清华大学精仪系大三暑期实践论文

1、清 华 大 学生产实习与社会实践题目：空空导弹中的自动检测系 别：精密仪器系专 业：测控技术与仪器班 级：精33姓 名：康轶譞 任雪冰指导教师：王文会 张浩2016 年 8 月 18 日声 明郑重声明：所呈交的调研报告，是本小组在教师指导下，独立进行调研所取得的成果。尽本小组成员所知，除文中已经注明引用的内容外，本调研报告的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对设计报告所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。调研任务分工如下：康轶譞同学负责自动检测系统介绍、空空导弹中的自动检测系统软件设计以及文档的汇总整理，占总任务量50%；任雪冰同学负责空空导弹中的自动检测系

2、统介绍以及其硬件设计、总结与感想以及PPT的制作，占总任务量50%。小组成员签名：_康轶譞_日 期：_2016.8.18_小组成员签名：_任雪冰_日 期：_2016.8.18_大作业报告（精33康轶譞2013010672 任雪冰 2013010667 ）一、引言二、自动检测技术自动检测技术是自动化科学技术的一个重要分支科学，是在仪器仪表的使用、研制、生产、的基础上发展起来的一门综合性技术。自动检测就是在测量和检验过程中完全不需要或仅需要很少的人工干预而自动进行并完成的。实现自动检测可以提高自动化水平和程度，减少人为干扰因素和人为差错，可以提高生产过程或设备的可靠性及运行效率。1. 自动检测的任

3、务：自动检测的任务主要有两种，一是将被测参数直接测量并显示出来，以告诉人们或其他系统有关被测对象的变化情况，即通常而言的自动检测或自动测试；二是用作自动控制系统的前端系统，以便根据参数的变化情况做出相应的控制决策，实施自动控制。2. 自动检测技术主要的研究内容： 自动检测技术的主要研究内容包括测量原理、测量方法、测量系统、及数据处理。3.测量系统：确定了被测量的测量原理和测量方法后，就要设计或选用装置组成测量系统。目前的测量系统从信息的传输形式看，主要有模拟式和数字式两种。基本原理如图：（1）模拟式测量系统模拟量测试系统是由传感器，信号调理器，显示、记录装置和（或）输出装置组成。（2）数字式测

4、量系统数字式测量系统目前主要是带微机的测量系统，是由传感器、信号调理器、输入接口、中央处理器组件、输出接口和显示记录等外围设备组成。4.检测技术的特点 实时性强、精确度高、可靠性高、通道多、功能强三、空空导弹中的自动检测1.空空导弹需要自动检测的原因为使空空导弹充分发挥其效能，我们必须对导弹的战术技术性能进行检测以保证工作的可靠性。传统方法是在基地检测合格后交付部队使用，但由于在交付部队过程中会经过运输存放等过程，难以判断交付后是否依然符合技术标准。为提高快速反应能力，设计一种在现场实时自动检测的方式是十分必要的。2.空空导弹自动检测的功能（1）测试系统在检测导弹发射装置之前，首先应该保证自身

5、的准确性和可靠性， 因而测试系统应该具有自检校准功能；（2）完成与导弹载体间的信号交联;提供飞机工作环境， 模拟导弹的正常或故障状态， 检查发控系统时序逻辑和电气性能参数是否正常（3）检测导弹的动态战术性能和技术性能;在模拟的动态环境下，工程中可采用特征曲线匹配法来确定系统动态性能是否达到要求，如果实际曲线与理论曲线的误差在允许范围内，则动态性能达标。这其中的重要参数有，最大动压点，最小动压点，气动时间常数最大点等。（4）能单独检测导弹离轴发射的性能指标。离轴发射指空空导弹的弹体纵轴偏离目标而导引头探测器指向目标时的发射方式。采用离轴发射方式，导弹可通过导引头探测器扫描扩大视场，能及早捕获、跟

6、踪目标，增加发射机会；不需要弹体纵轴在发射时每一瞬间都沿着瞄准线对准目标，可弥补载机机动性能的不足。3.空空导弹自动检测系统的硬件设计 为完成自动检测装置的测试功能,检测装置主要由主控模块、多功能电源模块、通用适配器、离轴发射性能测试模块和导弹动态、静态性能测试模块、测试参数显示模块、标准参数装订模块等组成, 其工作原理结构框图如图（1）主控模块 主控模块由 INTEL8031 处理器、 EPROM2732 程 序 存 储 器、RAM 、驱动器、I O 接口等器件构成单片机基本系统。它控制自动检测装置的工作状态及测试结果显示打印等。（2）多功能电源模块 根据自动检测装置的功能要求,检测装置内部

