一種侵徹過載信息實(shí)時(shí)處理半實(shí)物仿真系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于侵徹技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種侵徹過載信息實(shí)時(shí)處理半實(shí)物仿真系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)高速侵徹的性能評估是通過實(shí)彈打靶試驗(yàn)來進(jìn)行，這種方式能夠真實(shí)反映出 侵徹過載系統(tǒng)的作用效果。然而，侵徹過載系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的外部環(huán)境的不確定性，彈目交會(huì) 條件的隨機(jī)性，不能在實(shí)彈打靶考核中反映。并且由于實(shí)彈打靶測試侵徹過載系統(tǒng)費(fèi)用較 高，因此利用計(jì)算機(jī)對硬目標(biāo)侵徹進(jìn)行半實(shí)物仿真是當(dāng)前較為經(jīng)濟(jì)有效的一種方法。
[0003] 半實(shí)物仿真（硬件在回路仿真）是在系統(tǒng)的仿真回路中接入控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)或 傳感器等部分實(shí)物以取代相應(yīng)數(shù)學(xué)模型的仿真。半實(shí)物仿真是介于數(shù)學(xué)仿真和物理仿真之 間的一種仿真技術(shù)，比單純的數(shù)學(xué)仿真具有更高的可信度和準(zhǔn)確度，更接近于最終系統(tǒng)，同 時(shí)又兼具數(shù)學(xué)仿真的分析能力和可控的柔性變形能力，克服了物理仿真費(fèi)用高、不易修改 系統(tǒng)參數(shù)的缺點(diǎn)，具有更高真實(shí)度的可能性，是仿真技術(shù)中置信水平最高的一種仿真方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種侵徹過載信息實(shí)時(shí)處理半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其高 速、真實(shí)的反映出彈丸侵徹過程，為高速侵徹的性能評估提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
[0005] 本發(fā)明的侵徹過載信息實(shí)時(shí)處理半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其包括：發(fā)送模擬信號(hào)模塊、仿 真顯示模塊和取自真實(shí)彈丸上的智能起爆控制模塊；
[0006] 其中，發(fā)送模擬信號(hào)模塊包括：主控單元和DA轉(zhuǎn)換單元；智能起爆控制模塊包括： 信號(hào)調(diào)理單元和智能控制單元；
[0007] 主控單元，儲(chǔ)存彈丸侵徹過載的加速度數(shù)據(jù)以及裝定信息，將彈丸侵徹過載的加 速度數(shù)據(jù)的時(shí)間發(fā)送間隔調(diào)整成與DA轉(zhuǎn)換單元的電壓建立所用時(shí)間一致，并通過USB總線 將調(diào)整后的彈丸侵徹過載的加速度數(shù)據(jù)發(fā)送給DA轉(zhuǎn)換單元，并通過SCI或RS232將裝定信 息發(fā)送給智能起爆控制模塊的智能控制單元；
[0008] 其中，彈丸侵徹過載的加速度數(shù)據(jù)屬于離散信號(hào)；彈丸侵徹過載的加速度數(shù)據(jù)包 括在正侵徹和斜侵徹兩種侵徹方式下的加速度數(shù)據(jù)，侵徹對象為單層靶板和多層靶板；裝 定信息是指相應(yīng)彈丸加速度下彈丸起爆時(shí)，彈丸到達(dá)的單層靶板的設(shè)定深度或多層靶板的 設(shè)定層數(shù)；加速度數(shù)據(jù)和裝定信息存儲(chǔ)在主控單元的侵徹過載數(shù)據(jù)庫中；
[0009] DA轉(zhuǎn)換單元，將所接收的加速度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬加速度信號(hào)，模擬加速度信號(hào)屬 于連續(xù)信號(hào)，并將其發(fā)送給信號(hào)調(diào)理單元；
[0010] 信號(hào)調(diào)理單元，對屬于連續(xù)信號(hào)的模擬加速度信號(hào)進(jìn)行濾波處理，消除模擬加速 度信號(hào)中的高頻噪聲，獲得侵徹模擬加速度信號(hào)，并將其發(fā)送給智能控制單元；
