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引信交会试验多功能综合评价系统及其实现

   日期:2007-06-05     来源:中国测控网    作者:管理员    

摘 要:引信交会仿真试验是近炸引信研制的重要一环。它对引信的多种性能进行考核,文中提出了一种多功能的引信外场交会仿真试验综合评价系统,详细论述了其组成、功能及实现方法。该系统的突出特点是在传统的外场试验系统的基础上加入了大量数字仿真方面的研究成果,使试验的结果评价实现定量化,并且通过采用计算机处理大大减轻了试验后的数据处理工作,提高了试验效率。
关键词:引信; 测试系统;交会仿真;GPIB接口

A Multifunctional Comprehensive Evaluation System for Encountering
Simulation Tests of a Fuze and its Implementation

LI Xiao,LIU Jian-xin,ZHOU Zong-hai
(P.O.Box 030-8 Luoyang 471009, China)

Abstract: This paper advances a multifunctional comprehensive evaluation system for encountering simulation tests of a fuze and discusses its structure , functions and implementing method .The outstanding characteristics of the system are: on the basis of a traditional field testing system , a great deal of new achievements in digital simulation are added in so that the testing results obtained can be quantitatively analyzed .At the same time, the work of data processing after tests can be lightened by using a computer and testing efficiency is improved.
Key words: fuze; testing system; encountering simulation

0 前言

  众所周知,在近炸引信的研制过程中,交会仿真试验对引信性能指标的考核是非常重要的,随着引信试验手段的不断提高,交会仿真试验的方法和种类也有所丰富。目前,近炸引信交会仿真试验的种类主要有外场的慢速交会仿真试验、高速柔性滑轨仿真试验、暗室内的交会仿真试验等,各种不同类型和体制的引信,如红外、激光和无线电引信及复合引信等可根据不同的试验目的和方法采用不同的试验种类。

  近炸引信交会仿真试验的主要任务是采集在模拟弹目交会试验过程中的引信的各状态信息,并对这些信息进行分析和统计处理,得出所需的参数。由于不同引信类型试验的方法和信息的处理手段各不相同,因此所需的试验设备和试验手段也不尽相同,例如,多普勒体制无线电引信的交会仿真试验需对交会试验数据作增速回放处理,以使多普勒信号通过引信的多普勒滤波器,而激光和红外引信的高速滑轨试验需要用到随行记录设备,这套设备的数据处理又有另外一套试验处理设备,这里就有了一个试验设备的通用性问题,另外,一些引信的脉冲信号对数据采集设备提出一定的要求。同时,以往的试验仅能对一些指标给出定性结果,若想给出定量的结果还须手工对试验数据作进一步地处理,这方面的工作量很大,提高试验效率也是我们需要考虑的一个问题。试验结果和效果的直观性和可视化显示也是应该考虑的一个问题。

  正是由于现有的试验系统存在着这样一些不便之处,使得近炸引信试验系统的自动化水平还不能满足引信大量试验的需要,为此,我们在现有试验系统及设备基础上,提出了一种多功能的引信交会仿真试验综合评价系统,利用网络通讯和软件技术在一定程度上解决了上述问题,实现了多套试验设备、试验数据、处理方法及试验环境的统一,通过计算机完成对系统的统一控制和重复性的数据处理工作,自动化水平有了很大提高。

1 引信交会试验综合评价系统组成

  我们这里提出的系统组成是以现有设备为基础,按照多功能的原则进行适当的扩充形成的,所列设备能够满足红外、激光、无线电引信交会仿真试验的需要,具体系统组成如图1所示。

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图1 引信交会仿真综合评价系统组成框图

  出于可靠性的考虑,根据以往试验的经验教训,系统中的大多数设备决定采用通用标准化设备。一方面设备工作可靠、标定方便、可扩充性强;另一方面还可直接通过设备的各种接口对设备进行计算机控制。对一些专用的非标设备,如随行记录仪等,通过数据文件格式的统一将其纳入整个系统中,并且在系统中对其进行单独控制。
  系统中的标准仪器采用GPIB接口进行统一控制,自身带有PC系统的仪器(如数据采集分析设备)还通过网络的方式进行相互间试验数据的传递,可靠、高效。

