一种弹载计算机制造技术

本实用新型专利技术公开一种弹载计算机，包括测量模块、处理模块和输出控制模块，测量模块用于测量弹体运行数据，处理模块用于将测量模块测得的弹体运行数据结合得到控制指令，输出控制模块将从处理模块得到的控制指令信号放大输出至舵机。该弹载计算机体积小，线路连接简易，成本低，使用便利，可靠性高，可重复使用适于各种末制导炮弹系列上应用，其控制效果良好，工程实现简单，经济实用，在短时间段内可以准确输出打舵指令，可以广泛应用于末制导炮弹，末修迫弹，末制导迫弹，激光半主动远程简易火箭弹简易制导控制系统等。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及弹载计算机，特别涉及基于末制导炮弹的弹载计算机。
技术介绍
目前，末制导炮弹系统惯导段的控制一般运用机械设计，这样在控制的时候有较大的弊端，即惯导段开环控制起不到真正的控制作用，尤其在弹体姿态摆动过大的情况下，更容易出现偏差，所以引入数字化弹载计算机，从而实现闭环控制。机械式的控制质量重，体积大，而数字化弹载计算机在轻质量，小体积方面有很大改善。不过，目前使用的末制导炮弹弹载计算机存在结构复杂，成本高，体积大、重量大等不足。在低成本，闭环控制，小体积，轻质量，数字化几个方面的不足，本技术提供一种弹载计算机控制系统，该系统为弹设计者提供很好的惯导段控制，缩短弹的研制周期，降低弹的研制费用，具有很高的社会效益和经济效益
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术人进行了鋭意研究，发现当将空间定向陀螺、カロ速度计和角速度陀螺测量得到的弹体运动数据与弹上主芯片(CPU)结合，将通过空间定向陀螺得到的陀螺轴和弹轴夹角以及通过加速度计和角速度陀螺得到的弹体转速和过载值传输至弹上主芯片，弹上主芯片结合所得结果给出惯导段的控制指令分配，将输出指令输出给舵机，控制舵机准确工作，从而完成本技术。本技术的目的在于提供一种基于末制导炮弹的弹载计算机，包括测量模块、处理模块和输出控制模块，測量模块用于测量弹体运行数据，处理模块用于将测量模块测得的弹体运行数据结合得到控制指令，输出控制模块将从处理模块得到的控制指令放大输出至舵机，其中，測量模块(也称为主CPU处理模块)包括以下姿态传感器双轴加速度计、滚转轴角速率陀螺和空间定位定向陀螺，所述三个传感器分别通过前端信号处理电路与处理模块中的弹上主芯片(CPU)相连，双轴加速度计和滚转轴角速率陀螺分别通过前端信号处理电路将传感器信号通过采集的方式输入处理模块中的弹上主芯片，空间定位定向陀螺通过前端信号处理电路将传感器信号通过捕获的方式输入处理模块中的弹上主芯片；处理模块包括变压稳压模块、上电复位模块和弹上主芯片，变压稳压模块将弹上电源稳定为低电压并稳定输出给上电复位模块，再经过抗干扰电路向弹上主芯片供电；输出控制模块包括光I禹(光电I禹合器)，其输入端与处理模块的弹上主芯片输出端相连，将主芯片输出的控制信号调制输出至弹上舵机。本技术提供的基于末制导炮弹的弹载计算机各模块体积小，线路连接简易，成本低，过载高，使用便利，广泛适于各种末制导炮弹系列上应用。此外，该弹载计算机在末制导炮弹系统惯导段能有效控制炮弹按照设计工作到达所需目标区域，控制效果良好。技术工程实现简単，经济实用，在短时间段内可以准确输出打舵指令，可以广泛应用于末制导炮弹简易制导控制系统，也可以应用于其他高过载弹上如火箭、火箭弹等。附图说明 图I是根据本技术弹载计算机的结构示意图。图2是根据本技术弹载计算机的变压稳压模块电路示意图。图3是根据本技术弹载计算机的上电复位模块中电路示意图。图4是根据本技术弹载计算机的抗干扰电路示意图。图5是本技术弹载计算机的信号输出曲线。具体实施方式以下结合附图，通过具体实施方式对本技术进行详细说明，本技术的特点和优点随着这些说明将变得更为清楚、明确。本技术提供一种基于末制导炮弹的弹载计算机，包括測量模块、处理模块和输出控制模块，測量模块用于测量弹体运行数据，处理模块用于将测量模块测得的弹体运行数据结合得到控制指令，输出控制模块将从处理模块得到的控制指令输出至舵机，其中，測量模块包括以下姿态传感器双轴加速度计、滚转轴角速率陀螺和空间定位定向陀螺，所述三个传感器分别通过前端信号处理电路与处理模块中的弹上主芯片相连，双轴加速度计和滚转轴角速率陀螺分别通过前端信号处理电路将传感器信号通过采集的方式输入处理模块中的弹上主芯片，空间定位定向陀螺通过前端信号处理电路将传感器信号通过捕获的方式输入处理模块中的弹上主芯片；处理模块包括变压稳压模块、上电复位模块和弹上主芯片，变压稳压模块将弹上电源稳定为低电压并稳定输出给上电复位模块，再经过抗干扰电路向弹上主芯片供电；输出控制模块包括光I禹(光电I禹合器)，其输入端与处理模块的弹上主芯片输出端相连，将主芯片输出的控制信号调制输出动弹上舵机。