一种综合控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种综合控制系统，包括初始化模块、上电模块、自检模块、通信模块、主控调度模块、控制模块、电源管理模块和数据存储模块，初始化模块用于对工作任务、存储空间及定时器进行初始化，并启动通信模块、控制模块及数据存储模块；上电模块：综合控制系统读取载机挂架地址信息，并通过1553B总线回传地址信息给载机，载机与机载光电系统确认连接正常后，综合控制系统通过RS485通信与3块一次电源进行通信，依次打开3块一次电源的输出，通过上电模块为机载光电系统供电。本发明专利技术一种综合控制系统，实现板卡功能调度、在线监测、伺服控制、光机控制、传感器控制、定位解算、已规划任务的实施。施。施。

【技术实现步骤摘要】
一种综合控制系统


[0001]本专利技术涉及一种综合控制系统，属于机载光电


技术介绍

[0002]综合控制系统是机载光电系统的控制、通信、调度的核心，主要功能是与航电系统进行数据通信，控制光电系统内部各分系统的状态，完成系统中光学数据、伺服数据、图像数据、惯导数据、载机任务数据等信息的接收、处理、分发功能。
[0003]现有的综合控制系统存在以下问题：
[0004]1)CPU为PowerPC或DSP等单片机，无法实现多核多任务处理功能；
[0005]2)嵌入式实时操作系统为VxWorks等国外操作系统，无法实现自主可控国产化；
[0006]3)伺服控制模块与综合控制系统分开，光控组件通信模块与综合控制系统分开，软件应用层功能模块多而不集中，数据交互有延时；
[0007]4)伺服控制模块、光控组件通信模块、综合控制系统采用三套单片机+FPGA或CPLD的硬件组成。

