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(shù)字濾波、軟件容錯等技術，實現(xiàn)控制電路的模塊化、通用化設計，便于提高系統(tǒng)的抗干擾能力，保證系統(tǒng)運行的高可靠性。通過選用工業(yè)級液壓元件仿真電動液壓能源仿真裝置和電液伺服作動器仿真裝置，通過透明液壓管路連接各液壓系統(tǒng)，通過控制面板設計實現(xiàn)伺服機構單元測試實作環(huán)節(jié)仿真，最終實現(xiàn)電液伺服機構原理仿真。

3 軟件設計與實現(xiàn)

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

　　主控軟件：主要進行操作過程和控制邏輯的仿真，主控程序和相應的硬件電路相配合，完成操作訓練過程中各種開關量的采集、分析判斷、輸出控制，是保證操作模擬系統(tǒng)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(shù)據采集模塊、邏輯運算與判斷模塊、開關量輸出模塊、模擬量運算模塊和打印輸出模塊等，各模塊之間采用數(shù)據耦合的形式，通過公共接口進行數(shù)據傳輸，在協(xié)調系統(tǒng)工作的情況下，有效保證系統(tǒng)運行速度。在整個操作過程中，會根據用戶的操作自動在各顯示界面跳轉，并對數(shù)據進行自動判讀，現(xiàn)象、狀態(tài)均與真實界面一致。如果獲取的操作邏輯與已存儲的邏輯均不一致，系統(tǒng)會人為用戶進行了誤操作，停止硬件現(xiàn)象控制，所有狀態(tài)恢復初始值，并在軟件界面給出用戶提示。菜單是電液伺服機構仿真系統(tǒng)進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(tǒng)在操作出錯情況下不會出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。控制主程序流程圖如圖7所示。

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

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

　　視景仿真軟件：為了方便教學訓練，電液伺服機構原理仿真系統(tǒng)加入了各設備的3D模型和系統(tǒng)的工作原理演示動畫。利用虛擬現(xiàn)實技術，以虛擬動畫和3D模型形式實現(xiàn)導彈電液伺服機構系統(tǒng)仿真，重現(xiàn)導彈電液伺服機構系統(tǒng)工作全過程，使參訓人員能直觀的了解到測試過程中的設備狀態(tài)變化情況，彌補模擬操作真實感不強的不足。

4 結束語

　　本文研制的導彈電液伺服機構原理仿真裝置綜合運用現(xiàn)代控制技術、機電一體化技術和視景仿真技術，搭建了系統(tǒng)的硬件平臺，建立了基于實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(tǒng)集成了某導彈電液伺服機構及其測試的教學與訓練功能，能夠完成復雜裝備外觀結構展示、工作過程演示、工作原理學習、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裝進行分系統(tǒng)教學訓練，又可進行操作流程的教學訓練，還能夠進行簡單的故障分析排除教學訓練，大大減少了導彈部隊采用實戰(zhàn)裝備訓練的次數(shù)，降低了教學訓練費用，保證了教學訓練時間，提高了導彈部隊的教學訓練效果，深受基層部隊和相關院校的歡迎。

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(tǒng)箭上電纜網自動導通絕緣測試儀的設計[J].電子測量技術,2014(10):37-40

　　[4]林占江.電子測量儀器原理與使用[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(tǒng)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