在根据本技术的弹载计算机中，在測量模块中，双轴加速度计、滚转轴角速率陀螺和空间定位定向陀螺这三个传感器相互之间是独立的，分别通过前端信号处理电路(阻值分压电路)与处理模块中的弹上主芯片相连。其中，双轴加速度计和滚转轴角速率陀螺与弹上主芯片分别通过ADC数据采集的方式相连，双轴加速度计和滚转轴角速率陀螺传感器的数据通过数据采集的方式传输至弹上主芯片，空间定位定向陀螺与弹上主芯片通过捕获的方式相连，空间定位定向陀螺的数据通过捕获的方式传输至弹上主芯片。測量模块与主CPU处理模块之间的连接方式采用集成的ADC数据采集和捕获两种方式完成，测量模块通过12位模数转换器与弹上主芯片相连。捕获单元能够捕获到捕获单元外部引脚的跳变，捕获单元的外部引脚上出现跳变时被触发，每个捕获单元都有捕获引脚。当捕获输入引脚上检测到所选的跳变时，所选的GP定时器的计数值被捕获并存入到一个ニ级深的FIFO栈中。每个捕获单元的施密特触发器可以捕获到相关引脚的跳变，运用该芯片的捕获单元的中断功能和定时器，可以准确測量出两个沿之间的宽度，即可准确判断触发状态和触发宽度。在技术中使用的采集摸/数转换器采用12位模数转换器(8路12位内置模数转换器)，包含前端模拟多路复用器，采用保持电路，转换内核，稳压器以及其它模拟支持电路，当对ADC的硬件资源进行配置完成后，根据指令启动A/D采样，即可获取ADC转换后的结果。在根据本技术的弹载计算机中，在測量模块中，双轴加速度计没有特别要求，优选使用双轴加速度计ADXL210E。在根据本技术的弹载计算机中，在測量模块中，滚转轴角速率陀螺没有特别要求，优选使用滚转轴角速率陀螺ADXRS150。在根据本技术的弹载计算机中，在測量模块中，空间定位定向陀螺是本领域专门的陀螺，专门指空间定位定向陀螺。在根据本技术的弹载计算机中，主CPU处理模块将采集和捕获到的信号通过CPU中的采集管脚和捕获管脚进入CPU，CPU中有核心控制算法，该算法主要是运用空间定位定向陀螺和滚转角速率陀螺找到真实的弹体重力方向和实时的滚转角，并且结合双轴加速度计得到Y，Z两轴的加速度值，并且由加速度值进行姿态闭环控制，从而得到生成的控制信号(算法可參考《基于DSP弹载计算机控制系统设计》，王伟，北京理工大学学位论文)，并将控制信号传输给输出控制模块。在根据本技术的弹载计算机中，弹上主芯片采用MSP430F149(购自TI公司)，其功耗低，体积小，适于弹上应用。在根据本技术的弹载计算机中，由于主芯片MSP430F149的供电电压为+3. 3V，而弹上电池的电源电压为+12V，因此在变压稳压模块采用LM 7805器件，LM7805将弹上+12V电源变压为+5V，上电复位模块使用TPS7333Q器件，其将+5V电源变压为+3. 3V,再经过抗干扰电路区分数字电压和模拟电压，向弹上主芯片MSP430F149供电。具体而言，图2示出了变压稳压模块电路，即LM7805及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种弹载计算机，其特征在于，所述弹载计算机包括測量模块、处理模块和输出控制模块，測量模块用于测量弹体运行数据，处理模块用于将测量模块测得的弹体运行数据结合得到控制指令，输出控制模块将从处理模块得到的控制指令信号放大输出至舵机， 其中，測量模块包括以下姿态传感器双轴加速度计、滚转轴角速率陀螺和空间定位定向陀螺，所述三个传感器分别通过前端信号处理电路与处理模块中的弹上主芯片相连，双轴加速度计和滚转轴角速率陀螺分别通过前端信号处理电路将传感器信号通过采集的方式输入处理模块中的弹上主芯片，空间定位定向陀螺通过前端信号处理电路将传感器信号通过捕获的方式输入处理模块中的弹上主芯片； 处理模块包括变压稳压模块、上电复位模块和弹上主芯片，变压稳压模块将弹上电源稳定为低电压并稳定输出给上电复位模块，再经过抗干扰电路向弹上主芯片供电； 输出控制模块包括光耦，其输入端与处理模块的弹上主芯片输出端相连，将主芯片输出的控制信号调制输出至弹上舵机。2.根据权利要求I所述的弹载计...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，林德福，王江，程振轩，徐平，王辉，宋韬，范世鹏，罗艳伟，
申请(专利权)人：王伟，
类型：实用新型
国别省市：