【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在測試領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用,發(fā)展通用綜合測試系統(tǒng),已成為新型武器測試技術(shù)發(fā)展的主要方向。武器系統(tǒng)綜合化程度不斷提高,其功能和性能也越來越強(qiáng)。因此創(chuàng)建一個(gè)適合于新型武器系統(tǒng)的外場試驗(yàn)環(huán)境是困難的,鑒于客觀條件的復(fù)雜性和不確定性的影響,困擾外場試驗(yàn)成功的主要因素有:周期性長,效率低,成本大。仿真試驗(yàn)在一定程度上可以規(guī)避這些缺點(diǎn),并且使試驗(yàn)可行。目前世界上軍事強(qiáng)國已廣泛采用仿真試驗(yàn)方式對(duì)新型的武器系統(tǒng)進(jìn)行測試。本文對(duì)艦載武器系統(tǒng)的外部環(huán)境進(jìn)行了介紹,分析了外部環(huán)境模擬設(shè)備在武器系統(tǒng)研制過程的需求性。于此同時(shí),該設(shè)備的軟件系統(tǒng)是在Windows XP系統(tǒng)下使用Visual C++6.0進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。本模擬系統(tǒng)有三方面的優(yōu)勢:1,使型號(hào)的測試變得方便、易行、簡單、靈活;2,排除了在進(jìn)行人工操作過程中的人為誤差因素的影響,提高了測試的精度和可靠性;3,縮短了整個(gè)測試周期。本論文中所設(shè)計(jì)的外部環(huán)境模擬設(shè)備是通過RS-422A數(shù)據(jù)串口板、航空總線1553B板卡、10/100M雙冗余網(wǎng)卡,數(shù)字-自整角機(jī)(DSC)轉(zhuǎn)化模塊,I/O板卡,32通道D/A板卡以及信號(hào)放大模塊等硬件設(shè)備對(duì)武器系統(tǒng)的外部環(huán)境進(jìn)行模擬仿真并且與被測設(shè)備進(jìn)行信號(hào)傳輸和通訊。RS-422A數(shù)據(jù)串口板發(fā)送四路串口數(shù)據(jù)用來模擬導(dǎo)航臺(tái)信息接口、局部基準(zhǔn)導(dǎo)航信息,按照指定的串口數(shù)據(jù)協(xié)議與被測系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。航空總線1553B板卡用來模擬武器系統(tǒng)中1553B總線與武器系統(tǒng)進(jìn)行通信。雙冗余網(wǎng)卡用來模擬導(dǎo)航接口、時(shí)統(tǒng)接口、作戰(zhàn)系統(tǒng)接口,按照網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)文格式與被測系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,并且能夠顯示被測系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)。數(shù)字-自整角機(jī)(DSC)轉(zhuǎn)化模塊用來模擬艦上的計(jì)程儀中對(duì)水航速和平臺(tái)羅經(jīng)中艏向角、縱搖角和橫搖角。I/O數(shù)據(jù)有兩個(gè)用途,第一個(gè)用途是用來作為數(shù)字-自整角機(jī)的輸入信號(hào);第二個(gè)用途是用來模擬艦上的電磁兼容設(shè)備和火力兼容設(shè)備。32通道的D/A板卡用來輸出32路模擬信號(hào),然后經(jīng)過信號(hào)調(diào)理達(dá)到被測系統(tǒng)的要求,模擬信號(hào)需要按照正弦信號(hào)、方波信號(hào)、三角波信號(hào)和任意值的形式輸出。武器系統(tǒng)在工作過程中面對(duì)著較惡劣的工作環(huán)境,數(shù)據(jù)通訊的穩(wěn)定性以及實(shí)時(shí)性就顯得尤為重要,在研發(fā)調(diào)試過程中,必須能夠比較真實(shí)的模擬艦船在實(shí)戰(zhàn)工程中的信號(hào)信息,并且對(duì)系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力進(jìn)行有效的評(píng)估。同時(shí)考慮到被測系統(tǒng)的潛在需要和系統(tǒng)升級(jí)需要,外部環(huán)境模擬系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流出了一定的冗余量。最后,對(duì)本文所設(shè)計(jì)的外部環(huán)境模擬設(shè)備進(jìn)行測試和聯(lián)調(diào),通過測試結(jié)果和數(shù)據(jù)表明,該模擬系統(tǒng)各項(xiàng)功能正常,性能指標(biāo)均符合相關(guān)的要求且滿足較長時(shí)間的連續(xù)工作。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U674.703.5
【圖文】：

