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●How to Cite this Article
Modeling and Simulation
建模与仿真
, 2014, 3
,
1-5
http://dx.doi.org/10.12677/mos.2014.31001
Published Online
February 2014 (http://www.hanspub.org/journal/mos
.html
)
OPEN ACCESS
1
A Design Scheme and Implementation of Simulation
E
quipment for In-
Flight Training
Zhihu Zhang
1
,
Wei Chen
1
, Shaoxian Zhang
1
, Xudong Wa ng
1
, Xuemin Hu
2
, Lixin Zhang
3
1
Army Aviation Institute, Beijing
2
Unit 73602, Beijing
3
Unit 95903, Wuhan
Email: zzhh1960@sina.com
Received: Nov
.
4
th
, 2013; revised:
Nov.
18
th
, 2013; accepted:
Nov.
22
nd
, 2013
Copyright © 201
4
Zhihu Zhang
et al. This is an open access article distributed un der the Creative Co mmons Attrib ution Licen se, which per mits unre-
stricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the origin al work is properly cited. In accordance of th e Creative Commons A
t-
tribution License all Cop yrights
© 201
4
are reserved for Hans an d the own er of the intellectu al p roperty
Zhihu Zhang
et al
. All Copyright © 201
4 are
guarded by law and by Hans as a guardian.
Abstract:
As
described
in this article, the simulation
equipment
for in
-
flight training
was
designed for improving the
functions of the old simulation e
quipment
. Model machine
was
completed
, which was verified
that it has me
t
the
design
requirement
s through
the use. The design
greatly reduces the cost of training, and improves
the training efficiency. This
article briefly introduces the
realization principles
, and
it
is of great reference value for the development of similar s
i-
mulation training e
quipments.
Keywords:
Training Equipment; Simulation Training; Design Scheme
某型空中模拟训练装置方案设计与实现
张志虎
1
，陈
伟
1
，张少贤
1
，王旭东
1
，胡学敏
2
，张立新
3
1
陆军航空兵学院，北京
2
73602
部队，北京
3
95903
部队，
武汉
Email: zzhh1960@sina.com
收稿日期：
2013
年
11
月
4
日；修回日期：
2013
年
11
月
18
日；录用日期：
2013
年
11
月
22
日
摘
要：
本文所述的空中模拟训练装置方案设计，是针对某型训练装置功能单一而进行的改进设计，并完成了
样机的研制，通过使用证明达到方案设计要求，大大减少了训练成本，提高了训练效益。本文简要介绍具体实
现的原理，对于研制类似的模拟训练装置具有较大的参考价值。
关键词：
训练装置；
模拟训练
；方案设计
1.
引言
发射某型训练弹是提高射手射击技能和适应能
力的有效手段。为解决某实装系统一枚模拟弹只能模
拟一枚弹而不能模拟多枚弹发射训练的难点问题，我
们提出研制“某型空中模拟训练装置”
(
以下简称“模
拟训练装置”
)
方案。该方案最终要实现仅安装一枚模
拟训练装置，即可替代现装备的多枚模拟弹的功能，
可进行多弹位发射训练，
1
枚模拟训练装置可为武器
控制系统提供多枚模拟弹的弹在位、弹离轨和产生模
拟弹飞行的状态信号；接收弹的发射、多路点火、控
制指令等信号。两具发射架各安装
1
枚空中模拟训练
装置
,
可实现多模拟弹的发射训练功能，从而解决了训
某型空中模拟训练装置方案设计与实现
OPEN ACCESS
2
练中不能开展多弹位模拟射击训练的难题。
2.
用途、组成与功能
2.1.
用途
主要用于某型弹模拟射击训练时，为武器系统提
供多弹位必备的各种信号，构成弹发射条件；输出弹
空中飞行时的状态信号，接收点火、发射等信号，并
可反复无限次发射，是某型弹模拟射击训练不可缺少
的训练装备。
2.2.
组成
主要由单片机系统
[1
,2]
、弹状态信号形成模块、输
入输出接口模块、信号变换模块、电压变换模块、连
接电缆、壳体和系统程序组成。空中模拟训练装置系
统框图如图
1
所示。
2.3.
功能
1
)
自动识别所选弹位；
2
)
发射后模拟产生弹飞行状态信息；
3
)
向武器系统控制电子箱提供多枚弹在位、弹离
轨等信号；
4
)
接收武器系统控制电子箱发出的点火、指令等
信号；
5
)
显示弹飞行状态信号；
6
)
模拟弹可无限次反复发射训练。
3.
硬件电路设计
3.1.
