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、數字濾波、軟件容錯等技術，實現控制電路的模塊化、通用化設計，便于提高系統的抗干擾能力，保證系統運行的高可靠性。通過選用工業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，通過控制面板設計實現伺服機構單元測試實作環節仿真，最終實現電液伺服機構原理仿真。

3 軟件設計與實現

　　系統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。

　　系統軟件：本系統使用的計算機輔助測試軟件是C語言和組態軟件。C語言在Windows操作系統下不僅具有很強的圖形處理功能，而且能對I/O接口的數據進行快速的讀寫，還可以直接控制計算機的接口，運行速度快，適于動態特性試驗，而組態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態特性試驗。

　　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，各模塊之間采用數據耦合的形式，通過公共接口進行數據傳輸，在協調系統工作的情況下，有效保證系統運行速度。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，并對數據進行自動判讀，現象、狀態均與真實界面一致。如果獲取的操作邏輯與已存儲的邏輯均不一致，系統會人為用戶進行了誤操作，停止硬件現象控制，所有狀態恢復初始值，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，保證了系統在操作出錯情況下不會出現卡死現象。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送請求，以協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，來實現軟、硬件一體化的故障設置及配套系統。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的原始數據，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加入了各設備的3D模型和系統的工作原理演示動畫。利用虛擬現實技術，以虛擬動畫和3D模型形式實現導彈電液伺服機構系統仿真，重現導彈電液伺服機構系統工作全過程，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代控制技術、機電一體化技術和視景仿真技術，搭建了系統的硬件平臺，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裝備訓練的次數，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。

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