CN112013720B - 一种导引头动态指标测试平台及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导引头动态指标测试平台及测试方法，包括机械台体和测控机柜，机械台体包括转台基座，测控机柜包括控制计算机、状态监控单元、轴一控制板和轴二控制板，转台基座水平设置在地面上，转台基座上方设置有轴二电机，轴二电机底面与转台基座顶面之间设置有轴二码盘，轴二码盘顶面与轴二电机底面固定连接，轴二码盘底面与转台基座顶面固定连接。该导引头动态指标测试平台及测试方法，其特点是结构小型化、***集成化、测试产业化，***通过单轴转台控制导引头和激光目标模拟器按照指标进行正弦运动，测试导引头的角速度测量误差、等效隔离度、动态响应指标、交联耦合系数。适用于激光导引头动态指标的测试。

Description

一种导引头动态指标测试平台及测试方法

技术领域

本发明涉及光电制导控制技术领域，具体为一种导引头动态指标测试平台及测试方法。

背景技术

精确制导武器是现代战争中不可或缺的重要打击手段,激光制导武器是其中的一种。激光制导是由弹外或弹上的激光束照射目标,弹上的激光导引头利用目标漫反射的激光,捕获跟踪目标,导引导弹命中目标的制导技术。激光半主动导引头能否对目标实施精确制导，主要体现在动态性能指标的优良，涉及的主要指标有：角速度测量误差、等效隔离度、动态响应指标、交联耦合系数、零位精度等。动态性能指标测试是对激光半主动导引头综合性能指标的全面评估，是生产工艺过程中非常重要的一个测试环节，出厂前每套产品都需要进行技术指标测试，以保证导引头整机性能满足要求。单轴双框转台的设计是为了构造一个接近真实环境、目标特性及炸弹目标相对运动环境和激光干扰环境的试验环境,并能检测和考核激光导引头接收目标信息、分辨目标、跟踪目标和抗干扰能力的工作平台。

本专利设计并实现了一种单轴双框转台的激光导引头动态指标测试平台及测试方法。主要包括了两个旋转轴及滚转轴的设计。该测试***具有体积小，操作方便，控制灵活等优点。实际应用表明，该测试***对激光导引头本身性能指标测试降低了操作难度，测试数据准确，具有可靠的实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导引头动态指标测试平台及测试方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种导引头动态指标测试平台，包括机械台体和测控机柜，机械台体包括转台基座，测控机柜包括控制计算机、状态监控单元、轴一控制板和轴二控制板，所述转台基座水平设置在地面上，所述转台基座上方设置有轴二电机，所述轴二电机底面与转台基座顶面之间设置有轴二码盘，所述轴二码盘顶面与轴二电机底面固定连接，所述轴二码盘底面与转台基座顶面固定连接，所述轴二电机输出端顶面与轴二主轴底面固定连接，所述轴二主轴上端水平设置有轴二工作台，所述轴二工作台固定套设在轴二主轴上，所述轴二工作台顶面从左往右设置有目标模拟器和缓冲器，所述轴二主轴侧面固定设置有轴二插销，所述轴二插销底端与轴二电机顶面卡接，所述轴二主轴内部中空设置，所述轴二主轴顶面开口设置，所述轴二主轴内部设置有轴一电机，所述轴一电机底面与轴一码盘顶面固定连接，所述轴一码盘底面与轴二主轴内部底面固定连接，所述轴二工作台顶面水平设置有轴一工作台，所述轴一电机输出杆顶面与轴一工作台底面固定连接，所述轴一工作台上方竖直设置有固定插销，所述固定插销底端贯穿轴一工作台与轴二工作台顶面卡接，所述轴一工作台右侧竖直固定设置有轴一插销，所述轴一插销底端与轴二电机顶面卡接，所述轴一工作台顶面设置有滚转工装，所述滚转工装包括滚转轴、大理石垫、引导头工装、定位插销、基座靠块、工装靠块、手柄和锁紧旋钮，所述滚转轴竖直设置在轴一工作台上方，所述大理石垫顶面与滚转轴底面固定连接，所述大理石垫底面与轴一工作台顶面固定连接，所述引导头工装固定设置在滚转轴右端，所述基座靠块和工装靠块均匀设置在滚转轴内壁，所述滚转轴内部设置有引导头，所述引导头表面与滚转轴内壁接触，所述轴一控制板和轴二控制板分别与轴一电机和轴二电机电连接。

