某新型火炮隨動系統的性能測試系統設計

摘要：提出一種新型火炮隨動系統的性能測試系統設計，采用TMS320LF2407A DSP作為火炮隨動系統性能測試系統的核心，利用DSP的捕獲單元完成了隨動系統跟蹤速度的實時數據采集，并詳細介紹CAN總線通信模塊的設計。測試結果表明，該測試系統滿足設計要求，效果良好。
關鍵詞：DSP；CAN；隨動；測試；TMS320LF2407A

某新型火炮隨動系統為數字式隨動系統，用于驅動火炮炮塔，是整個自行高炮武器系統的核心部分。火炮隨動系統性能的優劣將直接影響防空武器系統的整體作戰效果，因此必須進行隨動系統性能參數的測試，以判定其是否滿足性能指標的要求，為武器系統的保障維修提供依據。這對保證裝備處于良好狀態、提高系統戰斗效能、提高訓練效果、降低維修成本、使部隊盡快形成基本保障能力，都有重要意義。
本文利用DSP和CAN總線技術的良好性能設計了火炮隨動系統性能測試系統。數字信號處理器DSP具有高速、強大的數據處理能力及豐富的外設資源，CAN總線是一種多主串行通信協議。可有效地支持分布式實時傳輸，具有較強的抗干擾能力。將DSP與CAN總線技術相結合，系統的可靠性和實時性能也得到很大提高。

1 測試系統總體結構設計
1．1 測試系統測試對象分析
本設計要對角位移、跟蹤速度和加速度3個能夠反映系統性能的重要參量進行準確實時的測量，從而正確評價火炮隨動系統的性能。角位移信號的變化情況反映了位置式隨動系統的工作狀態變化，角速度和加速度的大小也能反映出系統調轉快速性和跟蹤快速性的好壞。
根據火炮隨動系統的內部結構可推知，方位、高低系統的跟蹤速度和方位、高低執行電機的轉速存在線性關系，對執行電機轉速進行測試，再根據積分、微分運算就可以得到系統的角位移和角加速度，進而可對火炮隨動系統進行性能分析。
1．2 測試系統總體結構分析
測試系統整體結構如圖1所示。系統由上位機和下位機兩部分組成，其都選用了TI公司的TMS320系列DSP器件TMS320LF2407A作為中央處理核心。下位機通過霍爾式傳感器負責實時采集高低方位執行電機的轉速信號，經過DSP捕獲單元(CAP)轉換后通過核心處理器件DSP進行數據處理和分析，計算出跟蹤速度、角位移和加速度，利用CAN總線把實時數據傳輸給上位機。上位機配有鍵盤輸入和LCD顯示，負責發送控制命令，并接收下位機送來的采樣數據，對火炮隨動系統的性能參數進行實時監測。

2 測試系統硬件設計
2．1 下位機硬件總體設計
設計選用TMS320LF2407A為核心構建火炮隨動系統性能測試裝置的硬件電路，完成對所需監測的轉速信號的采集、數據處理以及數據傳輸等功能。整個下位機硬件系統的結構框圖如圖2所示。