飛行控制計算機(jī)的設(shè)計及其接口仿真
加入技術(shù)交流群
從近十年戰(zhàn)爭來看，精確制導(dǎo)武器的威力和打擊精度不斷提高，且在戰(zhàn)爭中得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。各軍事大國一方面加大力度研發(fā)高精度、摧毀力更強(qiáng)的制導(dǎo)武器。另一方面為現(xiàn)有的非智能彈增裝制導(dǎo)系統(tǒng)來提高其作戰(zhàn)效能，所以大力發(fā)展制導(dǎo)武器是現(xiàn)代戰(zhàn)爭的趨勢。
制導(dǎo)系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，而飛行控制系統(tǒng)是眾多子系統(tǒng)之一，其可靠性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到制導(dǎo)系統(tǒng)能否正常工作。針對非智能彈增裝制導(dǎo)系統(tǒng)的項目，設(shè)計了飛行控制計算機(jī)，并對其接口進(jìn)行靜態(tài)仿真。
2 飛行控制計算機(jī)工作原理
通過偵察手段或電子地圖，測量出目標(biāo)點的坐標(biāo)。飛機(jī)上的火控計算機(jī)根據(jù)目標(biāo)點的信息計算出可攻擊區(qū)，并計算出投彈點區(qū)域距離目標(biāo)點之間的彈道簇表，把該彈道簇表下傳至飛行控制計算機(jī)。
飛機(jī)起飛后，按照預(yù)先設(shè)定的方案飛至投彈區(qū)域，啟動彈載導(dǎo)航計算機(jī)和GPS組合導(dǎo)航儀進(jìn)行初始化對準(zhǔn)和標(biāo)定，并輸出開關(guān)量，啟動熱電池。
投彈后，鉆地彈進(jìn)入自由飛行區(qū)。此時彈載導(dǎo)航計算機(jī)根據(jù)慣導(dǎo)系統(tǒng)和GPS信息，實時計算出鉆地彈的位置和姿態(tài)，傳至飛行控制計算機(jī)。飛機(jī)控制計算機(jī)根據(jù)自由飛行初始階段的參數(shù)在彈道簇表中選擇一條方案彈道，飛機(jī)控制計算機(jī)將其與真實彈道、姿態(tài)進(jìn)行比對，計算出控制律。根據(jù)控制律調(diào)整方向舵，使得炸彈沿方案彈道飛行。圖l給出飛行控制計算機(jī)的工作原理。
3 飛行控制計算機(jī)硬件設(shè)計
飛行控制計算機(jī)的硬件設(shè)計主要包括：外圍接口設(shè)計、存儲器、開關(guān)量、電源、CPU、D／A轉(zhuǎn)換、A／D轉(zhuǎn)換等部分。因為彈載計算機(jī)要求具備運(yùn)算速度快，外圍接口豐富，功耗低等特點，而TI公司設(shè)計的TMS320F2812型DSP廣泛用于系統(tǒng)控制，且能較好地適用于飛行控制計算機(jī)的設(shè)計，所以該系統(tǒng)設(shè)計采用TMS320F2812作為控制計算機(jī)的CPU。圖2給出彈載控制計算機(jī)的系統(tǒng)框圖。
需說明的是，TMS320F2812內(nèi)部有一個可編程鎖相環(huán)(PLL)，它可配置為：
式中：XCLKIN為晶體時鐘頻率；n為鎖相環(huán)控制寄存器(PLLCR)低4位數(shù)值，n=(PLLCR)＆0x000F。
這里，PLLCR寄存器中的值為Ox000A，所以據(jù)上所述，DSP復(fù)位后的工作頻率為150 MHz。
4 飛行控制計算機(jī)軟件設(shè)計
飛機(jī)控制計算機(jī)的運(yùn)行程序采用C語言編寫。在編寫該程序過程中，應(yīng)充分考慮程序的可靠性。尤其是在編寫通信程序時，采用環(huán)形緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)存儲方式，既可提高硬件存儲器的利用效率，也可提高數(shù)據(jù)快速檢索、糾錯的能力。在連接其他設(shè)備的過程中，飛機(jī)控制計算機(jī)的程序運(yùn)行比較穩(wěn)定，能夠達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計的要求。另外，采用結(jié)合看門狗電路的設(shè)計、查詢和中斷方式進(jìn)行編程的方法也可以成為提高程序可靠性的重要手段。
評論