优选的，所述转台基座底部外侧固定设置有调平地脚，所述转台基座右侧设置有导电滑环。

优选的，所述目标模拟器底面和缓冲器底面与轴二工作台顶面固定连接，所述缓冲器为两个，两个所述缓冲器以目标模拟器轴线前后对称设置。

优选的，所述滚转轴侧面均匀开设有定位插孔，所述定位插销一端表面与定位插孔内壁滑动连接，所述锁紧旋钮与定位插销另一端固定连接，所述手柄固定设置在引导头工装的右侧端面上。

优选的，所述控制计算机设置有RTX实时控制核心和Windows人机交互模块，所述RTX实时控制核心和Windows人机交互模块共享控制计算机，所述轴一控制板和轴二控制板皆设置有驱动器、电机控制器和编码器，所述RTX实时控制核心设置有用户仿真远控接口、DA卡、测角计数卡，所述Windows人机交互模块设置有IO卡和AD卡，所述RTX实时控制核心利用DA卡通过多通道模拟控制线与轴一控制板上的驱动器和轴二控制板上的驱动器信号连接，所述轴一控制板上的编码器和轴二控制板上的编码器通过编码器反馈线与测角计数卡信号连接，所述Windows人机交互模块通过IO卡和AD卡信号连接状态监控单元，所述状态监控单元通过供电控制线与轴一控制板的驱动器和轴二控制板的驱动器电性连接。

优选的，所述轴一控制板上电机控制器与编码器信号连接，所述驱动器与电机控制器电性连接，所述编码器与驱动器信号连接，所述轴二控制板与轴一控制板相同设置。

一种导引头动态指标测试方法，机械台体具有三种不同的运动模式；

S1、轴一工作台和轴二工作台同时运动，此时导引头和激光目标模拟器是相对静止状态，可以测试转台速率和导引头加速率同步情况；

S2、轴一工作台相对大地静止，轴二工作台运动，此时导引头安装至滚转轴上，激光目标模拟器安装至与轴二工作台上；

S3、轴二工作台静止，轴一工作台运动，此时可以测量导引头的隔离度，验证导引头在载机平台上跟踪目标的稳定性。

优选的，固定插销可使轴一工作台与轴二工作台相对位置固定；将轴一插销插上，固定插销和轴二插销拔出时，可使轴一工作台静止，轴二工作台运动；当轴二插销插上时，固定插销和轴一插销拔出时，可使轴二工作台静止，轴一工作台运动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该导引头动态指标测试平台及测试方法，其特点是结构小型化、***集成化、测试产业化，***通过单轴转台控制导引头和激光目标模拟器按照指标进行正弦运动，测试导引头的角速度测量误差、等效隔离度、动态响应指标、交联耦合系数、零位精度。