7、电路及导弹载体工作需 5 种电源,分别是+25V 、+27V 、+160V 、5V 、15V 。为满足上述要求,该模块采用变压器变压,集成电路与分离元件相结合的方式,进行整流、滤波和稳压,以得到高精度的稳定电压。（3）通用适配器 由于空空导弹种类繁多, 造成被测导弹接口类型较多。因此检测装置与导弹的信号交联; 输入、输出信号阻抗匹配变换; 信号衰减、电平转换等将由通用适配器完成。适配器输入、输出端采用标准的接口插件和同轴电缆线,以保证适配器的通用性和扩展性。另外, 适配器内部应具有良好的隔离措施,以满足电磁兼容性的要求。（4）离轴发射性能测试模块 测试模块主要对导弹的离轴扫描、离轴跟踪和离轴显

8、示等工作性能进行测试。（5）动态性能测试模块 该模块主要是对导弹控制电路进行动态性能测试, 以测试导弹截获目标的可能性。（6）静态性能测试模块 静态性能测试主要是用一块FLUKE45 数字智能仪表对导弹控制电路的电阻、电压、电流和频率测量。主要内容是对导弹灯丝电流、电压及陀螺仪的频率信号等静态参数进行测试。（7）测试参数显示模块 测试参数显示模块由液晶显示板、 TL062 大规模驱动集成电路组成,其功能是对测试的电阻、电流、电压、频率结果和各种工作状态的性能进行显示。（8）标准参数装订模块该模块用于装定导弹动态工作状态、静态工作状态及导弹离轴发射等29 个标准参数,作为导弹性能测试、参数调整、

9、故障检测的标准。4.空空导弹自动检测系统的软件设计该系统软件结构采用分层模块化结构， 通过对测试需求的分析， 将软件分为个层次。硬件驱动层负责底层硬件操作与管理； 测试功能层完成对不同型号发控时序进行管理与实现； 人机交互层负责相应用户界面操作根据测试系统不同的功能，把一个软件划分为多个模块，每个模块完成各自不同的功能，这不仅有助于开发人员分工编制测试程序，同时也有助于软件的调试，对于日后升级改进都有好处！（1）硬件驱动层 测试系统包含了模块、模块、 通信模块以及通信模块。模块负责电压等信号的采集及感知；模块负责模拟量与数字量之间的转换；通信模块与发射装置上接口通信， 对导弹发射时序进行流程控

10、制及状态采集；模块负责与发射架下接口进行通信， 实时返回导弹模拟状态。（2）测试功能层 测试功能层的实现以硬件驱动层为基础，测试流程调用硬件驱动层封装的函数， 并且独立于硬件模块完成产品测试与控制。该层的通用模块包含了 函数， 即测试系统软件的入口。另外， 该层的专用模块根据特定的测试需求， 加载相应的测试项目代码（3）人机交互层 对于人机交互层的设计在保证功能性的基础上必须满足人机交互界面友好的要求。运行界面层次清晰， 易于操作四、思考与总结在实习期间，通过老师的介绍以及我们自己查阅的资料，我们对自动检测系统有了一定的了解。知道了它在空空导弹中的应用，以及它的重要性。这也因发了我们对自动检测

11、系统普遍化的思考。首先，对仪器来说，最重要的就是能正常工作。任何问题都有可能导致严重的后果，而即使定期的检查也不能确保及时的发现问题，所以说自动检测是必要的。自动检测可以时时刻刻检测仪器的状态，来确保其正常工作。然而因为其成本相对较高，目前只用于一些精度要求较高的仪器上，还没有推广开来。但我们认为，随着生活中仪器的不断发展，自动检测的推广是必然的，最终它将会应用到我们生活的方方面面。目前已经实现的比如，一些电脑和手机已经具备了自动检测功能。自动检测系统看似复杂，可实际上相关原理都是我们平时上课所学过的知识，比如嵌入式系统、系统动态特性分析、计算机控制等。这也充分体现了我们平时所学知识的重要性，为我们的学习增添了一分动力！参考文献1. XX. 测试智能信息处理. 北京：清华大学出版社, 20082. 吴晓莉等. MATLAB辅助模糊系统设计. 西安：西安电子科技大学出版社, 20023.