如电源电压模拟电路和模拟电压模拟电路输出信号)进行采集并分析其电压特性。该多通道采样电路为导弹技术准备模拟系统的备用电路，本领域技术人员可以根据需要进行设计，当然可以根据需要不设计此电路。在一个示例中，多通道采样电路包括调理电路、模数(ad)采样阵列和存储阵列。具体地，信号经由调理电路处理后被ad采样器采集，经由存储器后传输到控制模块，在控制模块的第一控制器(下文将详细描述)处分析其电压特性，然后将分析获得的信号发送至控制模块的第二控制器(下文将详细描述)，从而实现了模拟电压生成电路与控制模块的信号连接。

进一步地，控制模块包括用于接收所述测试设备的命令且向所述测试设备反馈模拟雷达系统状态信息的第一控制器和接收所述第一控制器控制指令且控制所述数模转换电路产生模拟信号发送给所述测试设备的第二控制器。在一个示例中，第一控制器为dsp控制器，第二控制器为fpga控制器。在此情况下，多通道采样电路将采集的模拟信号转换成数字信号发送给dsp控制器，dsp控制器将地址(例如堆栈信息)和接收到的数字信号发送给fpga控制器，fpga控制器将接收到的地址进行译码，之后从该地址中读取数据等等。和/或fpga控制器将接收到的数字信号发送给数模转换电路，数模转换电路将数字信号转换为模拟信号(例如方位角信号、俯仰角信号)并将该模拟信号输出至测试设备。在一个示例中，多通道采样电路、数模转换电路、第一控制器和第二控制器可以以独立的形式存在。在一个替换示例中，多通道采样电路、数模转换电路、第一控制器和第二控制器可以采用集成的单片机来实现，例如cmos单片机。

进一步地，通讯模块包括总线通讯卡和总线通讯接口卡。总线通讯卡可以例如包括rs422总线和rs485总线，总线通讯接口卡可以例如包括rs422接口和rs485接口。串行接口电路与通讯模块进行通信。例如，串行接口电路采用转接芯片(优选地max3071芯片)将dsp3.3v的串口信号转换为标准的rs422或rs485接口。在实施例中，控制模块通过rs422接口与测试设备进行通信以接收测试设备的命令并向测试设备发射模拟雷达导引头的状态信息，所述状态信息包括例如导引头自检、引头工作频率代码等；而且，控制模块通过rs485接口与自动测试设备进行通信以向测试设备发送雷达模拟系统的状态信息，所述状态信息包括例如主动导引头自检、主动导引头、主动导引头点频询问等。

在实施例中，控制电气模拟系统用于模拟弹上信息处理器，从而进行导弹测试、测试技术准备(例如测试前的电缆连接)、导弹撤收(例如解除测试电缆)和筒弹测试。如图4所示，在一个示例中，控制电气模拟系统可以包括模拟综控机、通讯模块和输入输出设备，其中模拟综控机和输入输出设备通过通讯模块与测试设备信号连接，以接收来自所述测试设备的测试指令并将测试状态反馈给所述测试设备。模拟综控机可以包括计算机或arm处理器。通讯模块可以包括rs422或rs485通讯卡。信号经由模拟综控机处理后可以通过rs422通讯卡传输至测试设备，或者信号从测试设备经由rs422通讯卡传输至模拟综控机，从而实现信号连接。在一个示例中，控制电气模拟系统还可以包括惯性测量单元。在一个示例中，控制电气模拟系统还可以包括导引头。在一个示例中，控制电气模拟系统还可以包括应答机单元。惯性测量单元、导引头和应答机单元中的每一个均可以采用“单片机+电子负载”的形式来模拟，并且直接利用通讯模块(例如rs485通讯卡)与模拟综控机和测试设备进行通信。应当理解的是，本领域技术人员可以根据需要来选择导引头、惯性测量单元和应答机单元中的一种或其任意组合。

