بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله به بررسی روش تزریق سیگنال و نقش آن در سخت افزار در حلقه یک موشک دوشپرتاب پدافند هوایی پرداخته می شود. براي شبیه سازي سخت افزار در حلقه ابتدا لازم است که زمان اجراي برنامه شبیه سازي شش درجه آزادي مربوط به این موشک بهصورت بلادرنگ جکعط1 ئهکلض تبدیل شود. سپس مدارات خودخلبان که موردنظر این مقاله است از نرمافزار خارج شده و بهصورت سختافزاري با استفاده از روش تزریق سیگنال در شبیه سازي سخت افزار در حلقه قرار گیرند. براي ارتباط بین نرمافزار و بورد الکترونیکی مدارات خودخلبان، از یک کارت قَع و یک بورد رابط طراحیشده استفاده می شود. در انتها نیز با اجراي چند سناریو در شبیه سازي سخت افزار در حلقه و شبیه سازي شش درجه آزادي و مقایسه نتایج آنها با یکدیگر، صحت کار انجامشده مورد ارزیابی قرار میگیرد.
مقدمه
با اینکه در آزمونهاي سختافزار در حلقه، موشک بهطور کامل مورد ارزیابی قرار میگیرد و کاملترین روش قبل از آزمون پروازي است، اما راهاندازي یک آزمایشگاه سختافزار در حلقه بسیار پیچیده، زمانبر و پرهزینه است. بنابراین در مواقعی که راهاندازي آزمایشگاه سختافزار در حلقه بهطور کامل امکانپذیر نیست، تعدادي از زیرسیستمها را در شبیهسازي سختافزار در حلقه قرار داده و بقیه را مدلسازي نرمافزاري میکنند. با این کار هم شبیهسازي سختافزار در حلقه براي زیرسیستمهاي موردنظر انجام گرفته و هم در زمان و هزینه صرفهجویی شده است.
در موشکهاي پدافند هوایی، جستجوگر مادون قرمز که هدف اصلی شبیهسازي سختافزار در حلقه است، به دو روش عمده در شبیهسازي سختافزار در حلقه قرار میگیرد. در روش اول، مجموعه مختصاتیاب هدف و مجموعه الکترونیک به کمک روش تولید منظره جغپطصطکjپطب کغکطحض در شبیهسازي سختافزار در حلقه قرار میگیرند.
در این روش ساخت سامانهاي که بتواند هدف را براي مختصاتیاب هدف تولید کند، بسیار پیچیده، پرهزینه و زمانبر است .[1] در این نوع شبیهسازي بخش هدایت روي یک میز سه درجه آزادي که دینامیک موشک را مدل میکند، نصب میشود. تولیدکنندة هدف انواع مختلفی از اهداف ناشی از اگزوز، فلیر، دود و تشعشعات بدنه در پسزمینه صاف یا ابري را تولید میکند. این تصاویر در سمت، فراز، برد و ضرایب منظري مختلفی نسبت به موشک تولید میشوند.
تصاویر تولیدي با شکلهاي مربعی، دایرهاي، مثلثی و با شدت تشعشعات متفاوتی با طول موجهاي دو تا 14 میکرومت ر خواهند بود. بنابراین توانایی زیادي در تولید اهداف واقعی و اهداف کاذب در شرایط مختلف محیطی و پروازي بهوجود خواه د آمد .[1] روش دوم، تزریق سیگنال نام دارد. با استفاده از ای ن روش، سیگنال خروجی آشک ارساز مادون قرمز شبیهسازي شده و به محل خروجی آشکارساز اعمال میگردد. با شبیهسازي دیگر قسمتهاي مختصاتیاب هدف، از جمله سیمپیچها و اعمال آن به نقاط مناس ب، کل مجموع ه الکترونیک بهصورت سختافزاري در حلقه شبیهسازي قرار میگیرد .[1]
شکل 1 استفاده از این روش را در آزمون سختافزار در حلقه ج ستجوگر مادون قرمز نشان می دهد. با قرار دادن بخشهایی از مجموعه الکترونیک در حلقه شبیهسازي نیز میت وان سطوح پایینتري از سخت افزار در حلقه را اجرا کرد. به عبارت دیگر، براساس اینکه ک دامیک از اجزاي موشک بهصورت مدل واقعی در حلقه شبیهسازي قرار گیرند، سطوح مختلفی از آزمون سختافزار در حلقه قابل پیادهسازي خواهد بود.
در این مقاله سعی ش ده است مدارات خودخلبان که در شبیهسازي شش درجه آزادي وجود د ارند از شبیهسازي خارج شده و بهصورت مدل واقعی در حلقه شبیهسازي قرار گیرند. با استفاده از روش تزری ق سیگنال، سیگنالهاي موردنیاز توسط رایانه براي بورد الکترونیک مدارات خودخلبان فرستاده شده و سیگنال خروجی مدارا ت الکترونیک دوباره توسط رایانه خوانده میشود تا در نرمافزار شبیه سازي براي اعم ال به بلوك مناسب مورد استف اده قرار گیرد.
شبیهسازي بلادرنگ
اجراي شبیهسازي عموماً شامل گامهایی است که اگر این گامها با رخدادهاي اصلی سیستم منط بق باشد، شبیهسازي را بلادرنگ گویند. در حالت شبیهسازي نرمافزاري نیازي به زمان اجراي نرمافزار بهصورت بلادرنگ نیست و نتایج حاصل از اجراي شبیهسازي وابسته به سرعت اجراي برنامه نیستند. ول ی در حالت سختافزار در حلقه باید زمان اجراي برنامه شبیهسازي بلادرنگ با شد. اگر سرعت اجراي برنامه شبیهسازي بیش از زمان واقعی یا کمتر از آن باشد، نتایج حاصل از شبیهسازي مفید نخواهد بود. یکی از الزاما ت شبیهسازي سختافزار در ح لقه استفاده از شبیهسازي بلادرنگ است. بنابراین نیازمند استفاده از ابزاري هستیم که توانایی زمان-واقعی کردن شبیهسازي را داشته باشد.