[0011]智能控制單元，將所接收的侵徹模擬加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換成加速度數(shù)字信號(hào)，并將加 速度數(shù)字信號(hào)實(shí)時(shí)與設(shè)定閾值電壓比較，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的閾值電壓時(shí)，將加速度數(shù)字信號(hào)調(diào) 整成真實(shí)的加速度數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)真實(shí)的加速度數(shù)字信號(hào)實(shí)時(shí)計(jì)算彈丸的侵徹速度和侵 徹深度，將真實(shí)的加速度數(shù)字信號(hào)、侵徹速度和侵徹深度實(shí)時(shí)存儲(chǔ)并通過SCI或RS232將 其發(fā)送給仿真顯示模塊；同時(shí)將侵徹深度和裝定信息中單層靶板的設(shè)定深度進(jìn)行比較，當(dāng) 侵徹深度達(dá)到單層靶板的設(shè)定深度時(shí)，或者侵徹深度達(dá)到多層靶板的設(shè)定層數(shù)所在的深度 時(shí)，發(fā)送起爆信號(hào)給仿真顯示模塊，并存儲(chǔ)該起爆信號(hào)；
[0012] 仿真顯示模塊，實(shí)時(shí)顯示彈丸侵徹過程中的真實(shí)的加速度數(shù)字信號(hào)、侵徹速度和 侵徹深度，當(dāng)接收到起爆信號(hào)時(shí)，顯示起爆。
[0013] 進(jìn)一步的，主控單元中將彈丸侵徹過載的加速度數(shù)據(jù)的時(shí)間發(fā)送間隔調(diào)整成與DA 轉(zhuǎn)換單元的電壓建立時(shí)間一致的方式是：
[0014] 根據(jù)時(shí)間相似理論，在已知Ats、M的條件下獲得Λ tS，gp At模=Ats XiMf 彈丸侵徹過載的加速度數(shù)據(jù)的時(shí)間發(fā)送間隔與Ate調(diào)整成一致；
[0015] 其中，Ats為彈丸侵徹過載的加速度數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間間隔，At?為DA轉(zhuǎn)換單元的 電壓建立所用時(shí)間，M稱為時(shí)間相似常數(shù)。
[0016] 進(jìn)一步的，智能控制單元中將加速度數(shù)字信號(hào)調(diào)整成真實(shí)的加速度數(shù)字信號(hào)的方 式是：
[0017] 將智能控制單元的系統(tǒng)采樣時(shí)間T除以常數(shù)M獲得彈丸侵徹過載的加速度數(shù)據(jù)的 發(fā)送時(shí)間間隔，該發(fā)送時(shí)間間隔與彈丸侵徹過載的加速度數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間間隔相等，從而 實(shí)現(xiàn)相似過程At s的變換，并以該發(fā)送時(shí)間間隔將真實(shí)的加速度數(shù)字信號(hào)發(fā)送給 仿真顯示模塊，還原真實(shí)侵徹過程。
[0018] 進(jìn)一步的，DA轉(zhuǎn)換單元的電壓建立時(shí)間為10ms。
[0019] 有益效果：
[0020] 本發(fā)明可以替代費(fèi)用高、難以進(jìn)行的實(shí)彈試驗(yàn)，避免數(shù)學(xué)仿真中一些部件難以準(zhǔn) 確建立數(shù)學(xué)模型的困難，克服了實(shí)彈打靶測試高速侵徹過載的難度和危險(xiǎn)性；
[0021] 本發(fā)明的仿真侵徹深度與實(shí)測侵深的相對誤差都在5%以內(nèi)，此半實(shí)物仿真系統(tǒng) 能夠準(zhǔn)確地模擬侵徹過程，并且系統(tǒng)誤差小，仿真侵徹深度精度高；
[0022] 本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對硬目標(biāo)侵徹過載系統(tǒng)的發(fā)火可靠性、炸深控制能力、引戰(zhàn)配合 能力進(jìn)彳丁評估；
[0023] 本發(fā)明結(jié)合實(shí)際靶試數(shù)據(jù)還能完成侵徹過程中計(jì)算模型的校正，給出侵徹過載系 統(tǒng)使用環(huán)境邊界約束條件。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明的侵徹過載信息實(shí)時(shí)處理半實(shí)物仿真系統(tǒng)原理圖；
[0025] 圖2為本發(fā)明的侵徹過載信息實(shí)時(shí)處理半實(shí)物仿真系統(tǒng)的發(fā)送模擬信號(hào)模塊流 程圖；
[0026] 圖3為本發(fā)明的侵徹過載信息實(shí)時(shí)處理半實(shí)物仿真系統(tǒng)的智能起爆控制模塊流 程圖；
[0027] 圖4為本發(fā)明的侵徹過載信息實(shí)時(shí)處理半實(shí)物仿真系統(tǒng)的仿真顯示模塊流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 如圖1所示，一種侵徹過載信息實(shí)時(shí)處理半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括：發(fā) 送模擬信號(hào)模塊、仿真顯示模塊和取自真實(shí)彈丸上的智能起爆控制模塊；；
[0029]