طراحي و پياده‌سازي آزمون‌گر سخت‌افزار در حلقه رايانه پرواز يك موشك تاكتيكي با هدايت تركيبي

Design and Implementation of Hardware in the Loop Tester for a Tactical Missile Flight Computer with Hybrid Guidance

يكی از متداول‌ترين روش‌های توسعه و ارزيابی سامانه‌های هوافضايی، آزمون سخت‌افزار در حلقه می‌باشد كه در آن بخشی از سامانه كه قرار است توسعه يابد و يا عملكرد آن مورد بررسی قرار گيرد به‌صورت سخت‌افزاری و ساير بخش‌های سامانه به‌صورت نرم‌افزاری در حلقه شبيه‌سازی پرواز قرار می‌گيرند. اين آزمون يك شبيه‌سازی حلقه‌بسته و زمان-واقعی است كه برای پياده‌سازی آن، از بستری تحت عنوان آزمون‌گر سخت‌افزار در حلقه استفاده مي‎‌شود. اين مقاله به طراحی و پياده‌سازی آزمون‌گر سخت‌افزار در حلقه رايانه پرواز يك موشك تاكتيكی با هدايت تركيبی اختصاص دارد. رايانه پرواز، زيرسامانه‌ای اساسی از موشك مورد نظر‌ است كه محاسبات مربوط به هدايت و كنترل در آن انجام می‌شود. اين زيرسامانه برای پياده‌سازی الگوريتم‌های هدايت و كنترل، داده‌های مورد نياز را از جستجوگر و ساير سنسورهای موشك شامل ژيروسكوپ آزاد اندازه‌گير زاويه غلتش و پتانسيومترهای بالك‌های كنترلی دريافت كرده و فرمان مناسب را جهت تصحيح مسير حركت موشك، به عملگرها ارسال می‌كند. جهت راستی‌آزمايی عملكرد اين رايانه پرواز، می‌توان از آزمون‌های حلقه‌باز و حلقه‌بسته استفاده نمود. در اين مقاله برای ارزيابی حلقه بسته رايانه پرواز، يك آزمون‌گر سخت‌افزار در حلقه، طراحی و پياده‌سازی شده است. اين آزمون‌گر شامل دو بخش نرم‌افزاری و سخت‌افزاری است كه هدف آن ايجاد شرايطی نزديك به واقعيت برای ارزيابی عملكرد سخت‌افزار رايانه پرواز می‌باشد. پس از طراحی اين آزمون‌گر، نتايج آن با نتايج شبيه‌سازی شش‌درجه آزادی موشك در سناريوهای مختلف مقايسه گرديده است كه همخوانی مناسب نتايج، درستی طراحی صورت گرفته را نشان می‌دهد.

One of the most common methods in development and evaluation of aerospace systems is the hardware in the loop (HWIL) test which the part of the system that must has been developed or evaluated its performance, are in hardware and other parts of the system are in software mode put in the flight simulation loop. This test is a closed-loop and real-time simulations that for its implementation, a platform named hardware in the loop test are used. In this paper the design and implementation of HWIL tester of a tactical missile flight computer system with hybrid guidance is presented. Flight computer is an essential subsystem of missile that calculations of guidance and control are done in it. This subsystem for guidance and control algorithms Implementation, collect data from seeker and other missile sensors including free gyroscopes that measure rolling angle, potentiometer of control fins and sending the appropriate commands to actuators for correcting the path of missile. For verifying the performance of this flight computer can use open loop and close loop tests. In this paper for close loop verifying of flight computer, a HWIL tester, is designed and implemented. This tester consists of two parts: hardware and software that aims to create conditions close to reality for evaluating the performance of flight computer hardware. After design of this tester, its results are compared with results of six degree of freedom missile simulation in various scenarios that the appropriate consistency of results shows the accuracy of planning.