[发明专利]一种基于simulink运动特性建模的通用目标模拟系统

权利要求书

1.一种基于simulink运动特性建模的通用目标模拟系统，包括目标运动仿真计算机、目标特性模拟器和目标运动装置，其特征在于：所述目标特性模拟器和目标运动装置分别与目标运动仿真计算机通过串口通讯连接并进行信息传递，所述目标运动仿真计算机基于simulink实时仿真平台，配备了专用的simulink工具箱，包含了目标模型、弹目相对运动关系计算模块、目标特性计算模块、端点位置计算模块，所述目标特性模拟器与目标运动装置端点处固连，所述目标运动装置包括运动控制系统和端点运动平台，所述运动控制系统包括运动控制器、伺服电机驱动器1、伺服电机驱动器2、和伺服电机1和伺服电机2，所述运动控制器接收目标运动仿真计算机的控制信号，并处理控制信号发送给伺服电机驱动器，由伺服电机驱动器根据控制信号驱动伺服电机运动，所述端点运动平台的端点平面运动控制方式包括直角坐标式、极坐标式和关节式，所述目标特性模拟器包括红外辐射器、激光发射器、雷达发射机和可见光成像模拟器，与导引头类型相匹配；

基于simulink运动特性建模的通用目标模拟系统的工作过程，包括如下步骤：

S1、目标运动仿真计算机先将目标模型解算出目标的运动信息后，与获取的导弹位置信息一起传递到弹目相对关系计算模块；

S2、弹目相对关系计算模块获取到弹目相对位置信息后，计算出弹目距离和视线角,再把弹目距离信息传递给目标特性计算模块，同时把视线角信息传递给端点位置计算模块；

S3、目标特性计算模块接收到弹目距离信息，一方面根据目标模拟信号的能量在大气中传播的衰减规律计算出导引头实际所接收到的能量强度，再换算出目标特性模拟器所需要发出的功率，并将“所需发出功率”信息传递到目标特性模拟器；

S4、另一方面，目标特性计算模块利用弹目距离信息，根据不同的模型，计算出目标在导引头“眼中”的“几何形状和大小”，并将目标的“几何形状和大小”信息传递到相应类型的目标特性模拟器，控制目标特性模拟器产生符合“几何形状和大小”要求的信号；

S5、目标特性模拟器接受到“所需发出功率”信息和“几何形状和大小”信息，然后按照“功率”和“几何”要求，产生符合特性要求的目标信号，供导引头或许“目标的信息； 这就完成了目标特性的模拟任务；

S6、端点计算模块获取到弹目视线角信息后，根据实验室中导引头和目标运动装置的空间相对位置关系计算出端点相对于导引头的空间位置，再将此空间位置转换成目标运动装置的用户坐标下的坐标，并将此坐标信息通过串口通讯传递到目标运动装置中，以控制目标运动装置的运动；

S7、目标运动装置接收到坐标信息，运动控制系统的运动控制器按照坐标要求，分别控制电机1和电机2的转动，使得目标运动装置端点运动到预定的空间位置，这就完成了弹目视线角的模拟任务。

2.根据权利要求1所述的一种基于simulink运动特性建模的通用目标模拟系统，其特征在于：所述专用的simulink工具箱包含了目标飞行方案和目标特性计算模型两大模块，所述目标飞行方案包括爬升方案、平飞方案、盘旋方案、俯冲方案以及自定义方案。

3.根据权利要求1所述的一种基于simulink运动特性建模的通用目标模拟系统，其特征在于：所述目标模型从配套的专用的simulink工具箱中选择目标的一种飞行方案，作为目标模型输出。

4.根据权利要求1所述的一种基于simulink运动特性建模的通用目标模拟系统，其特征在于：所述弹目相对关系计算模块包括弹目距离计算模块、视线仰角计算模块和视线偏角计算模块，所述弹目相对关系计算模块获取导弹和目标的运动信息进行处理，并输出弹目相对关系信息，即弹目距离、弹目视线仰角和视线偏角。

5.根据权利要求1所述的一种基于simulink运动特性建模的通用目标模拟系统，其特征在于：所述端点位置计算模块包括“目标”位置计算模块、坐标系相对关系确定模块和坐标转换模块，计算目标运动装置的端点在目标运动装置的用户坐标系下的坐标。

6.根据权利要求1所述的一种基于simulink运动特性建模的通用目标模拟系统，其特征在于：所述目标特性计算模块包括目标可见光信号特性计算模块、目标红外信号特性计算模块、目标激光信号特性计算模块和目标雷达信号特性计算模块，由专用的simulink工具箱提供选择，处理因弹目距离变化导致的导引头所“看到”的目标信号的变化，将处理后的信号传递给目标特性模拟器，控制目标特性模拟器产生相应的“目标”信号。