基于通用化平臺的混裝發(fā)射控制技術(shù)研究

段 杰，張 帥，王志德，曹建鋒，黃 磊

（上海機(jī)電工程研究所，上海 201109）

0 引言

由于目前武器種類繁多，各軟件版本紛繁復(fù)雜，難以通過一套硬件設(shè)備和配套軟件完成多型武器的發(fā)射控制流程，一定程度上影響了武器研制單位的快速交付性，同時(shí)也需花費(fèi)大量的人力物力來對部隊(duì)?wèi)?zhàn)士進(jìn)行新型武器型號的相關(guān)培訓(xùn)工作。因此，亟需一款給部隊(duì)培訓(xùn)或者實(shí)驗(yàn)演示使用的集成度高、融合度高[1]的混裝發(fā)射控制平臺。本文基于某通用發(fā)控試驗(yàn)演示平臺，開創(chuàng)性地完成了多型武器混裝技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用研究，其既能夠根據(jù)模擬器的武器配置選擇單獨(dú)某一型武器，也能夠?qū)崿F(xiàn)多型武器型號混配完成模擬發(fā)射過程。該多型號武器混裝發(fā)射控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，為后續(xù)多型武器混裝通用發(fā)控平臺的開發(fā)和實(shí)現(xiàn)提供了策略和解決方案。

1 系統(tǒng)硬件組成

圖1 混裝發(fā)射控制平臺原理框圖Fig.1 Schematic diagram of mixed launch control platform

該發(fā)射控制演示實(shí)驗(yàn)平臺硬件設(shè)備主要由模擬控制系統(tǒng)、通用發(fā)控系統(tǒng)和模擬器3 部分組成，系統(tǒng)原理框圖如圖1 所示。通用發(fā)控系統(tǒng)由1 個(gè)發(fā)控計(jì)算機(jī)組合、1 個(gè)執(zhí)行組合、1 個(gè)通用電源組合組成。其中，1 個(gè)執(zhí)行組合由4個(gè)執(zhí)控單元組成。1 個(gè)執(zhí)控單元控制1 型武器，可以同時(shí)完成多型武器的射前檢查、加電、準(zhǔn)備、發(fā)射等任務(wù)。

其中模擬控制系統(tǒng)作為整個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺的管理層，其功能是對通用發(fā)射控制系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制，向發(fā)控系統(tǒng)發(fā)布指令和傳送有關(guān)預(yù)裝參數(shù)，使發(fā)控系統(tǒng)進(jìn)行控制與執(zhí)行，同時(shí)對發(fā)控系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行收集，實(shí)現(xiàn)集中指揮控制。模擬控制系統(tǒng)擁有和發(fā)射控制有關(guān)的信息顯示人機(jī)界面，對執(zhí)行設(shè)備發(fā)送的過程命令、狀態(tài)命令、裝訂參數(shù)以及發(fā)控系統(tǒng)返回的工作狀態(tài)信息等在顯示器上實(shí)時(shí)、直觀顯示。

發(fā)控計(jì)算機(jī)組合是通用發(fā)射控制系統(tǒng)的管理機(jī)，其主要功能是根據(jù)接收到的模擬控制系統(tǒng)的信息產(chǎn)生時(shí)序邏輯，傳輸給下級執(zhí)行組合，同時(shí)還將接收執(zhí)行組合的信息反饋給模擬控制系統(tǒng)進(jìn)行顯示。

模擬器是整個(gè)平臺的現(xiàn)場層[2]，其主要功能是接收執(zhí)行組合的控制指令，模擬完成武器正常發(fā)射和故障工作過程，并向模擬控制系統(tǒng)返回相應(yīng)模擬武器狀態(tài)信息。

2 多型武器混裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)

本文借助上述通用演示實(shí)驗(yàn)平臺提出了一種基于數(shù)據(jù)特征的自適應(yīng)多型武器混裝技術(shù)。根據(jù)模擬器模擬多型武器混配，發(fā)控計(jì)算機(jī)組合通過1553B 在線熱識別各型武器的數(shù)字特征，實(shí)現(xiàn)對多型武器混裝的識別。發(fā)控系統(tǒng)通過各型號武器的基于數(shù)字特征的發(fā)控參數(shù)自適應(yīng)配置以及MFC 環(huán)境的C/S 模式，實(shí)現(xiàn)各型武器的發(fā)射時(shí)序錄取及回放功能。

2.1 基于熱識別的多型武器數(shù)據(jù)特征提取

圖2 模擬控制系統(tǒng)參數(shù)配置界面Fig.2 Parameter configuration interface of analog control system

該系統(tǒng)中，模擬器和發(fā)控計(jì)算機(jī)組合通過1553B 總線進(jìn)行通信[3]，通過對1553B 的4 個(gè)RT 通道設(shè)置對應(yīng)的數(shù)字標(biāo)簽以區(qū)別不同的武器類型，實(shí)現(xiàn)多型武器的混配。每個(gè)RT 通道的32 個(gè)子地址都設(shè)置為該彈型的數(shù)字標(biāo)簽，發(fā)控計(jì)算機(jī)通過 B1553RecvThread 接收線程，在線輪詢4 個(gè)RT通道的多型武器的數(shù)字標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)對多型混裝武器的在線熱識別，實(shí)現(xiàn)模擬武器不同狀態(tài)的功能。當(dāng)不同的武器數(shù)字標(biāo)簽經(jīng)過1553B 傳遞到發(fā)控計(jì)算機(jī)組合，通過1553B 通訊得到各RT 通道彈型后，采用MFC 的PostMessage 消息傳遞函數(shù)給繪圖DrawBoard 子函數(shù)傳遞消息，通過MFC 的系統(tǒng)Invalid 子函數(shù)實(shí)現(xiàn)對界面的刷新和切換，根據(jù)不同的數(shù)字標(biāo)簽識別出武器類型并在發(fā)控計(jì)算機(jī)界面上實(shí)時(shí)顯示。

