基于DSP FPGA的弹载计算机设计

针对现代弹载计算机硬件系统的发展趋势,结合某型反坦克导弹的实际应用需求,采用以DSP作为处理器实现控制系统的核心算法,以FPGA实现外围接口扩展的方案,设计出了一套基于DSP+FPGA的微小型导弹载计算机;文章对该弹载飞控计算机的结构、硬件、软件等方面内容作了详细的介绍,并给出了软件流程图,介绍了软件各模块的详细功能;设计的基于DSP+FPGA的方案,充分利用了两种处理器的特长,实现了实时处理能力,并且具有小型化的特点,其总功率只有2.2 W,可满足导弹的需要。     

飞控计算机硬件及全时序综合测试装置设计

针对飞控计算机在出厂前因无整体测试环境而无法进行全时序测试的问题,设计了基于DSP+FPGA的飞控计算机硬件及全时序综合测试装置。根据功能需求设计装置的总体架构,以DSP+FPGA为核心模块实现多种信号处理,通过构建ARINC429、LVDS和RS-422通信链路完成数据通讯,实现对传感器、执行机构、安保机构、数据链等飞行器组件的模拟,构建出整体测试环境,在飞控计算机配合下完成硬件及全时序测试。测试结果表明该装置功能、性能及实时性满足飞控计算机全时序测试要求,实现了对飞控计算机真实工作环境的模拟。     

基于DSP的一体化PGK控制系统设计

弹载系统的一体化、模块化已成为趋势,据此提出利用DSP来实现精确制导组件(Precision Guidance Kit, PGK)一体化系统的控制,完成导弹的制导和控制任务,从而提高弹载系统的可靠性和导弹的作战能力;叙述了PGK控制系统中硬件与软件的设计过程,包括对控制模块、GPS接收机、地磁测量模块、无线装定模块等的设计和功能介绍,以及对软件工作流程和软件模块进行简要介绍;通过发射安装本PGK系统的修正弹进行飞行试验,GPS模块与地磁测量模块的测试结果表明该系统可以基本实现模块功能。     

模型直升机双核飞控系统设计与仿真验证

设计了一种以FPGA和DSP为硬件核心的模型直升机飞行控制系统,以飞控计算机为研究重点,介绍了其硬件结构和软件设计。为验证飞控系统功能上的可靠性,编写了相应的软件,完成了基于数控转台的地面测试实验。在数控转台和地面站两种环境下分别实时测量三轴姿态角,对所得数据的分析表明设计的飞控系统工作正常,数据通路正确,为模型直升机飞控的开发奠定基础。     

基于1553B总线的飞控软件测试仿真平台设计

针对导弹飞控软件测试系统中更高可靠性、灵活性和实用性的要求,设计了一种基于1553B总线的导弹飞控软件测试仿真平台,介绍其系统组成及上位机软件的设计和实现。对高可靠性和灵活性的飞控软件测试仿真平台进行了研究,从软硬件方面予以分析,给出一个详细的设计方案：测试平台与飞控计算机采用1553B总线通讯的同时,利用VS2010设计上位机测试软件和S-function函数进行子模块封装,并通过Higale仿真界面进行实时的通信控制与显示,可以在保证通信可靠性的基础上对飞控软件的测试结果进行判断与分析。仿真测试结果表明,该飞控软件测试仿真平台方案可以实现对某型导弹飞行控制软件的通信与测试,并且具有高可靠性和可扩展性。     

基于DSP+FPGA的新型弹载计算机设计与实现

以某型号导弹飞行试验为研制背景,设计出一款精度高、通用性强的新型弹载计算机。该弹载计算机以高性能DSP和FPGA为系统框架,通过其丰富的外围接口和强大的处理能力,结合AD5764转换模块、MAX3490通信模块、ADUM1401四通道数字隔离器和ULN2801达林顿管驱动器组成的离散量输出等模块,解决了弹载计算机与弹上飞控部件之间复杂的并行数据处理以及多种控制算法实时解算问题,具有体积小、重量轻、精度高、实时性好等特点。经过多次飞行试验表明,该弹载计算机具有较高的可靠性和稳定性,应用前景非常广泛。     

基于FPGA的卡尔曼滤波器的设计与实现

采用 FPGA 硬件实现卡尔曼滤波器,解决了采用 DSP 软件方法实现存在的并行性和速度问题。以基于 FPGA 的数据采集系统为硬件平台,根据模块化设计思想,采用 VHDL 编程实现ADS8364芯片控制模块,利用 FPGA 的系统级设计工具 DSP Builder 设计卡尔曼滤波器模块,给出模块的软件仿真结果并完成整个系统的硬件验证。结果证明了设计的正确性,同时表明采用 DSP Builder使卡尔曼滤波器的 FPGA 硬件实现更加简单,速度更快。     

基于TMS320C6415的飞控计算机接口模块设计

文中以DSP TMS320C6415为核心处理器,设计并实现了飞控计算机接口模块。该模块采用JTAG接口进行DSP芯片内部测试,扩展了存储器,使用FPGA芯片对模块内的资源进行逻辑控制,可以满足飞控计算机中的模拟量处理、离散量处理以及RS422串行接口通讯。飞控计算机接口模块被应用于多个项目中,实践证明,该模块能够正确、快速地实现其接口信号处理功能。文中不仅对接口模块硬件资源选择、工作原理的关键问题进行了评述,而且对DSP的软件流程和工作方式进行了描述。     

