[发明专利]一种便携式火控/火力系统的模拟系统及方法

权利要求书

1.一种便携式火控/火力系统的模拟系统，其特征在于包括上位机和接口转换模块；所述的接口转换模块包括USB-串口转换接口、单片机和RS485转换单元；当模拟火控系统时，上位机通过USB接口与接口转换模块连接，接口转换模块通过RS485串口与火力系统连接，USB-串口转换接口实现USB口和TTL电平串口的转换，RS485转换单元实现TTL电平和RS-485电平的转换，单片机利用本身的定时器实现严格的40ms定时，在RS485串口通信时，完成和火力系统的时序对接，单片机收取上位机数据，按照一定的时序要求发送给火力系统，同时接收来自于火力系统的初速值以及火炮随动状态字并将其转发给上位机；当模拟火力系统时，上位机通过USB接口与接口转换模块连接，接口转换模块通过RS485串口与火控系统连接，USB-串口转换接口实现USB口和TTL电平串口的转换，RS485转换单元实现TTL电平和RS-485电平的转换，单片机收取来自火控系统的方位角、俯仰角诸元信息并转发给上位机并进行显示，同时收取来自上位机的初速值以及火炮随动状态字，转发给火控系统。

2.根据权利要求1所述的一种便携式火控/火力系统的模拟系统，其特征在于所述的单片机选用型号为STC15F2K32S2。

3.根据权利要求1所述的一种便携式火控/火力系统的模拟系统，其特征在于所述的USB-串口转换接口选用型号为CH340G。

4.根据权利要求1所述的一种便携式火控/火力系统的模拟系统，其特征在于所述的RS485转换单元选用2片MAX485。

5.根据权利要求1所述的一种便携式火控/火力系统的模拟系统，其特征在于所述的上位机为便携式电脑。

6.一种采用权利要求1所述的系统进行便携式火控/火力系统的模拟方法，其特征在于：

当模拟火控系统时，具体步骤如下：

步骤a1：上位机进入“火控模拟器”选择模式，通过USB口发送命令字给单片机，单片机根据命令字使用火控模式；

步骤a2：当进入固定点时，读取界面输入的方位角和俯仰角固定点以及角速度数据，读取开火和报警状态字，将其生成代码显示在界面，同时发送给接口转换模块，单片机使用本机的定时器进行40ms定时，它收取上位机方位角、俯仰角以及开火和报警状态字数据，按照一定的时序要求发送给火力系统，同时接收火力系统返回的火炮初速值及火炮随动状态字，并将其转发给上位机；上位机读取来自于“接口转换模块”的返回的火炮初速以及火炮随动信号，并在界面进行显示；

当进入匀速测试时，读取界面输入的方位角和俯仰角初值以及角速度数据计算获得方位角和俯仰角，读取开火和报警状态字，将其生成代码显示在界面，同时发送给接口转换模块，单片机使用本机的定时器进行40ms定时，它收取上位机方位角、俯仰角以及开火和报警状态字数据，按照一定的时序要求发送给火力系统，同时接收火力系统返回的火炮初速值及火炮随动状态字，并将其转发给上位机；上位机读取来自于“接口转换模块”的返回的火炮初速以及火炮随动信号，并在界面进行显示；所述的方位角和俯仰角的计算公式：

其中，W_n-1、Y_n-1为上一帧方位角和俯仰角，V_W和V_Y为方位角速度和俯仰角速度；

当进入航路模式1即方位角振荡，航路模式2即俯仰角振荡，航路模式3即直线航路，航路模式4即方位角/俯仰角振荡时，读取参数设置区获取不同航路的不同参数；根据相应航路的数学模型计算获得方位角或者俯仰角的角度和角速度数据，读取开火和报警状态字，将其生成代码显示在界面，同时发送给接口转换模块，单片机使用本机的定时器进行40ms定时，它收取上位机方位角、俯仰角以及开火和报警状态字数据，按照一定的时序要求发送给火力系统，同时接收火力系统返回的火炮初速值及火炮随动状态字，并将其转发给上位机；上位机读取来自于“接口转换模块”的返回的火炮初速以及火炮随动信号，并在界面进行显示；所述的方位角振荡、俯仰角振荡以及方位角/俯仰角振荡模式下，其方位角、俯仰角、方位角速度、俯仰角速度计算公式：

所述的直线航路模式下，其方位角、俯仰角、方位角速度、俯仰角速度计算公式：

其中：W_fly为飞机飞行方向；

W_n-1为上一帧方位角；

W_n为当前方位角；

Y_n-1为上一帧俯仰角；

Y_n为当前俯仰角；

V_W为方位角速度；

VY为方位角速度；

当模拟火力系统时，具体步骤如下：

步骤b1：上位机进入“火力模拟器”选择模式，通过USB口发送命令字给单片机，单片机根据命令字使用火力模式；

步骤b2：上位机接收来自接口转换模块的火控数据；

步骤b3：根据串口数据格式定义解析出火控系统的方位角、俯仰角的角度及角速度、开火和报警状态字；

步骤b4：对解析出的方位角、俯仰角的角度值以数据量、运动点迹、码盘图形显示，对开火和报警状态字数据量及指示灯的状态显示；

步骤b5：上位机读取界面上设置的初速值和火炮随动状态，发送给接口转换模块，接口转换模块将其返回给火控系统。