CN109709821A - 弹上通讯时延测量方法 - Google Patents

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本发明提出一种弹上通讯时延测量方法，包括：根据真实弹上控制***设备之间的电气连接关系，设计半实物仿真环境下的设备连接方式；其中，半实物仿真环境下的设备至少包括惯导***、综控机和舵***，所述惯导***和所述舵***分别与所述综控机通讯连接；半实物仿真环境下，设计在所述惯导***、综控机以及舵***之间均传输同一个参数变量，然后通过在同一时统条件下获取所述同一参数变量出现的时间差异，即为通讯时延。该方法能够真实获取导弹在飞行过程中信号之间的传输延时，为控制***设计与验证提供支撑。

Description

弹上通讯时延测量方法
技术领域
本发明涉及飞行器控制领域，尤其涉及一弹上通讯时延测量方法。
背景技术
和常规的飞行器相比，高超声速飞行器飞行高度和飞行马赫数跨度范围更大，飞行环境更加复杂，气动特性变化更加剧烈，呈现出宽域、多态和耦合特点；而且为了保证突防效果、精确命中目标等需求，高超声速飞行器机动大，飞行器快时变特征显著。从控制角度来看，高超声速飞行器是一个快时变、强耦合、强非线性的受控对象，为了保证控制***稳定性和控制精度，必须要设计足够高的控制周期，以确保正常下的控制精度和在有干扰、不确定性下的控制***鲁棒性。
相应地，弹上通讯时延就会对控制***稳定性产生很大影响。传统飞行器由于控制***稳定裕度较大，对通讯延时弹性问题不敏感，因此关于通讯时延测量方法未见诸报导。而静不稳定高超声速飞行器对通讯时延较为敏感，以某回路带宽3Hz为例，10ms的通讯延时即会带来3*360°*0.01＝10.8°的相角滞后，这对于稳定裕度本身就不大的高超声速飞行器来说影响很大。因此，基于这一背景，如何准确获取弹上通讯时延是亟待解决的问题。
发明内容
在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
本发明提出一种弹上通讯时延测量方法，能够真实获取导弹在飞行过程中信号之间的传输延时，为控制***设计与验证提供支撑。
技术解决方案为：提供一种弹上通讯时延测量方法，通过以下步骤实现：
根据真实弹上控制***设备之间的电气连接关系，设计半实物仿真环境下的设备连接方式；其中，半实物仿真环境下的设备至少包括惯导***、综控机和舵***，所述惯导***和所述舵***分别与所述综控机通讯连接；
半实物仿真环境下，设计在所述惯导***、综控机以及舵***之间均传输同一个参数变量，然后通过在同一时统条件下获取所述同一参数变量出现的时间差异，即为通讯时延。
进一步地，所述半实物环境下，所述惯导***、综控机和舵***之间传输同一参数变量的方式为：惯导***将所述参数变量传输给综控机；所述综控机将接收到的所述参数变量传输给舵***；所述舵***在收到所述参数变量时即刻传输给所述综控机。
进一步地，所述通过在同一时统条件下获取所述同一参数变量出现的时间差异包括：采集所述综控机的遥测数据，并基于所述遥测数据判断所述参数变量出现在所述综控机内的时间差异。
进一步地，所述综控机的遥测数据通过综控机遥测进行采集。
进一步地，所述参数变量为帧计数。
进一步地，所述综控机与所述惯导***和舵***之间均是采用RS422通讯。
应用上述技术方案，通过在半实物仿真环境中模拟真实弹上控制***设备之间的电气连接关系，并设计控制***设备之间传输同一参数变量，以及通过在同一时统条件下获取所述同一参数变量出现的时间差异，进而获取通讯时延。方法简单易行，获取结果准确，避免了在真实全弹上进行通讯时延测量造成的各方面困难，为控制***设计和分析提供支撑，以及为导弹或者飞行器在半实物仿真试验环境中进行设备之间的通讯时延测量提供借鉴。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例提供的弹上通讯时延测量方法的流程示意图；
图2为根据本发明实施例提供的半实物仿真环境下设备之间连接关系示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1-2所示，根据本发明实施例提供一种弹上通讯时延测量方法，该方法包括以下步骤：
S101、根据真实弹上控制***设备之间的电气连接关系，设计半实物仿真环境下的设备连接方式；其中，半实物仿真环境下的设备至少包括惯导***、综控机和舵***，并且所述惯导***和所述舵***分别与所述综控机通讯连接；
S102、半实物仿真环境下，设计在所述惯导***、综控机以及舵***之间均传输同一个参数变量(同一数据)，然后通过在同一时统条件下获取所述同一参数变量出现的时间差异，即为通讯时延。
本发明实施例中，所述真实弹上控制***设备之间的电气连接关系为：某高超声速飞行器控制***设备包括惯导、陀螺组合、综控机、助推级/巡航级舵***等。在飞行过程中，惯导、陀螺组合敏感到飞行器姿态、速度、位置等信息后，将该信息发送给综控机，综控机根据控制算法生成舵控指令，将该指令发送给舵***后驱动舵面偏转，舵面偏转后产生气动力和气动力矩，从而导致飞行器姿态、速度、位置等信息发生变化，至此完成一个解算周期。
也就是说，根据上述真实弹上控制***设备之间的电气连接关系，为了获取真实全弹设备之间的通讯时延，本发明实施例设计半实物仿真环境下的设备至少包括惯导***、综控机和舵***，并且三者之间的数据传输关系可按照真实电气连接关系设计。
本发明实施例中，由于各个设备的时统不统一，要想获取同一参数变量出现的时间差异，延必须要保证在同一时统下进行。
本发明实施例通过在半实物仿真环境中模拟真实弹上控制***设备之间的电气连接关系，并设计控制***设备之间传输同一参数变量，以及通过在同一时统条件下获取所述同一参数变量出现的时间差异，进而获取通讯时延。方法简单易行，获取结果准确，避免了在真实全弹上进行通讯时延测量造成的各方面困难，为控制***设计和分析提供支撑，以及为导弹或者飞行器在半实物仿真试验环境中进行设备之间的通讯时延测量提供借鉴。
进一步地，如图2所示，在本发明实施例中，所述半实物环境下，所述惯导***、综控机和舵***之间传输同一参数变量的方式具体为：控制惯导***将所述参数变量传输给综控机；所述综控机将接收到的所述参数变量传输给舵***；所述舵***在收到所述参数变量时即刻传输给所述综控机。通过此种设计的数据传输方式，将综控机作为基准即实现同一时统的条件，分别接收来自惯导***和舵***输出的同一参数变量，通过比较该同一参数变量为同一数值的不同时刻，便可获取惯导***和舵***之间的通讯时延。
进一步地，在本发明实施例中，为了实现在同一时统条件下获取所述同一参数变量出现的时间差异，方法包括：采集所述综控机的遥测数据，并基于所述遥测数据判断所述参数变量出现在所述综控机内的时间差异。
进一步地，在本发明实施例中，所述综控机的遥测数据可以通过综控机遥测进行采集。
进一步地，在本发明实施例中，所述参数变量可以为帧计数。此外，通过修改软件即可实现各部件对该参数变量的传输，具体可采用本领域公知手段进行，在此不再详细赘述。
进一步地，在本发明实施例中，所述综控机与所述惯导***和舵***之间还均采用RS422通讯。
以下结合具体实施例对通讯时延的获取过程进行详细说明。
根据上述弹上设备之间信息传递关系，在半实物仿真环境下，在组合导航***、综合控制计算机、舵***中均传输同一个参数变量，该参数变量选取惯导帧计数，该帧计数随通讯周期按照自然数增长；
T0时刻惯导将该帧计数发给综控机(假设此时帧计数为1)；T0+ΔT1时刻综控机收到后，再将该帧计数转发给舵***(此时帧计数依然为1)；T0+ΔT2时刻舵***收到后，即刻将该帧计数返回给综控机(此时帧计数依然为1)；T0+ΔT3时刻综控收到舵***发送的机帧计数(此时帧计数依然为1)，同时将收到惯导发送的帧计数和舵***返回给综控机的帧计数均记录下来并送给遥测，通过比较惯导帧计数为1的时刻和舵***返回帧计数为1的时刻，即可获得控制***设备之间的通讯时延(即为ΔT3-ΔT1)。
上述通讯时延获取在一个通讯周期内完成。
本发明实施例针对在全弹上开展通讯时延方法、经费等方面的问题，提出一种在半实物仿真试验环境下进行弹上通讯时延测量的方法，能够方便的获取弹上通讯试验，为控制***设计与分析提供支撑。
如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。
这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (6)