设计思想
为实现多弹位模拟射击训练，我们研制的模拟训
练装置
具有
多枚原配装模拟弹的训练功能，武器系统
控制电子箱电缆直接与模拟训练装置相连接，通过内
部的单片机完成多枚弹发射状态的控制。
利用武器系统的选弹信号，通过二极管隔离并组
成或门电路，输出的电压送到
DC-
DC
变换模块输入
端，其输出电压用于给单片机系统电路供电。选弹信
号经变换一方面作为单片机系统的供电电源，另一方
面选弹信号经光电隔离变换后送入单片机系统进行
弹位识别，单片机系统接收到发射信号后，模拟训练
装置产生弹飞行状态信号，并传送到武器系统控制电
子箱，武器系统接收到弹飞行状态信号后形成控制指
令传送到模拟训练装置。单片机系统输出端口控制光
电继电器实现与武器系统控制电子箱输入
/
输出信号
单
片
机
系
统
电源变换
光电隔离
弹
弹
弹
弹
选弹
选弹
选弹
选弹
＋5V
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
D1
D2
D3
D4
＋5V
指令
导弹
状态
显示
P1.6
P1.7
Vcc
光电隔离
弹在位
弹在位
弹在位
弹在位
P0.0
P0.1
P0.2
P0.3
弹在位／弹离轨
弹在位／弹离轨
弹在位／弹离轨
弹在位／弹离轨
导弹飞行
状态模拟
P0.6
光隔离
指令
P3.2
指令输出
导弹状态
发射信号
停止信号
武
器
系
统
控
制
电
子
箱
Figure 1. The air training equipment simulation system block diagram
图
1.
空中模拟训练装置系统框图
某型空中模拟训练装置方案设计与实现
OPEN ACCESS
3
的变换传送，当模拟训练装置接收到结束信号后，单
片机系统停止弹状态信号的输出，该弹发射完毕，进
入发射下一枚模拟弹状态，全部模拟弹发射完毕系统
再次产生全部模拟弹在位信号。
3.2.
电路设计
3.2.1.
电路组成
模拟训练装置电路主要由单片机系统，
DC-
DC
电
源变换电路、输入
/
输出隔离电路、飞行状态模拟电路，
信号指示电路等组成。
模拟训练装置原理电路如图
2
所示。
由图
2
知，单片机系统是模拟训练装置实现各种
功能的控制核心，在单片机系统的输入端，输入信号
主要有选弹、发射、指令等信号。
3.2.2.
工作过程
在起飞前，对模拟训练装置进行复位，这时是全
部弹都在位；也可不复位，此时，弹在位数量是上一
次结束训练时未发射剩余的弹数。模拟训练装置安装
完毕后，按武器加载弹程序加载全部弹，在屏幕上将
显示未发射的弹数。可手动
(
或自动
)
选弹方式选择待
发射的训练装置，当选择了某一枚弹后，选弹信号一
路经
DC-
DC
电压变换后给单片机系统电路供电，另
一路经输入
/
输出隔离电路进入单片机系统进行弹位
识别。
当模拟训练装置接收到发射信号后，向武器系统
控制电子箱输出弹离轨信号，并产生弹飞行状态信号
传送到武器系统控制电子箱，武器系统控制电子箱产
生控制指令传送到模拟训练装置，当接收到停止信号
后，停止输出弹飞行状态信号，并将剩余弹数存储到
单片机的
E
2
PROM
存储单元中，以此继续发射剩余训
练弹。
4.
软件程序设计
根据实弹武器系统发射工作流程，首先进行软件
的初始化工作，定义单元及位功能；从单片机存储单
元中调出余弹数；循环判断射手所选弹位并建立相应
的被选弹位、发射标志位等；在程序设计时，首先要
判断被选弹位是否有弹，如有弹则该选弹信号有效，
如被选弹位无弹，则该选弹信号无效。
发射后，将被发射的弹位输出信号由高电平变为
低电平，模拟弹离轨，产生弹飞行状态信号；存储发
射后的余弹数；循环接收指令、停止信号，接收到停
止信号或按模拟训练装置自计时时间到自动退出发
射状态，进入准备发射下一枚弹状态；全部模拟训练
弹发射完毕，单片机
[3
-5]
系统恢复全部模拟弹重新在位
信号，以此进行无限弹数发射训练。
当程序判断是发射状态时，控制输出弹离轨信号，
同时产生弹飞行状态信号并控制显示，同时不断判断
接收武器系统控制电子箱输出的指令信号并控制显示。
Figure 2. The schematic cir cuit diagram of simulated training equipment
图
2.