LabVIEW FPGA模块在飞控计算机测试系统中的应用

飞控计算机是战术飞行武器控制系统的核心。针对其接收发送数字信号的不同时序要求,利用LabVIEW FPGA模块生成飞控计算机测试系统中的测试激励信号,同时接收其数字输出响应,完成测试。详细介绍了LabVIEW FPGA模块的硬件接口设计与软件设计,实践表明应用LabVIEW FPGA模块能缩短系统开发周期,系统可靠性高,工作稳定,满足设计要求。     

基于DSP的飞行控制计算机设计与研究

介绍了基于TI公司TMS320F2812 DSP的飞行控制计算机硬件设计结构,详细介绍了系统的体系结构和各功能模块的作用。软件设计以直接设计方式开发,包括主模块、定时/串行中断处理模块。软件系统载于DSP FLASH中,并给出了相应的飞控软件流程图。整个系统成本低、体积小、功率少,具有实际应用价值。     

中远程舰空导弹协同制导飞行试验安控方案设计

针对中远程舰空导弹协同制导飞行试验的实施安全性问题,对舰空导弹协同制导作战过程和舰空导弹安全控制措施进行了分析,提出了中远程舰空导弹协同制导飞行试验安控基本方案;重点对安控系统组成、安全管道设置及导弹自毁残骸落点估算、安控工作流程、安控软件方案等关键内容进行了研究;该方案设计基于单舰制导导弹飞行试验安全控制实践经验,紧贴试验工程实际,对于中远程舰空导弹协同制导飞行试验的的安全实施具有较好的实用价值和参考意义。     

基于DSP和FPGA的全景图像处理系统设计与实现

设计了基于DSP和FPGA的全景图像处理方案,FPGA完成图像采集,DSP完成图像的各种处理算法。利用FPGA设计了基于乒乓缓存机制的SDRAM控制器;采用EDMA方式,完成了DSP与FPGA的数据交换。测试结果表明,DSP+FPGA折反射全景图像处理系统完成了对分辨率为2 048×2 048、每秒15帧的Camera Link接口的全景图像的实时采集及缓存解算,并以1 024×768的分辨率进行实时显示。     

导弹电动舵机控制系统设计

针对某型导弹现有电液伺服系统存在动态响应速度慢、结构复杂、可靠性差、使用维护困难等缺点,研究提出了一种以大功率无刷直流电机为控制对象的电流/位置/速度三闭环反馈控制系统设计方案;采用DSP和FPGA的组合工作模式,其中DSP内部主控制程序实现系统初始化、三闭环控制算法和产生PWM信号等功能,FPGA则实现各功能电路的时序逻辑控制;通过构建由模拟制导计算机、1553B总线通讯网络和舵机控制系统组成的测试系统,验证了三闭环电动舵机控制系统设计方案的可行性;实验结果表明,该导弹电动舵机控制系统最大负载扭矩为75N·m,满载角速度为200°/s,调节时间小于70 ms(±10°阶跃信号),动态相移小于5％(2°,1 Hz),具有输出力矩大、响应速度快、控制精度高、使用寿命长和可维护性好等优点.     

大攻角导弹法向过载控制的变结构设计

通过分析大攻角导弹在飞行过程中出现的问题和滑模变结构理论所具有的优势,本文针对法向过载控制进行优化设计,目的是使其对内在参数变化等因素有较强的适应能力和鲁棒性。基于"过载+角速度+角度"三回路自动驾驶仪,将气动参数的变化等效为动力参数的摄动,设计变结构控制器,重构法向过载微分信号,易于工程实现。通过仿真验证了变结构控制器的性能,结果表明在大攻角飞行条件下,导弹法向过载变结构自动驾驶仪抗模型参数摄动的鲁棒性方面优于传统设计方法。     

基于FPGA的便携式导弹快速测试方法研究

针对当前导弹测试方法繁琐复杂、测试效率较低等问题,同时结合导弹快速发射等实际需求。论文提出了一种基于FPGA的便携式测试方法研究。该方法以Cyclon IV FPGA芯片作为核心数据综合处理单元,核心处理单元采用双核处理器架构,搭载对应的通信板、模拟量以及数字量板卡,分别完成对应的测试指令发送和对应的数据采集,数据处理软件采用采用uc/OS II操作系统完成任务整个系统任务调度。同时采用便携式智能数据终端来实施查看并自主分析测试数据。实验表明该方法,可降低测试设备体积、降低测试方法复杂度同时提高测试效率,从而实现实现快速发射。     

新一代ARINC429总线监听模块设计技术

在飞行试验中,机载ARINC429总线往往包含重要的试飞数据,采集ARINC429总线是试飞测试系统中重要的一环。以往的ARINC429总线采集技术,一般采用分离元器件构成,造成电路体积大、功耗大,可靠性降低。在新一代网络化采集器创新性预研背景下,提出了一种基于DSP和FPGA架构的通用设计方案,FPGA进行总线协议解析,DSP进行数据的筛选,充分发挥出FPGA的并行优势和DSP的灵活特性。同时,设计了数据采样和传递机制,并在实际工程中得到应用。     

基于FPGA的弹载数据回读系统设计

惯性传感器在各种导弹武器中的广泛应用,使得采集存储系统成为弹体飞行参数测量中不可或缺的存储设备。基于采集存储系统数据读取的需要,设计了一种基于FPGA的弹载数据回读系统。本系统以FPGA为控制核心,FT245BL芯片为USB控制芯片,FPGA模拟的FIFO为数据缓存,从而实现数据的传输。试验验证表明,该回读系统能够很好地完成数据传输工作,且传输数据迅速、准确,无错帧与丢帧现象,具备一定的工程实用价值。