實時多任務多開發環境雷達系統的設計

2020-11-26 電子產品世界

0 引言

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/260807.htm

　　某制導雷達主要用來準確、快速跟蹤低空飛行的小目標，以引導攻擊系統打擊目標。雷達的平臺控制系統應具有掃描精度高，響應速度快等特點。基於上述要求，本文給出了工控機為核心，在VC++開發環境下通過編程實現雷達終端實時數據的採集、顯控和數據回放等功能，同時在LabWindows CVI開發環境下通過編程操控控制平臺的實現方法。該方法集雷達實時顯控與平臺控制操控於一體，因而不僅提高了雷達系統的整體工作性能，同時也進一步改進了操控平臺的控制精度、穩定性、靈活性。

　　1 系統整體結構

　　本系統的整體結構簡圖如圖1所示。其中的PCI控機通過串口與雷達系統終端相連，用於接收從雷達終端傳輸來的數據，並在保證可靠性地基礎上完成數據採集、實時處理，數據回放等多任務要求。該PC工控機的配置是：CPU選用INTEL(R)Core(TM)2 Duo CPU E4600@2.40GHz；內存2GHz，顯示卡為INTEL(R)82945G Express ChipsetFamily；網絡適配器選用INTEL(R)PRO／1000 PMNetwork Connection；主板可支持包括INTEL雙核在內的多種CPU及三個串口、一個並口、四個USB口、兩個CAN口以及PS／2鍵盤和滑鼠支持的USB口；底板應選擇適當的PCI和ISA擴展槽數量。


該處理系統中，PC工控機不但可通過串口接收雷達終端數據。同時可通過在PC工控機中配備的PCI7841板卡來實現對操控平臺的控制。該PC 工控機配備有兩塊PCI7841板卡，可選用其中的任何一塊，因而相當方便。操作時，只要將操控平臺零點坐標的數值報告給計算機，計算機即可將該值設置為平臺控制軟體的零點。同時，通過選擇平臺的掃描方式、掃描範圍和掃描步進值便可精確控制雷達平臺的掃描行為。當所有的工作模式和參數設置完畢，就可以通過操作軟體界面上的功能按鍵開始工作，PC工控機便可通過和PCI7841板卡相連的CAN總線將控制命令發送出去，而操控平臺在接收到從CAN總線發送來的控制信號後，就可實現相應的平臺動作。

　　2 系統工作界面及功能

　　圖2所示是實時顯控系統軟體的應用界面，圖3是操控平臺控制軟體的應用界面。這兩部分可提供雷達實時顯控系統軟體與平臺控制軟體的實現界面及主要功能模塊。可通過綜合設計技術來實現系統實時顯控和平臺控制的綜合功能。


3 雷達實時顯控與平臺控制的綜合設計

　　本系統通過使用一臺PC工控機來完成雷達與平臺的實時控制，該工控機配備有兩塊PCI7841卡，作業系統為Windows XP，編程環境為VC++6.0和LabWindows CVI8.5，可分別提供給雷達實時顯控軟體和操控平臺控制軟體開發使用。

　　3.1 雷達實時顯控系統的實現

　　雷達工作時，PC工控機通過串口將接收來自雷達終端的數據，數據格式為10 ms一幀，每幀38個字節，雷達工作參數和工作狀態就裝訂在此數據幀中。實時顯控軟體主要完成三個功能：一是終端數據採集，以供數據的後續處理；二是現場實時顯控，以供現場顯控和分析；三是數據回放處理，以供事後分析和功能調試。在現場系統聯調中，可通過使用實時處理功能來實時顯控到雷達的主要目標參數，包括距離、速度、方位角偏差、俯仰角偏差等，這些參數不但在數據欄中可實時顯示，而且還可以曲線的方式直觀地出現在坐標系中。本雷達的主要目標狀態有截獲或未截獲、寬波束或窄波束，根據這些狀態可以確定雷達現場工作的性能。此外，實時顯控軟體還應提供雷達本身的關鍵參數，以及幅度值AGC等的實時顯示。通過現場查看上述指標可以判斷雷達工作正常與否。另外，還能以動畫形式模擬飛彈來跟蹤目標的整個過程，也可根據飛彈處於大視場還是小視場來自動切換顯示不同的坐標系，從而達到直觀生動模擬飛彈運行過程的效果。

　　3.2 平臺控制系統

　　由於PC工控機配備有兩塊PCI7841卡，可通過PCI7841卡將其固有接口形式轉換為CAN總線對外輸出，從而通過CAN連接線將另一端連到操控平臺。由於在進行動態性能試驗時，需要平臺掃描配合，而本平臺控制軟體即為實現此功能而設計的，它能實現方位掃描、俯仰掃描、方框掃描、圓掃描等幾種掃描運動，完全可滿足雷達動態測試的要求。同時，每種掃描方式的掃描範圍、步長、時間間隔等均可設置。另外，使用本平臺軟體控制平臺還具有控制精度高，響應速度快等優點。同時界面中還設有優先級最高的復位鍵，可讓平臺隨時復位到原點位置，為新的系統聯調做好狀態準備。另外還添加了零時刻啟動功能鍵，通過該鍵可方便地關斷制導雷達的自檢信號，使雷達提前由自檢狀態進入工作狀態。

　　以上綜合功能均可在一臺安裝有多個開發環境的PC工控機上實現。

　　4 結束語

　　採用雷達實時顯控與平臺控制綜合設計技術，只需一臺安裝有相應開發環境的PC工控機，就可同時實現對雷達終端數據的實時採集、顯控、回放和對操控平臺的控制。通過該實時顯控系統，可在第一時間掌握雷達的工作狀態，從而擺脫了只有數據採集處理後才能確認工作狀態的困擾，節省了時間，豐富了工作方式，提高了效率。另一方面，平臺控制軟體的應用，不但提高了操控平臺的工作效率，同時也改善了平臺的工作精度和靈活性。這樣當實時顯控和平臺控制系統同時啟用時，只需一個人用一臺PC工控機，就可快速、精確、靈活、實時地實現雷達性能的動態測試和分析。目前，該技術已在某雷達產品上多次成功應用。

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