某新型火炮隨動系統(tǒng)的性能測試系統(tǒng)設(shè)計

摘要：提出一種新型火炮隨動系統(tǒng)的性能測試系統(tǒng)設(shè)計，采用TMS320LF2407A DSP作為火炮隨動系統(tǒng)性能測試系統(tǒng)的核心，利用DSP的捕獲單元完成了隨動系統(tǒng)跟蹤速度的實(shí)時數(shù)據(jù)采集，并詳細(xì)介紹CAN總線通信模塊的設(shè)計。測試結(jié)果表明，該測試系統(tǒng)滿足設(shè)計要求，效果良好。
關(guān)鍵詞：DSP；CAN；隨動；測試；TMS320LF2407A

某新型火炮隨動系統(tǒng)為數(shù)字式隨動系統(tǒng)，用于驅(qū)動火炮炮塔，是整個自行高炮武器系統(tǒng)的核心部分。火炮隨動系統(tǒng)性能的優(yōu)劣將直接影響防空武器系統(tǒng)的整體作戰(zhàn)效果，因此必須進(jìn)行隨動系統(tǒng)性能參數(shù)的測試，以判定其是否滿足性能指標(biāo)的要求，為武器系統(tǒng)的保障維修提供依據(jù)。這對保證裝備處于良好狀態(tài)、提高系統(tǒng)戰(zhàn)斗效能、提高訓(xùn)練效果、降低維修成本、使部隊(duì)盡快形成基本保障能力，都有重要意義。
本文利用DSP和CAN總線技術(shù)的良好性能設(shè)計了火炮隨動系統(tǒng)性能測試系統(tǒng)。數(shù)字信號處理器DSP具有高速、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力及豐富的外設(shè)資源，CAN總線是一種多主串行通信協(xié)議。可有效地支持分布式實(shí)時傳輸，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。將DSP與CAN總線技術(shù)相結(jié)合，系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時性能也得到很大提高。

1 測試系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
1．1 測試系統(tǒng)測試對象分析
本設(shè)計要對角位移、跟蹤速度和加速度3個能夠反映系統(tǒng)性能的重要參量進(jìn)行準(zhǔn)確實(shí)時的測量，從而正確評價火炮隨動系統(tǒng)的性能。角位移信號的變化情況反映了位置式隨動系統(tǒng)的工作狀態(tài)變化，角速度和加速度的大小也能反映出系統(tǒng)調(diào)轉(zhuǎn)快速性和跟蹤快速性的好壞。
根據(jù)火炮隨動系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可推知，方位、高低系統(tǒng)的跟蹤速度和方位、高低執(zhí)行電機(jī)的轉(zhuǎn)速存在線性關(guān)系，對執(zhí)行電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測試，再根據(jù)積分、微分運(yùn)算就可以得到系統(tǒng)的角位移和角加速度，進(jìn)而可對火炮隨動系統(tǒng)進(jìn)行性能分析。
1．2 測試系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分析
測試系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成，其都選用了TI公司的TMS320系列DSP器件TMS320LF2407A作為中央處理核心。下位機(jī)通過霍爾式傳感器負(fù)責(zé)實(shí)時采集高低方位執(zhí)行電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號，經(jīng)過DSP捕獲單元(CAP)轉(zhuǎn)換后通過核心處理器件DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，計算出跟蹤速度、角位移和加速度，利用CAN總線把實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)。上位機(jī)配有鍵盤輸入和LCD顯示，負(fù)責(zé)發(fā)送控制命令，并接收下位機(jī)送來的采樣數(shù)據(jù)，對火炮隨動系統(tǒng)的性能參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。

2 測試系統(tǒng)硬件設(shè)計
2．1 下位機(jī)硬件總體設(shè)計
設(shè)計選用TMS320LF2407A為核心構(gòu)建火炮隨動系統(tǒng)性能測試裝置的硬件電路，完成對所需監(jiān)測的轉(zhuǎn)速信號的采集、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。整個下位機(jī)硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。