模拟训练装置原理电路图
+5V
R 225. 6K
R6
3K
R8
3K
R7
3K
R10
3K
R9
3K
D1
R 23
3K
R 18
1K
T14
PC8 17
T12
PC8 17
C2 100C1
0.1
R2
5.6k
R5
5.6k
R1
5.6k
R3
5.6k
R4
5.6k
JZ
C620pC720p
C12
0.1
T13
PC8 17
T15
PC8 17
R 19
1K
R16
1K
R14
1K
R15
1K
T11
AQW21 2
R 17
1K
R 19
1K
R11
8.2K
C5
10uF
C4
100u
C3
0.1
D2
D3
D4
选弹
1
选弹
2
选弹
3
选弹
4
DC-DC
1 4
U1
OUT
8
D
＋
2
D
－
1
OUT
6
T3
OUT
8
D
＋
2
D
－
1
OUT
6
T4
OUT
8
D
＋
2
D
－
1
OUT
6
T5
OUT
8
D
＋
2
D
－
1
OUT
6
T7
OUT
8
D
＋
2
D
－
1
OUT
6
T2
OUT
8
D
＋
2
D
－
1
OUT
6
T6
AQW414
＊
4
导弹在位信号
1
导弹在位信号
2
导弹在位信号
3
导弹在位信号
4
AQW212
＊
2
AQW 21 2AQW 2 1 2AQW 41 4AQW 4 1 4AQW4 1 4AQW 4 1 4
短路线（导弹好）
导弹类别
导弹在位信号
1
导弹在位信号
2
导弹在位信号
3
导弹在位信号
4
短路线（导弹好）
导弹类别
T16
PC8 17
C9 100C8
0.1
C11
100u
C10
0.1
DC-DC
1 4
T8
AQW212
T9
GND1
GND1
陀螺脉冲信号 /指令
发射
选弹
1
选弹
2
选弹
3
选弹
4
发射
陀螺脉冲信号
指令信号
GND1
地线
1
R13
1K
指令
D6
选弹
1
选弹
2
选弹
3
选弹
4
复位
切线
T10
AQW2 12
R20
5.6K
R21
3K
自检切线
陀螺
R12
1K
陀螺
D5
EA/VP
31
X1
19
X2
18
RESET
9
RD
17
WR
16
INT0
12
INT1
13
T0
14
T1
15
P10
1
P11
2
P12
3
P13
4
P14
5
P15
6
P16
7
P17
8
P00
39
P01
38
P02
37
P03
36
P04
35
P05
34
P06
33
P07
32
P20
21
P21
22
P22
23
P23
24
P24
25
P25
26
P26
27
P27
28
PSEN
29
ALE/ P
30
TXD
11
RXD
10
GND2
20
VCC
40
T1
AT89S8253
13 5 7
2468
16
15
14
13
12
11
10
9
1
2
8
7
3
4
6
5
GND1
GND2
GND2
XD1
DZW1
XD2
DZW1
XD3
DZW3
DZW4
XD4
DDH
DDH
GND1
DLB
DLB
DZW2
DZW3
DZW4
TL/ZL
QX
QX
GYS
GYS
XD1
XD2
XD3
XD4
GND1
TL/ZL
DZW2
GND1
TO 5V
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
CZ1
某型空中模拟训练装置方案设计与实现
OPEN ACCESS
4
主程序流程图如图
3
所示。
T0
中断程序流程图如图
4
所示。
Figure 3. The main program flow chart
图
3.
主程序流程图
开始
初始化并调弹在位情况
是选弹1?
弹位1有弹?
弹位2有弹?
是选弹3?
是选弹2?
Y
Y
是发射?
Y
N
N
N
N
Y
弹位3有弹?
N
是选弹x?
弹位
x有弹?
Y
Y
N
N
Y
N
Y
N
Y
是弹位2?
弹位2标志位清零
Y
是弹位3?
弹位3标志位清零
Y
是弹位X?
弹位4标志位清零
Y
N
N
50ms定时标志位清零
赋50ms定时初值
存储导弹在位情况
赋予133ms、10ms初值
建立高压室点火标志
50ms定时到？
N
N
Y
是结束？
Y
已发射？
Y
N
有弹在位?
复位重置四发弹在位
Y
N
已发射?
N
Y
弹位1标志位清零
是弹位1?
N
Y
某型空中模拟训练装置方案设计与实现
OPEN ACCESS
5
定时器T0中断
中断入口
赋定时器初值
切线时间到？
是自检？
N
0.5秒延时到？
Y
赋0.5秒初值，指令灯、
陀螺灯改变状态
Y
N
2秒延时到？
N
建2秒延时到标志
Y
返回
赋28秒切线初值,建标志
输出状态信号0电平（高）
Y
弹出筒？
发射？
Y
有指令？
N
Y
N
指令灯灭
N
输出状态信号完？
赋低电平初值,建标志
输出弹状态信号
Y
N
建弹出筒标志
Y
指令灯亮
10ms结束？
N
Y
N
Figure 4. The program flow chart of T0 interrupt
图
4.
T0
中断程序流程图
5.
结束语
按该方案设计了样机，并在实装上验证取得了预
期的目标，实践表明该空中模拟训练装置一枚可以替
代多枚原配装的模拟弹，可进行多弹位连续射击训练，
能够有效提高训练效果，降低训练成本，对研制其它
型的模拟训练装置具有较高的参考价值。
参考文献
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王雷
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