2.2 基于參數(shù)自適應(yīng)的混裝發(fā)射控制

經(jīng)過模擬器進(jìn)行模擬多型武器混配，發(fā)控計(jì)算機(jī)組合通過1553B 總線[4]對多型武器進(jìn)行在線熱識別，發(fā)控計(jì)算機(jī)組合能夠根據(jù)不同的數(shù)字標(biāo)簽進(jìn)行相應(yīng)的武器型號發(fā)控參數(shù)配置，自動(dòng)選取對應(yīng)的發(fā)控參數(shù)文件，實(shí)現(xiàn)多型武器的參數(shù)自適應(yīng)。具體的多型武器的相應(yīng)的參數(shù)配置如圖2所示。由于各型武器的界面固化成子模塊，通過設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)志位，即可調(diào)用對應(yīng)的武器混裝界面，并根據(jù)不同武器型號數(shù)字標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的發(fā)射流程。

2.3 發(fā)射時(shí)序記錄與回放實(shí)現(xiàn)

經(jīng)過上述模擬器的四型武器模擬配彈，并經(jīng)過1553B總線在線傳遞各型武器數(shù)字標(biāo)簽，發(fā)控計(jì)算機(jī)組合通過熱識別武器型號數(shù)字標(biāo)簽，自適應(yīng)完成對應(yīng)武器型號的參數(shù)配置以及發(fā)射流程設(shè)置。同時(shí)，發(fā)控計(jì)算機(jī)組能夠在機(jī)內(nèi)完成對各型武器的發(fā)射流程的時(shí)序記錄。

發(fā)控計(jì)算機(jī)組合能夠基于C/S（客戶端/服務(wù)器）模式[5]的可視化在線可測量時(shí)序記錄：通過MFC 環(huán)境的C/S 模式，發(fā)控計(jì)算機(jī)組合中工控機(jī)軟件建立與屏幕顯示兼容的內(nèi)存顯示環(huán)境及位圖，當(dāng)完成發(fā)射流程后，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)從內(nèi)存中讀出并顯示在界面上，完成機(jī)內(nèi)發(fā)射時(shí)序記錄與回放功能。

圖3 系統(tǒng)硬件平臺Fig.3 System hardware platform

通過發(fā)控計(jì)算機(jī)組合的硬盤記錄下不同武器的發(fā)射時(shí)序，并通過軟件一鍵式讀取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)內(nèi)發(fā)射時(shí)序記錄與回放功能。

3 混裝發(fā)射控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)效果

上述的多型武器混裝發(fā)射技術(shù)在通用發(fā)射控制演示實(shí)驗(yàn)平臺的使用中得到驗(yàn)證，發(fā)控計(jì)算機(jī)組合將多型武器的混配模式通過RS422 串口通信傳輸給模擬控制計(jì)算機(jī)組合，模擬控制計(jì)算機(jī)組合通過將顯示界面的4 個(gè)通道設(shè)置為對應(yīng)的武器型號實(shí)現(xiàn)混配顯示界面，最終通過模擬設(shè)備完成整個(gè)發(fā)射過程。實(shí)現(xiàn)效果如圖3 所示。

4 結(jié)束語

本文在某通用發(fā)射控制演示實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行了基于數(shù)據(jù)特征的多型武器發(fā)射控制技術(shù)的研究，創(chuàng)新性的實(shí)現(xiàn)了多型武器混裝發(fā)射控制，并實(shí)現(xiàn)多型武器發(fā)射時(shí)序控制參數(shù)自適應(yīng)配置，具有以下啟發(fā)和借鑒意義：

1）多型武器混裝：能夠通過模擬器模擬多型武器混裝，并通過自適應(yīng)參數(shù)完成多型武器的混裝發(fā)射，對于降低研發(fā)成本、設(shè)備維護(hù)成本都具有非常重要的意義。

2）軟件架構(gòu)統(tǒng)型：模擬控制系統(tǒng)、發(fā)控計(jì)算機(jī)組合、模擬設(shè)備的軟件架構(gòu)基于標(biāo)準(zhǔn)化模型搭建，具備統(tǒng)型化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。

3）機(jī)內(nèi)發(fā)射時(shí)序記錄與回放：發(fā)控計(jì)算機(jī)組合實(shí)現(xiàn)了機(jī)內(nèi)發(fā)射時(shí)序記錄與回放，能夠軟件一鍵同時(shí)錄取與回放12 路數(shù)據(jù)信號，相比于傳統(tǒng)發(fā)射時(shí)序記錄需要3 ～4 臺筆錄儀同時(shí)錄取，錄取的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、可測試性、可維護(hù)性得到大大地提高。

4）通用化演示實(shí)驗(yàn)平臺：本文研究內(nèi)容基于某通用化演示實(shí)驗(yàn)平臺，該平臺具有開放性和友好的人機(jī)界面，其大大提升代碼的可移植性和維護(hù)性，同時(shí)提高了整套軟件的使用效率。

本文提出基于某通用化平臺的的多型武器混裝技術(shù)，其基于自適應(yīng)數(shù)據(jù)特征。可在之后的武器混裝發(fā)控平臺上推廣應(yīng)用，能夠滿足目前多個(gè)預(yù)研項(xiàng)目對武器混裝技術(shù)的強(qiáng)烈需求。本文針對該技術(shù)的研究為此開辟了一條新的途徑，為后續(xù)相關(guān)技術(shù)的拓展研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。