附图说明

图1为本发明整体正面结构剖视图；

图2为本发明滚转工装结构背面剖视图；

图3为本发明滚转工装结构左视图；

图4为本发明滚转轴结构示意图；

图5为本发明***主程序工作流程图。

图中：1转台基座、2调平地脚、3导电滑环、4轴二电机、5轴二码盘、6轴二主轴、7轴一电机、8轴一码盘、9轴二插销、10轴二工作台、11目标模拟器、12缓冲器、13轴一工作台、14滚转工装、141滚转轴、142大理石垫、143引导头工装、144定位插销、145基座靠块、146工装靠块、147手柄、148锁紧旋钮、15轴一插销、16固定插销、17引导头、18控制计算机、19RTX实时控制核心、20Windows人机交互模块、21用户仿真远控接口、22DA卡、23测角计数卡、24IO卡、25AD卡、26状态监控单元、27多通道模拟控制线、28编码器反馈线、29供电控制线、30轴一控制板、31轴二控制板、32驱动器、33电机控制器、34编码器。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种导引头动态指标测试平台，包括机械台体和测控机柜，机械台体包括转台基座1，测控机柜包括控制计算机18、状态监控单元26、轴一控制板30和轴二控制板31，转台基座1水平设置在地面上，转台基座1底部外侧固定设置有调平地脚2，转台基座1右侧设置有导电滑环3，转台基座1上方设置有轴二电机4，轴二电机4底面与转台基座1顶面之间设置有轴二码盘5，轴二码盘5顶面与轴二电机4底面固定连接，轴二码盘5底面与转台基座1顶面固定连接，轴二电机4输出端顶面与轴二主轴6底面固定连接，轴二主轴6上端水平设置有轴二工作台10，轴二工作台10固定套设在轴二主轴6上，轴二工作台10顶面从左往右设置有目标模拟器11和缓冲器12，目标模拟器11底面和缓冲器12底面与轴二工作台10顶面固定连接，缓冲器12为两个，两个缓冲器12以目标模拟器11轴线前后对称设置，轴二主轴6侧面固定设置有轴二插销9，轴二插销9底端与轴二电机4顶面卡接，轴二主轴6内部中空设置，轴二主轴6顶面开口设置，轴二主轴6内部设置有轴一电机7，轴一电机7底面与轴一码盘8顶面固定连接，轴一码盘8底面与轴二主轴6内部底面固定连接，轴二工作台10顶面水平设置有轴一工作台13，轴一电机7输出杆顶面与轴一工作台13底面固定连接，轴一工作台13上方竖直设置有固定插销16，固定插销16底端贯穿轴一工作台13与轴二工作台10顶面卡接，轴一工作台13右侧竖直固定设置有轴一插销15，轴一插销15底端与轴二电机4顶面卡接，轴一工作台13顶面设置有滚转工装14，滚转工装14包括滚转轴141、大理石垫142、引导头工装143、定位插销144、基座靠块145、工装靠块146、手柄147和锁紧旋钮148，滚转轴141竖直设置在轴一工作台13上方，大理石垫142顶面与滚转轴141底面固定连接，大理石垫142底面与轴一工作台13顶面固定连接，引导头工装143固定设置在滚转轴141右端，基座靠块145和工装靠块146均匀设置在滚转轴141内壁，滚转轴141侧面均匀开设有定位插孔，定位插销144一端表面与定位插孔内壁滑动连接，锁紧旋钮148与定位插销144另一端固定连接，手柄147固定设置在引导头工装143的右侧端面上，滚转轴141内部设置有引导头17，引导头17表面与滚转轴141内壁接触，轴一控制板20和轴二控制板31分别与轴一电机7和轴二电机4电连接，控制计算机18设置有RTX实时控制核心19和Windows人机交互模块20，RTX实时控制核心19和Windows人机交互模块20共享控制计算机18，轴一控制板30和轴二控制板31皆设置有驱动器32、电机控制器33和编码器34，轴一控制板30上电机控制器33与编码器34信号连接，驱动器32与电机控制器33电性连接，编码器34与驱动器32信号连接，轴二控制板31与轴一控制板30相同设置，RTX实时控制核心19设置有用户仿真远控接口21、DA卡22、测角计数卡23，Windows人机交互模块20设置有IO卡24和AD卡25，RTX实时控制核心19利用DA卡22通过多通道模拟控制线27与轴一控制板30上的驱动器32和轴二控制板31上的驱动器32信号连接，轴一控制板30上的编码器34和轴二控制板31上的编码器34通过编码器反馈线28与测角计数卡23信号连接，Windows人机交互模块20通过IO卡24和AD卡25信号连接状态监控单元26，状态监控单元26通过供电控制线29与轴一控制板30的驱动器32和轴二控制板31的驱动器32电性连接；

