摘要：红外制导具有被动成像隐蔽性好、精度高等优点，但是红外制导极易受到激光干扰;另外，由于红外制导不能携带距离等信息，而激光制导正好弥补了这一缺点，因此激光红外复合制导以及相互干扰技术是目前国内外研究重点;在对相关制导、干扰技术进行研究时需进行不同环境下的不同实验，若在现场进行多种实验，造价高且消耗人力物力时间较多，因此可设计一个多功能模拟仿真系统进行不同环境下的多种模拟实验;模拟系统应用了仿真理论、仿真技术、PID 控制、图像处理、运动控制等多种技术和控制方法;模拟系统中红外热源温度控制误差为，转台可在转动范围且角
分辨率优于 20"，图像采集系统采集图像大小为 253×318且连续采集速率为50帧/s;模拟系统可对红外制导、激光制导、激光干扰红外制导等多种制导及相互干扰技术进行仿真实验。
目前，各个国家都在大力研究精确制导技术。目前制 导主要有
雷达制导、激光制导、红外制导、惯性制导等制 导模式。其中应用最为广泛的是红外制导和激光制导。红 外制导具有被动性制动隐蔽性能良好等优点，但是极易受 到激光等光学手段的干扰和欺骗。激光制导能够携带距离 等信息，但是体积较大，因此必须发展复合制导武器来提 升制导性能。因此，建立一个多功能模拟系统对真实环 境下的多种制导模式及干扰模式进行仿真模拟尤为重要。 半实物仿真具有成本较低，方便快捷的特点，半实物仿真 系统大大提升了制导武器的发展。
1、系统整体设计
在实际制导环节中主要涉及敌方目标、制导系统、制 导方式三大环节。其中制导系统一般位于导弹的导引头 中，模拟系统模拟其制导环节主要如图1所示。信息处理 机主要进行系统控制和数据处理。采集系统主要负责采集 导引头相关制导信息，采集后上传信息处理机，信息处理 机处理相关信息后对控制系统发出相应控制指令。 多功能模拟系统整体需实现对试验过程中点目标模拟 系统的运动、黑体温度、数据采集等进行控制并实现对试 验状态、试验图像数据的采集存储，完成对试验图像数据特征的统计。
本模拟系统导引头采用模拟系统以降低成本缩短开发 周期，导引头主要实现二维运动和图像采集两大功能，可 采用二维转台搭载红外相机实现。控制系统由温度控制、 运动控制、
串口控制、红外相机控制等组成。其中、温度 控制主要为黑体温度控制，采用不同温度黑体模拟不同敌 方红外目标。运动控制主要控制导引头二维运动和红外 目标一维运动。串口控制主要实现激光控制、快门控制等。 控制部分互相协同工作完成对系统的整体控制。 其中一次完整模拟涉及红外导引头，红外目标，采集 系统等多个系统，上位机通过控制软件统一进行指令发送 以实现系统动作。以激光干扰红外制导为例，软件首先控 制导引头进行目标搜寻，搜寻完毕在进行激光干扰，与此 同时软件控制采集系统对复合图像进行采集处理，各系统 间协调运行完成整个模拟实验。
2、控制系统搭建
2.1 运动控制设计
运动控制主要模拟导引头二维运动和红外热源一维运动。控制系统主要由运动板卡、外接拓展卡、驱动卡、电机构成。控制系统图如下图2所示。
工控机内嵌运动控制板卡，运动板卡外接拓展卡连接驱动器对电机进行控制。工控机采用研华 IPC一610L 型高性能大内存工控机，为快速大量处理数据提供硬件基础。运动
控制卡采用DMC1380 高性能运动控制卡，提供多种运动模式，便于二次开发。电机驱动器采用雷塞驱动器驱动电机。一维转台采 用MRS103 型精密电控旋转台，配合点目标模拟系统，完成点目标模拟系统的水平±10°扫描。一维倾斜台选用上述一维倾斜台。一维转台采用 MGC102C型精密电控倾斜台。
为方便模拟多种运动模式，控制系统研制了多种运动方式，包括回零运动、快捷运动、往复运动、插补运动、自定义运动。其中，回零运动根据限位开关提供的电平信 号变化进行限位控制。快捷运动提供了两种快速和慢速的 快捷直线运动。往复运动主要为围绕一点进行 往 复 运动。 自定义运动可根据软件弹出框设置运动速度、运动距离进行自定义运动。
2.2 温度控制设计
温度控制主要对黑体进行控制温度控制以实现模拟不同温度的黑体目标。
黑体具有温度变化较快，廉价，控制方便等优点，本系统中黑体选取加热板为 XH一RJ505020 型号，50*50 mm长宽比，2 mm 厚度的高温陶瓷晶体。该陶瓷晶片阻值为∶12Ω。最大辐射温度可达 300 ℃，均匀性优于90%。电压最高值为36 V，系统可达到的最高温度为280 ℃，本系统黑体温度上限值∶100 ℃。
黑体控制采用闭环控制系统。系统控制图如下图3 所示。上位机接受
温度变送器回采的温度数据，软件中根据当前温度值和目标温度值根据 PID 算法不断调节输出电压值进而改变黑体温度值。
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发表于 2022-5-4 17:00:01
