飞行控制计算机的设计及其接口仿真

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　　从近十年战争来看，精确制导武器的威力和打击精度不断提高，且在战争中得到愈来愈广泛的应用。各军事大国一方面加大力度研发高精度、摧毁力更强的制导武器。另一方面为现有的非智能弹增装制导系统来提高其作战效能，所以大力发展制导武器是现代战争的趋势。

　　制导系统由多个子系统组成，而飞行控制系统是众多子系统之一，其可靠性和稳定性直接关系到制导系统能否正常工作。针对非智能弹增装制导系统的项目，设计了飞行控制计算机，并对其接口进行静态仿真。

　　飞行控制计算机工作原理

　　通过侦察手段或电子地图，测量出目标点的坐标。飞机上的火控计算机根据目标点的信息计算出可攻击区，并计算出投弹点区域距离目标点之间的弹道簇表，把该弹道簇表下传至飞行控制计算机。

　　飞机起飞后，按照预先设定的方案飞至投弹区域，启动弹载导航计算机和GPS组合导航仪进行初始化对准和标定，并输出开关量，启动热电池。

　　投弹后，钻地弹进入自由飞行区。此时弹载导航计算机根据惯导系统和GPS信息，实时计算出钻地弹的位置和姿态，传至飞行控制计算机。飞机控制计算机根据自由飞行初始阶段的参数在弹道簇表中选择一条方案弹道，飞机控制计算机将其与真实弹道、姿态进行比对，计算出控制律。根据控制律调整方向舵，使得炸弹沿方案弹道飞行。图l给出飞行控制计算机的工作原理。

　　飞行控制计算机硬件设计

　　飞行控制计算机的硬件设计主要包括：外围接口设计、存储器、开关量、电源、CPU、D／A转换、A／D转换等部分。因为弹载计算机要求具备运算速度快，外围接口丰富，功耗低等特点，而TI公司设计的TMS320F2812型DSP广泛用于系统控制，且能较好地适用于飞行控制计算机的设计，所以该系统设计采用TMS320F2812作为控制计算机的CPU。图2给出弹载控制计算机的系统框图。

　　需说明的是，TMS320F2812内部有一个可编程锁相环(PLL)，它可配置为：

　　式中：XCLKIN为晶体时钟频率；n为锁相环控制寄存器(PLLCR)低4位数值，n=(PLLCR)＆0x000F。

　　这里，PLLCR寄存器中的值为Ox000A，所以据上所述，DSP复位后的工作频率为150 MHz。

　　 飞行控制计算机软件设计

　　飞机控制计算机的运行程序采用C语言编写。在编写该程序过程中，应充分考虑程序的可靠性。尤其是在编写通信程序时，采用环形缓冲区的数据存储方式，既可提高硬件存储器的利用效率，也可提高数据快速检索、纠错的能力。在连接其他设备的过程中，飞机控制计算机的程序运行比较稳定，能够达到系统设计的要求。另外，采用结合看门狗电路的设计、查询和中断方式进行编程的方法也可以成为提高程序可靠性的重要手段。