某型導(dǎo)彈發(fā)控系統(tǒng)檢測(cè)儀設(shè)計(jì)

陳壽齊

(中國人民解放軍73911 部隊(duì) 教研室，南京 210012)

某型戰(zhàn)車作為主要的陸上突擊裝備已經(jīng)大量裝備部隊(duì)，導(dǎo)彈發(fā)控系統(tǒng)［1］是該型武器系統(tǒng)的核心部件，由于該型導(dǎo)彈控制系統(tǒng)采用了全新的控制技術(shù)，部隊(duì)現(xiàn)有導(dǎo)彈系統(tǒng)檢測(cè)儀不能夠用于對(duì)該型號(hào)的導(dǎo)彈系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)維修，嚴(yán)重影響了部隊(duì)正常的修理訓(xùn)練。為了更好地做好該型裝備的維修保障工作，有必要研制一套針對(duì)性的導(dǎo)彈發(fā)控系統(tǒng)檢測(cè)儀。

1 方案設(shè)計(jì)

該導(dǎo)彈發(fā)控系統(tǒng)檢測(cè)儀針對(duì)某型導(dǎo)彈發(fā)控系統(tǒng)的具體工作特性而進(jìn)行的設(shè)計(jì)，考慮到工作間修理使用和伴隨保障野戰(zhàn)修理使用對(duì)現(xiàn)實(shí)要求的差異(檢測(cè)的重點(diǎn)和使用環(huán)境等)，為了更加可靠、準(zhǔn)確地對(duì)導(dǎo)彈控制系統(tǒng)進(jìn)行故障檢測(cè)，作如下方案設(shè)計(jì):該套導(dǎo)彈發(fā)控系統(tǒng)檢查儀必須能夠在導(dǎo)彈發(fā)射控制系統(tǒng)不解體的情況下，檢測(cè)控制系統(tǒng)的工作性能。由于該戰(zhàn)車導(dǎo)彈控制系統(tǒng)由控制盒、操縱臺(tái)、瞄準(zhǔn)鏡、發(fā)射架座等幾部分組成，這些部件在戰(zhàn)車上用電纜連結(jié)成一個(gè)整體，不可拆卸，整個(gè)系統(tǒng)檢測(cè)只能在導(dǎo)彈接口處進(jìn)行，為了啟動(dòng)武器系統(tǒng)工作，就必須要設(shè)計(jì)一個(gè)模擬導(dǎo)彈飛行的彈標(biāo)，該彈標(biāo)必須要產(chǎn)生一個(gè)模擬導(dǎo)彈旋轉(zhuǎn)的信息信號(hào)Uxx接到導(dǎo)彈接口上，當(dāng)Uxx滿足武器系統(tǒng)靈敏度要求時(shí)，使整個(gè)導(dǎo)彈系統(tǒng)正常工作起來，此時(shí)控制部分便根據(jù)測(cè)角儀測(cè)得的導(dǎo)彈位置形成控制指令，通過對(duì)指令系數(shù)的分析判斷，便可判定整個(gè)導(dǎo)彈系統(tǒng)的工作狀況。

2 系統(tǒng)組成

該導(dǎo)彈發(fā)控系統(tǒng)檢測(cè)儀主要由硬件和軟件2 部分組成，其中硬件主要有檢測(cè)儀本體(機(jī)箱及控制面板、總線底板、測(cè)試與控制電路板、微型打印機(jī)、語音板和低壓電源電路等)、導(dǎo)彈位置信號(hào)模擬器(導(dǎo)彈彈標(biāo))、固定安裝架、成套專用檢測(cè)電纜及附件組成;軟件包括測(cè)試軟件和管理軟件。

2.1 硬件組成

該檢測(cè)儀是以單片微機(jī)［2］為核心，配置相關(guān)接口電路和外設(shè)的自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)。主機(jī)單元是整機(jī)的測(cè)控中心，相應(yīng)的外設(shè)如:鍵盤單元、顯示屏單元和打印機(jī)單元，通過CPU 單元構(gòu)成測(cè)控平臺(tái)。測(cè)試人員通過鍵盤單元和顯示器單元選擇檢測(cè)項(xiàng)目。CPU 單元與其他各單元構(gòu)成了總線結(jié)構(gòu)通道。電源單元提供測(cè)控所需的各種交直流電源，下面重點(diǎn)介紹檢測(cè)儀的硬件單元的2 個(gè)重要組成部分分別為:主機(jī)單元和導(dǎo)彈彈標(biāo)單元。