1.一种弹上通讯时延测量方法，其特征在于，所述方法通过以下步骤实现：
根据真实弹上控制***设备之间的电气连接关系，设计半实物仿真环境下的设备连接方式；其中，半实物仿真环境下的设备至少包括惯导***、综控机和舵***，所述惯导***和所述舵***分别与所述综控机通讯连接；
半实物仿真环境下，设计在所述惯导***、综控机以及舵***之间均传输同一个参数变量，然后通过在同一时统条件下获取所述同一参数变量出现的时间差异，即为通讯时延。
2.根据权利要求1所述的一种弹上通讯时延测量方法，其特征在于，所述半实物环境下，所述惯导***、综控机和舵***之间传输同一参数变量的方式为：惯导***将所述参数变量传输给综控机；所述综控机将接收到的所述参数变量传输给舵***；所述舵***在收到所述参数变量时即刻传输给所述综控机。
3.根据权利要求2所述的一种弹上通讯时延测量方法，其特征在于，所述通过在同一时统条件下获取所述同一参数变量出现的时间差异包括：采集所述综控机的遥测数据，并基于所述遥测数据判断所述参数变量出现在所述综控机内的时间差异。
4.根据权利要求3所述的一种带末段角度约束的飞行器导引控制方法，其特征在于，所述综控机的遥测数据通过综控机遥测进行采集。
5.根据权利要求1-4所述的一种弹上通讯时延测量方法，其特征在于，所述参数变量为帧计数。
6.根据权利要求1所述的一种弹上通讯时延测量方法，其特征在于，所述综控机与所述惯导***和舵***之间均是采用RS422通讯。
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