[發明專利]初速減退量輔助修正裝置設計方法

在審

• 申請號: 202010968368.2
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112099406A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 王國輝;李向榮;張寶棟;童皖;常雷;馬嘯飛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G06N3/08
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 李斌

1.初速減退量輔助修正裝置設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：系統總體設計，在深入分析坦克炮射擊過程及火控系統工作原理的基礎上，采用火控計算機中的選彈信號和射擊電路中的擊發信號完成對彈種數目的分類和計數功能之后，檢測有無擊發信號產生，根據網絡模型計算輸出當前時刻的身管燒蝕磨損量，進而利用內彈道計算模型推算初速減退量；

S2：系統硬件設計，包括以下步驟：

S2-1：總體硬件設計，根據初速減退量輔助修正裝置的工作原理和性能的相關要求，詳細設計系統中的各個功能模塊；

S2-2：子模塊硬件設計，主要包括顯示模塊、聲光報警電路、鍵盤輸入電路、上位機通訊電路及存儲模塊；

S3：系統算法模塊軟件設計，包括以下步驟：

S3-1：單片機主程序設計；

S3-2：BP網絡神經模型計算；

S3-3：BP網絡神經模型重構；

S3-4：內彈道模型代碼移植，將代碼移植到設計的硬件底層驅動；

S4：子模塊軟件設計。

2.根據權利要求1所述的初速減退量輔助修正裝置設計方法，其特征在于：在S1中，根據已構建的BP神經網絡預測模型原理，以不同彈種的射彈數目作為網絡的輸入層，首先完成對不同彈種射彈數目的區分計數，然后將彈種射彈數目送入到單片機中已構建好的神經網絡模型中，計算出當前時刻的身管燒蝕磨損量，其次根據內彈道計算模型，對當前時刻該彈種的初速減退量大小進行計算。

3.根據權利要求1所述的初速減退量輔助修正裝置設計方法，其特征在于：在S1中，首先要完成火炮不同彈種射彈數目的區分計數功能，在深入分析坦克炮射擊過程及火控系統工作原理的基礎上，采用火控計算機中的選彈信號和射擊電路中的擊發信號完成對彈種數目的分類和計數功能，即以彈種選擇信號作為第一個信號，用以區分射彈彈種，之后，檢測有無擊發信號產生，有擊發信號，則該彈種計數器的值加1，并將坦克炮當前時刻“穿、破、榴”三個彈種的射彈數目輸入到BP神經網絡模型中，根據網絡模型計算輸出當前時刻的身管燒蝕磨損量，進而利用內彈道計算模型推算初速減退量。

4.根據權利要求1所述的初速減退量輔助修正裝置設計方法，其特征在于：在S3中，系統軟件設計主要由主控程序，鍵盤掃描程序、12864液晶顯示程序、I2C總線對24C02的存儲和讀寫程序、聲光報警程序以及上位機通訊6大模塊組成，其中包括4個初始化子程序，10個功能子程序組成。

5.根據權利要求4所述的初速減退量輔助修正裝置設計方法，其特征在于：4個初始化子程序分別是：單片機I/O端口初始化子程序、單片機定時器初始化子程序、單片機串口初始化子程序和顯示模塊初始化子程序；10個功能子程序分別是：BP神經網絡計算子程序、初速減退量計算子程序、報警子程序、鍵盤掃描子程序、延時子程序、12864液晶顯示子程序、中斷服務子程序、I2C總線操作子程序、E2PROM讀寫子程序和上位機通訊子程序；采用C語言編程，在Keil編譯器中編譯生成hex文件，通過串口將程序固化到單片機的E2PROM中，完成了對初速減退量輔助修正裝置的總體軟件設計。

6.根據權利要求1所述的初速減退量輔助修正裝置設計方法，其特征在于：在S3中，BP神經網絡中一般包括五個主要因素分別為輸入值、權值、閾值、傳遞函數以及輸出，兩個運算過程，分別為BP算法的前向計算和誤差的反向推導；而在五個主要因素和兩個運算過程中，傳遞函數的作用尤為重要，在算法中如果不加入傳遞函數，只是簡單的對輸入進行加權求和，那么得到的模型僅是一個線性模型，而線性模型的表示能力非常有限，因此采用加入傳遞函數的方法給模型引入非線性因素，以提高模型的表示能力，所以一般情況下采用非線性函數作為傳遞函數，BP神經網絡模型采用的傳遞函數為Tan-Sigmoid函數。