技术实现思路

[0008]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种综合控制系统，实现板卡功能调度、在线监测、伺服控制、光机控制、传感器控制、定位解算、已规划任务的实施。
[0009]本专利技术解决技术的方案是：
[0010]一种综合控制系统，包括初始化模块、上电模块、自检模块、通信模块、主控调度模块、控制模块、电源管理模块和数据存储模块，
[0011]初始化模块用于对工作任务、存储空间及定时器进行初始化，并启动通信模块、控制模块及数据存储模块；
[0012]上电模块：综合控制系统读取载机挂架地址信息，并通过1553B总线回传地址信息给载机，载机与机载光电系统确认连接正常后，综合控制系统通过RS485通信与3块一次电源进行通信，依次打开3块一次电源的输出，通过上电模块为机载光电系统供电；
[0013]自检模块：对综合控制系统的故障情况进行检测并处理；
[0014]通信模块：通过解析通信协议，实现数据的接收、执行和发送；
[0015]主控调度模块：载机向光电系统发送控制指令进行工作状态控制，实现光电系统响应载机指令，完成光电系统的工作模式转换、目标搜索、跟踪、照射、测距及定位，配合友机或地面部门协同作战；
[0016]控制模块：实现方位、俯仰、横滚运动控制，快反镜控制以及变倍调焦波段切换；
[0017]电源管理模块：用于光电系统启动上电、系统关机断电、系统重启以及电源故障报警处理；
[0018]数据存储模块：将系统日志和工作参数存储到Flash存储块中，并在回放数据时读取Flash存储块中的系统日志和工作参数。
[0019]进一步的，对准单元的工作包括：子惯导系统初始化、粗对准阶段及精对准阶段。
[0020]进一步的，子惯导的初始化工作，包括：
[0021]由机载主惯导系统给出初始速度、初始位置和姿态阵；
[0022]对惯性组件进行测试和标定；
[0023]在每次启动进入导航工作状态之前进行姿态的初始对准，利用载机起飞、爬行、转弯过程实现传递对准，对准时间短于5min。
[0024]进一步的，粗对准阶段：在tB时刻子惯导系统进行粗对准，主控单元通过主惯导系统提供的姿态阵和速度、位置信息对子惯导系统进行装订，子惯导系统以此装订值作为姿态阵的初始值并进行姿态解算和导航解算。
[0025]进一步的，精对准阶段：在tC时刻，子惯导系统完成粗对准后载机起飞，进入主、子惯导系统精对准阶段，精对准过程要长时间保持直至飞行任务结束，将卡尔曼滤波的测量值与主、子惯导的同类输出量的当前值比较后的差值，作为下一时刻的估计值。
[0026]进一步的，主控调度模块具体工作过程为：
[0027]载机飞抵目标区域时，驾驶员通过操纵杆控制器向光电系统发送控制指令进行工作状态控制，完成光电系统的工作模式转换、目标搜索、跟踪、照射、测距或定位，配合友机或地面部门协同作战；
[0028]1)载机起飞前，光电系统加电自检并进行初始化状态配置，给出光电系统工作正常提示信息，此时，光电系统处于收藏模式；
[0029]2)载机起飞后，发送导航指令，使光电系统退出收藏模式，并处于导航模式，载机母惯导完成初始对准后，发送对准指令进行光电系统子惯导系统的传递对准，为光电系统进行目标点定位、地理跟踪和航路点随动做准备；
[0030]3)载机进入巡航状态，操作员通过操纵杆控制器控制光电系统进入手动或自动搜索工作模式，进行搜索监视，光电系统对一定区域进行手动或自动扫描成像，本模式下，红外热像仪和可见光相机均可进行大、中、小三视场切换；
[0031]4)当操作员发现目标时，通过操纵杆控制瞄准线锁定目标，此时光电瞄准光电系统进入目标自动跟踪模式，维持目标始终处于视场中心区域，调整可见光或红外为小视场进行目标详查；
[0032]当操作员发现视场中出现其它可疑的目标时，在自动跟踪当前目标的同时，控制跟踪框锁定新目标，实现对新目标的自动跟踪观察；
[0033]5)需要知道目标距离载机的距离或对目标定位时，使用激光测照器对目标进行测距操作，然后由主控单元解算目标位置；
[0034]训练场或战场上需要给激光制导导弹或炸弹指示目标时，可由激光测照器发射照射脉冲锁定目标，指引跟踪；
[0035]当地面配合人员发射照射光斑指示目标，光电系统可由激光跟踪器锁定光斑跟踪，为载机火控解算提供位置角度信息；同时，也可由光电系统激光指示器发射指示光为地面配合人员进行目标搜索指引，进行对地近距空中支援；
[0036]6)完成任务后，操作员通过操纵杆控制器发出回收指令，控制光电系统进入收藏模式，载机返航。
[0037]进一步的，通信模块通过解析通信协议，实现1553B、以太网、CAN、RS422、RS485、
RS232、IPMB总线、SRIO总线通信的接收、执行和发送。
[0038]进一步的，主控调度模块实现光电系统响应载机指令，并使得光电系统按照固化的流程调用相应的执行程序，具体包括：