1553B 板卡：符合 GJB289A-97《數(shù)字式分時(shí)制指令/響應(yīng)型多路傳輸數(shù)據(jù)總規(guī)定；1 個(gè)雙冗余通道；支持直接耦合、變壓器耦合；可以軟件設(shè)置工作于 BM、RT 模式；支持 windows 等操作系統(tǒng)； D/A 板卡：輸出 32 路模擬信號(hào)； 數(shù)/模轉(zhuǎn)化芯片：實(shí)現(xiàn)四路數(shù)字-自整角機(jī)轉(zhuǎn)換 I/O 開關(guān)量板：輸入輸出 I/O 開關(guān)量信號(hào)； 配置可刻錄 DVD 光驅(qū)2.4.2 外部環(huán)境模擬設(shè)備硬件系統(tǒng)原理圖及說明外部環(huán)境模擬設(shè)備主要有兩部分構(gòu)成，第一部分是 PCI 總線便攜式工業(yè)控制計(jì)機(jī)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)內(nèi)部配有 422 全雙工多串口卡，雙冗余 10/100M 雙冗余網(wǎng)卡、15航空總線板卡、I/O 板卡和 D/A 板卡等 PCI 總線板卡。第二部分是自研的信號(hào)適配信號(hào)適配箱內(nèi)部配有 4 路 DSC 數(shù)字-自整角機(jī)轉(zhuǎn)化芯片、32 路模擬信號(hào)放大模塊和供電源模塊。外部環(huán)境模擬設(shè)備的硬件原理框圖如圖 2.1 所示。

業(yè)控制計(jì)算機(jī)的選型、冗余網(wǎng)卡的選型、1553B 總線板卡的/O 板卡的選型，隔離功率驅(qū)動(dòng)變送器的選型、4 路 DSC 模塊計(jì)部分包括信號(hào)適配箱外形的設(shè)計(jì)、DSC 模塊的設(shè)計(jì)和供電選型擬設(shè)備選型時(shí)主要考慮三個(gè)方面，第一方面是要保證外部環(huán)和性能指標(biāo)均能夠滿足要求；第二方面是要保證整個(gè)系統(tǒng)能個(gè)方面是考慮經(jīng)濟(jì)能力。為此所選的硬件板卡盡量選用軍品控制計(jì)算機(jī)作為外部環(huán)境模擬設(shè)備的軟件運(yùn)行平臺(tái)和控制核和可擴(kuò)展性。根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的硬件技術(shù)要求，便攜式工業(yè)控為：支持主頻≥1GHz，內(nèi)存≥512M，硬盤≥40G，配置可刻錄工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的型號(hào)是 Apollo-170L。此型號(hào)的便攜式工：12 個(gè) PCI，PCI-E，ISA 擴(kuò)展槽，雙核主頻 2.8G、2G 內(nèi)存、示屏。所選工業(yè)控制計(jì)算機(jī)實(shí)物圖如圖 3.1 所示。

圖 3.2 信號(hào)適配箱實(shí)物圖左側(cè)面板部件主要包括與被測設(shè)備連接的 6 個(gè)航空插頭接口，包括 1 個(gè)火力兼容接口連接器、1 個(gè)電磁兼容設(shè)備接口連接器、1 個(gè)計(jì)程儀接口連接器、1 個(gè)平臺(tái)羅經(jīng)連接器、2 個(gè)模擬信號(hào)輸出接口連接器等轉(zhuǎn)接插座。底板用于固定裝在信號(hào)適配箱中的 4 塊 DSC 板、32 個(gè)模擬信號(hào)放大模塊和 1 個(gè)模塊。DSC 板和電源模塊用螺絲固定在底板上，模擬信號(hào)放大模塊安裝在固定在底的標(biāo)準(zhǔn) DIN35 導(dǎo)軌上。信號(hào)適配箱的機(jī)械制圖如圖 3.3 所示。

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