导引头随动模拟系统的开发与设计

摘要

导引头随动控制部件是导引头的重要组成部分，其主要功能是能控制天线对目标进行扫描、截获并跟踪,以此来达到摧毁目标的目的。因此，导引头随动控制部件的性能对导弹导引头的制导功能有着很大影响。为了能简单的对导引头随动控制部件进行不同的项目测试，本论文结合机械式的模拟负载与高速性能的数据采集卡和数据通信卡，利用LabVIEW具有的模块化的功能和对硬件与软件功能的高度集成的特定，开发了一套导引头随动模拟系统。
　　本论文的主要研究工作如下：
　　首先，完成了导引头随动模拟系统的框架设计。简单介绍了导引头随动模拟系统的组成及其工作原理和其主要的工作状态，分析了导引头随动控制部件的外部接口信号，在此基础上了完成了硬件的框架设计，选择了不同的硬件类型，简述了几种类型虚拟仪器的功能特点，根据实际情况选择了本课题的基本实现方案。
　　其次，完成了导引头随动模拟系统中负载模块的具体设计与仿真分析。根据课题需求设计了一种机械式的模拟负载，为了验证这种设计方案，首先用Pro/e建立了方位、俯仰机构的简单模型，将模型导入到ADAMS中，进行了简单的动力学验证。依据直流力矩电机的传递函数完成了负载控制系统的简单建模，并利用ADAMS和MATLAB各自的特点来对模拟负载系统进行了联合仿真分析，仿真结果显示，负载能在规定时间内到达目标指定位置并且电机转速稳定。表明该负载系统的设计能够正确的应用到实际系统中。
　　然后，完成了导引头随动模拟系统的软件具体设计，根据课题需求，通过系统要实施的不同功能对软件的总体模块进行设计，完成了整个系统的流程框图，在利用虚拟仪器技术的软硬件结合的技术对测试系统的不同组成功能进行了不同的具体设计。系统主要实现的是通过ARINC429总线通信协议，使导引头随动控制部件能够和上位机进行数据交互，主要能满足导引头随动系统在目标扫描工作状态，大范围扫描工作状态、截获与跟踪状态以及其他各种功能的顺利切换与测试。还完成了其他功能，如信息数据采集与人员管理。
　　最后，完成了对整个测试系统的调试与结果分析，在实际环境中对整个系统进行联调与测试，主要根据导引头随动系统的目标扫描工作状态，大范围扫描工作状态、截获与跟踪状态来完成对导引头随动控制部件的整体测试，给出了部分实验数据以及结果分析。为进一步的实验和系统的设计提供了足够的理论基础与实验数据。

目录

第1章 绪 论

1.1课题的研究背景与意义

1.2随动负载系统的发展概况

1.3 直流力矩电机在导引头随动系统中的发展

1.4导引头随动控制部件检测技术的发展

1.5 本文的主要研究内容

1.6 论文结构

第2章 导引头随动系统的控制理论及测试方法研究

2.1 导引头组成及工作原理

2.2 导引头随动系统

2.3 导引头随动模拟系统的搭建及测试方法

2.4 小结

第3章 模拟负载箱的具体设计与仿真分析

3.1 模拟负载箱的结构设计

3.2 基于ADAMS的模拟负载仿真与分析

3.3 直流力矩电机控制系统

3.4 ADAMS与MATLAB联合仿真

3.5 小结

第4章 导引头随动模拟系统的软件开发

4.1 导引头随动模拟系统的软件设计

4.2 模拟测试系统的用户管理模块

4.3 模拟测试系统的自检模块

4.4 模拟测试系统的主控模块

4.5 模拟系统的控制信号检测模块

4.6 模拟系统的信号发生器控制模块

4.7 小结

第5章 导引头随动模拟系统的测试及结果分析

5.1 测试项目

5.2 测试结果与分析

5.3 小结

第6章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

攻读硕士期间已发表的论文

致谢