某新型火炮隨動系統(tǒng)的性能測試系統(tǒng)設計

摘要：提出一種新型火炮隨動系統(tǒng)的性能測試系統(tǒng)設計，采用TMS320LF2407A DSP作為火炮隨動系統(tǒng)性能測試系統(tǒng)的核心，利用DSP的捕獲單元完成了隨動系統(tǒng)跟蹤速度的實時數(shù)據(jù)采集，并詳細介紹CAN總線通信模塊的設計。測試結果表明，該測試系統(tǒng)滿足設計要求，效果良好。
關鍵詞：DSP；CAN；隨動；測試；TMS320LF2407A

某新型火炮隨動系統(tǒng)為數(shù)字式隨動系統(tǒng)，用于驅動火炮炮塔，是整個自行高炮武器系統(tǒng)的核心部分?；鹋陔S動系統(tǒng)性能的優(yōu)劣將直接影響防空武器系統(tǒng)的整體作戰(zhàn)效果，因此必須進行隨動系統(tǒng)性能參數(shù)的測試，以判定其是否滿足性能指標的要求，為武器系統(tǒng)的保障維修提供依據(jù)。這對保證裝備處于良好狀態(tài)、提高系統(tǒng)戰(zhàn)斗效能、提高訓練效果、降低維修成本、使部隊盡快形成基本保障能力，都有重要意義。
本文利用DSP和CAN總線技術的良好性能設計了火炮隨動系統(tǒng)性能測試系統(tǒng)。數(shù)字信號處理器DSP具有高速、強大的數(shù)據(jù)處理能力及豐富的外設資源，CAN總線是一種多主串行通信協(xié)議?？捎行У刂С址植际綄崟r傳輸，具有較強的抗干擾能力。將DSP與CAN總線技術相結合，系統(tǒng)的可靠性和實時性能也得到很大提高。

1 測試系統(tǒng)總體結構設計
1．1 測試系統(tǒng)測試對象分析
本設計要對角位移、跟蹤速度和加速度3個能夠反映系統(tǒng)性能的重要參量進行準確實時的測量，從而正確評價火炮隨動系統(tǒng)的性能。角位移信號的變化情況反映了位置式隨動系統(tǒng)的工作狀態(tài)變化，角速度和加速度的大小也能反映出系統(tǒng)調(diào)轉快速性和跟蹤快速性的好壞。
根據(jù)火炮隨動系統(tǒng)的內(nèi)部結構可推知，方位、高低系統(tǒng)的跟蹤速度和方位、高低執(zhí)行電機的轉速存在線性關系，對執(zhí)行電機轉速進行測試，再根據(jù)積分、微分運算就可以得到系統(tǒng)的角位移和角加速度，進而可對火炮隨動系統(tǒng)進行性能分析。
1．2 測試系統(tǒng)總體結構分析
測試系統(tǒng)整體結構如圖1所示。系統(tǒng)由上位機和下位機兩部分組成，其都選用了TI公司的TMS320系列DSP器件TMS320LF2407A作為中央處理核心。下位機通過霍爾式傳感器負責實時采集高低方位執(zhí)行電機的轉速信號，經(jīng)過DSP捕獲單元(CAP)轉換后通過核心處理器件DSP進行數(shù)據(jù)處理和分析，計算出跟蹤速度、角位移和加速度，利用CAN總線把實時數(shù)據(jù)傳輸給上位機。上位機配有鍵盤輸入和LCD顯示，負責發(fā)送控制命令，并接收下位機送來的采樣數(shù)據(jù)，對火炮隨動系統(tǒng)的性能參數(shù)進行實時監(jiān)測。

2 測試系統(tǒng)硬件設計
2．1 下位機硬件總體設計
設計選用TMS320LF2407A為核心構建火炮隨動系統(tǒng)性能測試裝置的硬件電路，完成對所需監(jiān)測的轉速信號的采集、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。整個下位機硬件系統(tǒng)的結構框圖如圖2所示。