[發明專利]一種導彈制導系統半實物仿真方法

在審

• 申請號: 201711222704.3
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108008642A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 陳萬春;劉小明;陳中原
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種導彈制導系統半實物仿真系統，其特征在于，該系統包括：

目標跟蹤實驗轉臺、主機、目標機、目標跟蹤實驗轉臺控制箱及搖桿；

所述的目標跟蹤實驗轉臺包括目標模擬器、CCD相機、伺服電機及碼盤；其中，CCD相機用于模擬導彈導引頭；

所述的主機上安裝有Matlab軟件，利用其Simulink功能進行彈目交戰數學模型建模；主機上安裝有微視V221視頻采集卡，用于采集CCD相機傳來的視頻信號；主機上也安裝了目標識別與跟蹤圖像處理軟件，實現對目標的識別與自動跟蹤，并得到導彈導引頭失調角；

所述的目標機安裝了NI PCI6601數據采集卡、Intel825X網卡以及串口通訊卡，目標機用于對彈目交戰數學模型進行實時運算；

所述的目標跟蹤實驗轉臺控制箱用于控制目標跟蹤實驗轉臺上的目標模擬器和CCD相機的轉動；

所述的搖桿用來調節主機上圖像處理軟件的波門位置；

目標跟蹤實驗轉臺利用航空插頭及線纜與目標跟蹤實驗轉臺控制箱上的航空插頭相連接；目標跟蹤實驗轉臺控制箱通過BNC視頻線與主機上的微視V221視頻采集卡相連接；目標跟蹤實驗轉臺控制箱通過灰排線與目標機上的NI PCI6601數據采集卡相連；主機和目標機以網線相連接，以TCP/IP方式進行通訊；主機還與目標機的串口相連接，主機利用RS232通訊協議向目標機傳遞導彈導引頭失調角信息；搖桿以USB方式與主機相連接。

2.一種利用權利要求1所述仿真系統的導彈制導系統半實物仿真方法，包括以下步驟：

步驟1，在主機中建立彈目交戰數學模型、目標模擬器電機速度控制模型及CCD相機電機速度控制模型；

步驟2，建立主機與目標機間TCP/IP方式的通訊，并將步驟1中主機所建立的彈目交戰數學模型、目標模擬器電機速度控制模型、CCD相機電機速度控制模型以TCP/IP方式編譯到目標機；

步驟3，給安裝在目標跟蹤實驗轉臺上的CCD相機上電，拍攝目標模擬器所在區域的圖像；

步驟4，CCD相機拍攝的目標模擬器所在區域的圖像通過航空插頭及線纜傳送到目標跟蹤實驗轉臺控制箱，經由目標跟蹤實驗轉臺控制箱和BNC視頻線纜傳送到安裝在主機上的微視V221視頻采集卡；

步驟5，主機上的目標識別與跟蹤圖像處理軟件在主機接收到的圖像中識別目標；

步驟6，操縱員利用搖桿鎖定目標，目標識別與跟蹤圖像處理軟件自動跟蹤目標，并向目標機輸出導彈導引頭失調角；

步驟7，目標機利用主機編譯下來的彈目交戰數學模型計算得到導彈指令加速度和彈目相對距離；目標機利用主機編譯下來的目標模擬器電機速度控制模型和CCD相機電機速度控制模型計算得出目標跟蹤實驗轉臺中的伺服電機控制指令，該伺服電機控制指令傳送到目標跟蹤實驗轉臺控制箱，目標跟蹤實驗轉臺控制箱中的電機驅動目標模擬器和CCD相機轉動，模擬導彈導引頭跟蹤目標的過程；

步驟8，目標跟蹤實驗轉臺中的碼盤輸出的脈沖信號經由目標跟蹤實驗轉臺控制箱傳送給目標機的NI PCI601數據采集卡，目標機利用碼盤輸出的脈沖信號得到電機的角位置、角速度信息以及視線角速度；

步驟9，利用目標機的顯示器實時監測仿真過程中的關鍵數據，關鍵數據包括彈目相對距離、視線角速度、導彈指令加速度和導彈導引頭失調角，上述關鍵數據以數值或者曲線的形式顯示在目標機顯示器上；

步驟10，目標機將計算結果利用TCP/IP方式反饋給主機，用于后續的數據分析。