2 引信交会试验综合评价系统的功能

  正如我们前面所提到的,本系统是一个多功能系统,其多功能体现在以下几个方面:
  a. 可对多种类型的引信试验进行控制和分析处理;
  b. 可同时满足慢速和高速试验的要求;
  c. 可对多种格式的试验数据进行统一处理;
  d. 可进行试验效果分析及毁伤效果分析;
  e. 试验效果的可视化输出;
  f. 其它功能。
  在下面的说明中将对各项功能详细介绍。

2.1 系统对多种试验方式的控制及处理

  根据系统的组成,系统中的数据采集类设备,包括实验室数据采集分析仪和随行记录装置的采样速度和存储容量可同时满足高速和低速试验的要求,通过系统中设备的通用性保证内场、外场的不同需要;不同的数据格式通过软件转换在一个统一的环境下进行分析和测量。主控计算机通过GPIB接口和响应的软件实现对各个标准设备的控制,包括触发控制、采集控制、显示控制、数据传输控制、文件格式转换等,对于需要进行增速回放的多普勒体制无线电引信试验,可通过主控计算机按照一定的时序关系同时控制增速回放设备,并按照不同的倍数将所采原始数据进行增速、回放,同时控制相应的数据采集设备以相适应的采集参数对回放信号进行采集。非标设备的控制(随行记录设备)通过并行口和相应的软件进行控制。

2.2 数据处理和效果分析

  系统的数据处理功能包括对数据波形调用、保存和显示,各种数据文件的相互转换,数据波形的参数测量和提取,对我们关心的启动点、炸点的时间、位置的提取和统计分析,生成有关结果的文件和图形描述。 系统的效果分析实现试验结果从定性到定量的转变,通过在系统中引入数字仿真研究中的内容,包括交会模型、引战配合模型、目标易损性模型等,计算在该试验条件下试验的效果(毁伤概率、毁伤部位等)。

2.3 试验结果的输出

  试验结果的输出包括测试波形输出、数据文件输出、试验报告输出、试验效果的可视化输出等。其中,测试波形输出和数据文件输出是通过专用软件完成。试验报告输出是指在试验报告中对各项试验结果的报表生成和结果自动登录。试验效果的可视化输出是指将实际的试验场景作为动画显示的背景,调入有关的导弹、目标外形,装入相应的运动参数,模拟试验过程中的弹目交会过程,并通过效果分析计算,通过动画的形式将弹目遭遇过程、毁伤过程和毁伤结果直观地输出在大屏幕上,其功能也是借用数字仿真的研究成果。

2.4 系统的其它功能和特点

  本系统的其它功能还包括数据库的管理、波形编辑、频谱分析等,另外,还可根据需要,扩充如下功能:高速滑轨试验的发控控制、外场监控系统的自动控制、运动系统的启动控制等,最终实现对整个试验系统中各个分系统的统一控制。
  本系统的突出特点是自动化和数字化,自动化是通过计算机控制实现的,数字化是通过与数字仿真系统的有机结合实现的,除了上述引入的数字仿真模型以外,数字仿真的其它结果如目标的辐射模型、引信模型、各种背景和干扰等都可应用与本评价系统中,实现试验系统和数字仿真系统的相互数据输入输出和相互验证。灵活的扩充性是本系统的另一个特点,本系统除对现有引信试验过程进行控制和评价外,根据引信技术的发展,将来只需对系统中的相应硬件设备进行功能扩充或借用即可满足更高的频段、脉宽和容量引信试验的要求,具有一定程度的VXI测试系统的特点。

3 引信交会试验综合评价系统的实现

3.1 系统硬件实现

  引信交会试验综合评价系统的组成中有标准设备、非标设备、计算机、打印机等,除随行记录设备为专门研制的非标设备外,其余均为标准设备。系统联接方式采用网络连

 
  
  
  
  
 
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