一种导引头动态指标测试方法，机械台体具有三种不同的运动模式；

S1、轴一工作台13和轴二工作台10同时运动，此时导引头17和激光目标模拟器11是相对静止状态，可以测试转台速率和导引头17加速率同步情况；

S2、轴一工作台13相对大地静止，轴二工作台10运动，此时导引头17安装至滚转轴141上，激光目标模拟器11安装至与轴二工作台10上；

S3、轴二工作台10静止，轴一工作台13运动，此时可以测量导引头17的隔离度，验证导引头17在载机平台上跟踪目标的稳定性，固定插销16可使轴一工作台13与轴二工作台10相对位置固定；将轴一插销15插上，固定插销16和轴二插销9拔出时，可使轴一工作台13静止，轴二工作台10运动；当轴二插销9插上时，固定插销16和轴一插销15拔出时，可使轴二工作台10静止，轴一工作台9运动，该导引头动态指标测试平台及测试方法，其特点是结构小型化、***集成化、测试产业化，***通过单轴转台控制导引头17和激光目标模拟器11按照指标进行正弦运动，测试导引头17的角速度测量误差、等效隔离度、动态响应指标、交联耦合系数、零位精度。

当测试导引头17的零位精度、角速度测量误差、动态响应指标、交联耦合指标时，将导引头17安装至轴一工作台13的滚转工装14上，将激光目标模拟器11安装至轴二工作台10上，此时固定插销16可使轴一工作台13和轴二工作台10相对位置固定；将轴一插销15插上，固定插销16和轴二插销9拔出时，可使轴一工作台13静止，轴二工作台10运动。插销采用无间隙直线滚动机构，强度大，通过控制程序的设计保证***工作时的安全性和平稳性。通过软件控制轴二工作台10按照测试技术要求做相应的正弦运动，并接受导引头17发送的数据；导引头17测试指标包含两个工况，通过旋转滚转轴141的来实现导引头17方位和俯仰工况的转换；当测试导引头17隔离度时，将轴一工作台13的轴一插销15拔出，轴二插销9插上，此时轴一工作台13运动，轴二工作台10静止，通过软件控制轴一工作台13按照测试技术要求做相应高频正弦运动，实现隔离度测试。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种导引头动态指标测试平台，包括机械台体和测控机柜，机械台体包括转台基座（1），测控机柜包括控制计算机（18）、状态监控单元（26）、轴一控制板（30）和轴二控制板（31），其特征在于：所述转台基座（1）上方设置有轴二电机（4），所述轴二电机（4）底面与转台基座（1）顶面之间设置有轴二码盘（5），所述轴二码盘（5）顶面与轴二电机（4）底面固定连接，所述轴二码盘（5）底面与转台基座（1）顶面固定连接，所述轴二电机（4）输出端顶面与轴二主轴（6）底面固定连接，所述轴二主轴（6）上端水平设置有轴二工作台（10），所述轴二工作台（10）固定套设在轴二主轴（6）上，所述轴二工作台（10）顶面从左往右设置有目标模拟器（11）和缓冲器（12），所述轴二主轴（6）侧面固定设置有轴二插销（9），所述轴二插销（9）底端与轴二电机（4）顶面卡接，所述轴二主轴（6）内部中空设置，所述轴二主轴（6）顶面开口设置，所述轴二主轴（6）内部设置有轴一电机（7），所述轴一电机（7）底面与轴一码盘（8）顶面固定连接，所述轴一码盘（8）底面与轴二主轴（6）内部底面固定连接，所述轴二工作台（10）顶面水平设置有轴一工作台（13），所述轴一电机（7）输出杆顶面与轴一工作台（13）底面固定连接，所述轴一工作台（13）上方竖直设置有固定插销（16），所述固定插销（16）底端贯穿轴一工作台（13）与轴二工作台（10）顶面卡接，所述轴一工作台（13）右侧竖直固定设置有轴一插销（15），所述轴一插销（15）底端与轴二电机（4）顶面卡接，所述轴一工作台（13）顶面设置有滚转工装（14），所述轴一控制板（30）和轴二控制板（31）分别与轴一电机（7）和轴二电机（4）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种导引头动态指标测试平台，其特征在于：所述滚转工装（14）包括滚转轴（141）、大理石垫（142）、导引头工装（143）、定位插销（144）、基座靠块（145）、工装靠块（146）、手柄（147）和锁紧旋钮（148），所述滚转轴（141）竖直设置在轴一工作台（13）上方，所述大理石垫（142）顶面与滚转轴（141）底面固定连接，所述大理石垫（142）底面与轴一工作台（13）顶面固定连接，所述导引头工装（143）固定设置在滚转轴（141）右端，所述基座靠块（145）和工装靠块（146）均匀设置在滚转轴（141）内壁，所述滚转轴（141）内部设置有导引头（17），所述导引头（17）表面与滚转轴（141）内壁接触。