在实施例中，导弹充气补气模拟装置可以用于对充气式筒体进行充气和放气并与所述传感装置信号连接。在实施例中，导弹充气补气模拟装置还可以用于对充气式筒体进行压力检查、温度检查、采集筒内气体相关数据并将其传输出去。在一个示例中，如图5所示，导弹充气补气模拟装置包括依次连接的气体源、减压器和进气通路。气体源和减压器通过进气通路与充气式筒体连接以完成充气。例如，所述气体源可以是氮气源。在一个示例中，导弹充气补气模拟装置还包括壳体、单片机、采集模块传感装置和充放气通路，如图5所示。所述采集模块分别与单片机和传感装置信号连接，且所述单片机与所述充放气通路连接，所述传感装置包括气压传感器、压差传感器和温度传感器。在一个示例中，在所述壳体外设置有用于感测环境大气压的气压传感器和感测环境温度的温度传感器，壳体外设置的气压传感器和温度传感器可以称为环境传感器。在一个示例中，在充放气通路的进气口和出气口分别设置用于感测所述进气口和出气口分别与环境大气压压差的压差传感器，在充气式筒体内设置有用于感测筒内压力的气压传感器和感测筒内温度的温度传感器。在使用时，所述采集模块采集气压传感器、压差传感器和温度传感器所感测到的信号并将所述信号依次进行放大和模数转换，之后将产生的数字信号(例如数据)传输给所述单片机，之后所述单片机根据传感器感测的各类信号与单片机中所存储的充气补气相关要求(例如温度阈值、气压阈值等)进行比较运算以判断充气式筒体是否需要充气、补气或放气。当需要充气或补气时，单片机控制充放气通路打开或关闭管道上的进气阀以对所述充气式筒体进行充气补气；当判断为需要放气时(例如过充)，控制充放气通路打开或关闭管道上的放气阀以对所述充气式筒体进行放气。

优选地，如图5a所示，采集模块可以包括依次连接的模拟开关、电阻-电容电路、放大电路和模数转换器。该模拟开关与气压传感器、压差传感器和温度传感器连接。电阻-电容(rc)电路可以采用电阻-电容滤波器。放大电路可以包括一级放大电路和二级放大电路。模数转换器与所述单片机连接，以将经模数转换的信号传输至单片机。在一个示例中，模数转换器可以包括积分器和比较器。

在单片机判断需要充气时，系统打开进气阀，气体(例如氮气)从进气口进入进气阀，再从出气口出来通过管路进入充气式筒体，具体参见图5b。单片机通过对充气时间进行控制以达到筒体的最终气压值。首次充气气压为一预定气压值(优选地10-30kpa，更优选地20kpa)，再通过筒内温度来控制充气次数。在充气结束后，筒内气压为理论气压值。

在实施例中，导弹火工品模拟设备用于模拟全部弹上火工品，以进行火工品测试前准备(例如火工检测电缆连接)、测试后撤收(例如火工检测电缆分离)和导弹火工品综合检测。在一个示例中，导弹火工品模拟设备包括电池激活装置、作动装置点火器以及发动机点火单元，所述作动装置点火器分别与所述通讯模块、电池激活装置和发动机点火单元信号连接。在一个示例中，电池激活装置包括主电池、点火电池、能源电池激活装置。在一个示例中，作动装置点火器包括主弹翼作动、副翼作动、主气体发生器和辅助气体发生器点火器。在一个示例中，发动机点火单元包括安全防护机构及电发火组件。

按照规定的导弹火工品检测流程，首先接通电池激活装置测试通路，将主电池、点火电池、能源电池激活装置火工元件引入测试系统，完成状态量、电阻值及绝缘参量采集，并关闭该测试通路；然后控制转换开关动作，使所述发动机点火单元进入工作状态，依次接通安全防护机构及电发火组件，在完成参量采集后将其关闭；最后，转换开关接通所述作动装置点火器工作通道，将主弹翼作动、副翼作动、主气体发生器和辅助气体发生器点火器引入测试系统，经数据采集，完成火工品技术准备全过程。

以上所述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。