2.1.1 主機(jī)單元

微機(jī)控制電路是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心。該檢測(cè)儀采用16 位的80196kB 單片機(jī)作為測(cè)控中心，工作頻率為24 MHz，該工作頻率能獲得比以往類似測(cè)試儀更高的測(cè)試速度。外擴(kuò)64k 字節(jié)RAM(62256)、64k 字節(jié)ROM(27512)。通過模擬開關(guān)和射隨器可對(duì)8 路模擬信號(hào)進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換，可以有效地提高整機(jī)的自動(dòng)化程度及測(cè)試精度。該模板完成所有的檢測(cè)，包括數(shù)據(jù)采集［3］、處理、測(cè)試命令、結(jié)果收發(fā)和故障診斷。CPU 與打印機(jī)通過串行接口芯片AD232 相連接。與各測(cè)試通道的連接都是通過CPU 的可編程接口。由熱敏式打印機(jī)和配套專用電源和電纜組成。鍵盤單元由5 只專用鍵組成，可控制測(cè)試選項(xiàng)，操縱這些鍵給出的檢測(cè)項(xiàng)目選項(xiàng)。顯示器單元:這是一個(gè)獨(dú)立的電路模塊。使用LED 顯示燈顯示測(cè)試結(jié)果和測(cè)試過程，使一些復(fù)雜繁瑣的性能檢測(cè)變得簡(jiǎn)便易行，更加適合部隊(duì)修理人員使用。硬件看門狗電路:由555 定時(shí)器構(gòu)成，一旦由于某種原因使程序跑飛，CPU 失控，可立即將80196kB 單片機(jī)復(fù)位，把CPU“拉回”正常運(yùn)行狀態(tài)，圖1 為檢測(cè)儀主機(jī)的檢測(cè)電路原理圖。

圖1 測(cè)試儀主機(jī)硬件設(shè)計(jì)原理

2.1.2 導(dǎo)彈彈標(biāo)單元

導(dǎo)彈彈標(biāo)的原理如圖2 所示，導(dǎo)彈彈標(biāo)的設(shè)計(jì)是用于在導(dǎo)彈實(shí)際發(fā)射時(shí)模擬導(dǎo)彈在空中瞬時(shí)飛行位置的模擬器，是電視測(cè)角儀的捕捉對(duì)象，是精密光電儀器;固定安裝架是保證彈標(biāo)空間位置的支架，要求精密配合，空間位置精確，具有調(diào)節(jié)的功能，是保證測(cè)試數(shù)據(jù)正確的重要機(jī)械部件。

圖2 導(dǎo)彈彈標(biāo)的原理框圖

固定安裝架是保證彈標(biāo)在電視測(cè)角儀視場(chǎng)內(nèi)的機(jī)械連接固定裝置，由于測(cè)角儀視場(chǎng)區(qū)域小，要求空間位置精確，因此安裝架設(shè)計(jì)尺寸精細(xì)。以導(dǎo)彈發(fā)射架座為支點(diǎn)，采用雙節(jié)接插結(jié)構(gòu)，具有調(diào)節(jié)的功能，并且設(shè)計(jì)有鎖緊裝置。

2.2 軟件組成

軟件包括測(cè)試軟件和管理軟件2 部分。檢測(cè)儀的測(cè)試程序主要包括自身系統(tǒng)的自檢程序和導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)的測(cè)試程序。軟件固化在EPROM 中，A/D 轉(zhuǎn)換芯片采用16 位的AD574 以提高轉(zhuǎn)換精度。軟件采用高級(jí)語言PLM96 編寫，模塊化的編程語言，有利于軟件的維護(hù)和修改。編寫好的檢測(cè)與控制程序是直接固化在主機(jī)板的EPROM 中，圖3 為整個(gè)檢測(cè)儀的主程序檢測(cè)流程。

圖3 主程序工作流程

3 結(jié)束語

該檢測(cè)儀是以單片機(jī)為測(cè)控核心，配置相關(guān)接口電路和外設(shè)的自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)。系統(tǒng)檢測(cè)儀的接口測(cè)試信號(hào)流程與導(dǎo)彈控制系統(tǒng)完全一致;電路、電氣特性符合導(dǎo)彈控制系統(tǒng)測(cè)試要求;在實(shí)際的維修保障過程中該檢測(cè)儀能夠?qū)崿F(xiàn)某型導(dǎo)彈控制系統(tǒng)各部件的性能檢測(cè)、故障診斷［4］，并能完成整個(gè)控制系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)測(cè)試。該檢測(cè)儀能夠滿足目前部隊(duì)裝甲車輛使用分隊(duì)與維修機(jī)構(gòu)的需求，具有顯著的軍事效益和現(xiàn)實(shí)意義。

［1］朱競(jìng)夫，趙碧君，王欽釗.現(xiàn)代坦克火控系統(tǒng)［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2003.

［2］王冠球，吳淑泉，何海寶，等.某型坦克火控系統(tǒng)電路板檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2005，13（10）:1091-1093.

［3］馬明建.數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)［M］.西安:西安交通大學(xué)出版社，2005.

［4］李正有，李天偉，王沛.便攜式航海儀器電路虛擬檢測(cè)和診斷系統(tǒng)［J］. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2008，16（3）: 301-302.