導彈電液伺服機構仿真裝置研制

　　導彈電液伺服機構原理仿真裝置的硬件設計綜合采用光電隔離、電磁屏蔽、數字濾波、軟件容錯等技術(shù)，實(shí)現控制電路的模塊化、通用化設計，便于提高系統的抗干擾能力，保證系統運行的高可靠性。通過(guò)選用工業(yè)級液壓元件仿真電動(dòng)液壓能源仿真裝置和電液伺服作動(dòng)器仿真裝置，通過(guò)透明液壓管路連接各液壓系統，通過(guò)控制面板設計實(shí)現伺服機構單元測試實(shí)作環(huán)節仿真，最終實(shí)現電液伺服機構原理仿真。

3 軟件設計與實(shí)現

　　系統軟件主要包括管理軟件、主控軟件、子機控制軟件、通信軟件、虛擬仿真軟件、教學(xué)軟件等。為提高編程效率，采用了模塊化設計，如圖6所示。

　　系統軟件：本系統使用的計算機輔助測試軟件是C語(yǔ)言和組態(tài)軟件。C語(yǔ)言在Windows操作系統下不僅具有很強的圖形處理功能，而且能對I/O接口的數據進(jìn)行快速的讀寫(xiě)，還可以直接控制計算機的接口，運行速度快，適于動(dòng)態(tài)特性試驗，而組態(tài)軟件具有界面直觀(guān)和操作方便的特點(diǎn)，適宜進(jìn)行各種液壓元件的穩態(tài)特性試驗。

　　主控軟件：主要進(jìn)行操作過(guò)程和控制邏輯的仿真，主控程序和相應的硬件電路相配合，完成操作訓練過(guò)程中各種開(kāi)關(guān)量的采集、分析判斷、輸出控制，是保證操作模擬系統正常工作的核心軟件。為確保編制效率，方便調試修改，控制主程序采用模塊化設計，共分為：菜單模塊、數據采集模塊、邏輯運算與判斷模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量運算模塊和打印輸出模塊等，各模塊之間采用數據耦合的形式，通過(guò)公共接口進(jìn)行數據傳輸，在協(xié)調系統工作的情況下，有效保證系統運行速度。在整個(gè)操作過(guò)程中，會(huì )根據用戶(hù)的操作自動(dòng)在各顯示界面跳轉，并對數據進(jìn)行自動(dòng)判讀，現象、狀態(tài)均與真實(shí)界面一致。如果獲取的操作邏輯與已存儲的邏輯均不一致，系統會(huì )人為用戶(hù)進(jìn)行了誤操作，停止硬件現象控制，所有狀態(tài)恢復初始值，并在軟件界面給出用戶(hù)提示。菜單是電液伺服機構仿真系統進(jìn)行人機交互的主要界面，菜單提供各種測試項目選擇，程序退出也是由菜單選擇控制的。事件處理部分采用邏輯原理仿真，對錯誤操作具有一定的容錯性，保證了系統在操作出錯情況下不會(huì )出現卡死現象?？刂浦鞒绦蛄鞒虉D如圖7所示。

　　通信軟件：主要滿(mǎn)足計算機與計算機之間、計算機與單片機之間以及網(wǎng)絡(luò )通信要求。本系統的通訊方式主要包括以太網(wǎng)通訊和RS232串口兩種類(lèi)型。在設計時(shí)，同時(shí)考慮了號位硬件響應速度的不同，對RS232串口單獨開(kāi)辟線(xiàn)程，當需要響應時(shí)，以委托的方法向主進(jìn)程發(fā)送請求，以協(xié)調不同的響應速度并防止程序線(xiàn)程栓塞。

　　故障診斷軟件：在設備的硬件和軟件上都有故障設置功能，來(lái)實(shí)現軟、硬件一體化的故障設置及配套系統。硬件設置上留有故障設置開(kāi)關(guān)，軟件上建立故障庫，用來(lái)訓練操作號手分析、排除一般故障的能力，并把分析、排除故障的成績(jì)記錄，作為訓練管理分系統的原始數據，為號手評定操作等級提供依據。

　　視景仿真軟件：為了方便教學(xué)訓練，電液伺服機構原理仿真系統加入了各設備的3D模型和系統的工作原理演示動(dòng)畫(huà)。利用虛擬現實(shí)技術(shù)，以虛擬動(dòng)畫(huà)和3D模型形式實(shí)現導彈電液伺服機構系統仿真，重現導彈電液伺服機構系統工作全過(guò)程，使參訓人員能直觀(guān)的了解到測試過(guò)程中的設備狀態(tài)變化情況，彌補模擬操作真實(shí)感不強的不足。

4 結束語(yǔ)

　　本文研制的導彈電液伺服機構原理仿真裝置綜合運用現代控制技術(shù)、機電一體化技術(shù)和視景仿真技術(shù)，搭建了系統的硬件平臺，建立了基于實(shí)體元件和虛擬視景相結合的復雜裝備的物理仿真模型。系統集成了某導彈電液伺服機構及其測試的教學(xué)與訓練功能，能夠完成復雜裝備外觀(guān)結構展示、工作過(guò)程演示、工作原理學(xué)習、故障分析排除等科目，解決了導彈電液伺服機構元件多不宜認知、結構復雜難于拆解、工作過(guò)程涉及機電液一體化難于仿真等難題，拓寬了導彈武器復雜裝備模型仿真的新思路。

　　該導彈電液伺服機構原理仿真裝置既可代替實(shí)裝進(jìn)行分系統教學(xué)訓練，又可進(jìn)行操作流程的教學(xué)訓練，還能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的故障分析排除教學(xué)訓練，大大減少了導彈部隊采用實(shí)戰裝備訓練的次數，降低了教學(xué)訓練費用，保證了教學(xué)訓練時(shí)間，提高了導彈部隊的教學(xué)訓練效果，深受基層部隊和相關(guān)院校的歡迎。

參考文獻：

　　[1]崔洪亮.某型號導彈慣組絕緣電阻測試儀的研制[J].電子產(chǎn)品世界,2012(2):P41-43

　　[2]王岡.信號電纜絕緣測試的研究[J].鐵道通信信號,2013(7):17-19

　　[3]權赫.運載火箭電氣系統箭上電纜網(wǎng)自動(dòng)導通絕緣測試儀的設計[J].電子測量技術(shù),2014(10):37-40

　　[4]林占江.電子測量?jì)x器原理與使用[M].電子工業(yè)出版社,2006:364-373

　　[5]常莉麗.基于光電耦合的耐壓絕緣測試系統設計[J].電子設計工程,2014年(4):15-18

　　[6]蘇建軍.便攜式電纜測試儀的設計[J].計算機測量與控制,2006(11):1585-1588