3.根据权利要求2所述的一种导引头动态指标测试平台，其特征在于：所述转台基座（1）底部外侧固定设置有调平地脚（2），所述转台基座（1）右侧设置有导电滑环（3）。

4.根据权利要求2所述的一种导引头动态指标测试平台，其特征在于：所述目标模拟器（11）底面和缓冲器（12）底面与轴二工作台（10）顶面固定连接，所述缓冲器（12）为两个，两个所述缓冲器（12）以目标模拟器（11）轴线前后对称设置。

5.根据权利要求2所述的一种导引头动态指标测试平台，其特征在于：所述滚转轴（141）侧面均匀开设有定位插孔，所述定位插销（144）一端表面与定位插孔内壁滑动连接，所述锁紧旋钮（148）与定位插销（144）另一端固定连接，所述手柄（147）固定设置在导引头工装（143）的右侧端面上。

6.根据权利要求2所述的一种导引头动态指标测试平台，其特征在于：所述控制计算机（18）设置有RTX实时控制核心（19）和Windows人机交互模块（20），所述RTX实时控制核心（19）和Windows人机交互模块（20）共享控制计算机（18），所述轴一控制板（30）和轴二控制板（31）皆设置有驱动器（32）、电机控制器（33）和编码器（34），所述RTX实时控制核心（19）设置有用户仿真远控接口（21）、DA卡（22）、测角计数卡（23），所述 Windows人机交互模块（20）设置有IO卡（24）和AD卡（25），所述RTX实时控制核心（19）利用DA卡（22）通过多通道模拟控制线（27）与轴一控制板（30）上的驱动器（32）和轴二控制板（31）上的驱动器（32）信号连接，所述轴一控制板（30）上的编码器（34）和轴二控制板（31）上的编码器（34）通过编码器反馈线（28）与测角计数卡（23）信号连接，所述 Windows人机交互模块（20）通过IO卡（24）和AD卡（25）信号连接状态监控单元（26），所述状态监控单元（26）通过供电控制线（29）与轴一控制板（30）的驱动器（32）和轴二控制板（31）的驱动器（32）电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种导引头动态指标测试平台，其特征在于：所述轴一控制板（30）上电机控制器（33）与编码器（34）信号连接，所述驱动器（32）与电机控制器（33）电性连接，所述编码器（34）与驱动器（32）信号连接，所述轴二控制板（31）与轴一控制板（30）相同设置。

8.根据权利要求1所述的一种导引头动态指标测试平台的测试方法，其特征在于：机械台体具有三种不同的运动模式；

S1、轴一工作台（13）和轴二工作台（10）同时运动，此时导引头（17）和激光目标模拟器（11）是相对静止状态，可以测试转台速率和导引头（17）加速率同步情况；

S2、轴一工作台（13）相对大地静止，轴二工作台（10）运动，此时导引头（17）安装至滚转轴（141）上，激光目标模拟器（11）安装至轴二工作台（10）上；

S3、轴二工作台（10）静止，轴一工作台（13）运动，此时可以测量导引头（17）的隔离度，验证导引头（17）在载机平台上跟踪目标的稳定性。

9.根据权利要求8所述的一种导引头动态指标测试平台的测试方法，其特征在于：固定插销（16）可使轴一工作台（13）与轴二工作台（10）相对位置固定；将轴一插销（15）插上，固定插销（16）和轴二插销（9）拔出时，可使轴一工作台（13）静止，轴二工作台（10）运动；当轴二插销（9）插上时，固定插销（16）和轴一插销（15）拔出时，可使轴二工作台（10）静止，轴一工作台（13）运动。

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