[0039]通过1553B实现载机与系统指令和数据传输；通过以太网通信传输指令和数据给接口交换板、图像处理板和数据存储板，实现图像处理和数据存储；通过CAN通信传输指令和数据给各成像传感器组件、电机驱动器和控制器组件，实现相机工作，电机动作和环境参数控制；通过RS422传输指令和数据给捷联惯导组件、卫星接收机进行飞行信息传递；通过RS485进行电源控制；通过RS232实现健康管理数据传输；通过IPMB总线对接口交换板、图像处理板和数据存储板等板卡实现上电、下电控制，并实时检测板卡的健康信息；通过SRIO总线进行视频图像数据的传输。
[0040]进一步的，控制模块包括自检模块、初始化模块、手动控制回路模块、位置控制回路模块、脱靶量回路控制模块、速度稳定回路模块和收藏模块，
[0041]伺服系统在通电状态下，通过串行通信方式接收指令；伺服系统准备工作主要包括自检及初本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合控制系统，其特征在于，包括初始化模块、上电模块、自检模块、通信模块、主控调度模块、控制模块、电源管理模块和数据存储模块，初始化模块用于对工作任务、存储空间及定时器进行初始化，并启动通信模块、控制模块及数据存储模块；上电模块：综合控制系统读取载机挂架地址信息，并通过1553B总线回传地址信息给载机，载机与机载光电系统确认连接正常后，综合控制系统通过RS485通信与3块一次电源进行通信，依次打开3块一次电源的输出，通过上电模块为机载光电系统供电；自检模块：对综合控制系统的故障情况进行检测并处理；通信模块：通过解析通信协议，实现数据的接收、执行和发送；主控调度模块：载机向光电系统发送控制指令进行工作状态控制，实现光电系统响应载机指令，完成光电系统的工作模式转换、目标搜索、跟踪、照射、测距及定位，配合友机或地面部门协同作战；控制模块：实现方位、俯仰、横滚运动控制，快反镜控制以及变倍调焦波段切换；电源管理模块：用于光电系统启动上电、系统关机断电、系统重启以及电源故障报警处理；数据存储模块：将系统日志和工作参数存储到Flash存储块中，并在回放数据时读取Flash存储块中的系统日志和工作参数。2.根据权利要求1所述的一种综合控制系统，其特征在于，对准单元的工作包括：子惯导系统初始化、粗对准阶段及精对准阶段。3.根据权利要求2所述的一种综合控制系统，其特征在于，子惯导的初始化工作，包括：由机载主惯导系统给出初始速度、初始位置和姿态阵；对惯性组件进行测试和标定；在每次启动进入导航工作状态之前进行姿态的初始对准，利用载机起飞、爬行、转弯过程实现传递对准，对准时间短于5min。4.根据权利要求2所述的一种综合控制系统，其特征在于，粗对准阶段：在tB时刻子惯导系统进行粗对准，主控单元通过主惯导系统提供的姿态阵和速度、位置信息对子惯导系统进行装订，子惯导系统以此装订值作为姿态阵的初始值并进行姿态解算和导航解算。5.根据权利要求2所述的一种综合控制系统，其特征在于，精对准阶段：在tC时刻，子惯导系统完成粗对准后载机起飞，进入主、子惯导系统精对准阶段，精对准过程要长时间保持直至飞行任务结束，将卡尔曼滤波的测量值与主、子惯导的同类输出量的当前值比较后的差值，作为下一时刻的估计值。6.根据权利要求1所述的一种综合控制系统，其特征在于，主控调度模块具体工作过程为：载机飞抵目标区域时，驾驶员通过操纵杆控制器向光电系统发送控制指令进行工作状态控制，完成光电系统的工作模式转换、目标搜索、跟踪、照射、测距或定位，配合友机或地面部门协同作战；1)载机起飞前，光电系统加电自检并进行初始化状态配置，给出光电系统工作正常提示信息，此时，光电系统处于收藏模式；2)载机起飞后，发送导航指令，使光电系统退出收藏模式，并处于导航模式，载机母惯
导完成初始对准后，发送对准指令进行光电系统子惯导系统的传递对准，为光电系统进行目标点定位、地理跟踪和航路点随动做准备；3)载机进入巡航状态，操作员通过操纵杆控制器控制光电系统进入手动或自动搜索工作模式，进行搜索监视，光电系统对一定区域进行手动或自动扫描成像，本模式下，红外热像仪和可见光相机均可进行大、中、小三视场切换；4)当操作员发现目标时，通过操纵杆控制瞄准线锁定目标，此时光电瞄准光电系统进入目标自动跟踪模式，维持目标始终处于视场中心区域，调整可见光或红外为小视场进行目标详查；当操作员发现视场中出现其它可疑的目标时，在自动跟踪当前目标的同时，控制跟踪框锁定新目标，实现对新目标的自动跟踪观察；5)需要知道目标距离载机的距离或对目标定位时，使用激光测照器...

【专利技术属性】
技术研发人员：何烈永，丁楠，徐世豪，
申请(专利权)人：浙江大立科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：