1 引言
　　變滾轉速率火箭彈中的陀螺是敏感元件，它的作用是測出火箭彈飛行過程中出現的偏航角，這個偏航角經過解算模塊的計算由控制器啟動執(zhí)行機構進行姿態(tài)控制，從而達到修正偏航的目的。但陀螺是一次性產品，在研制和測試過程中它是不工作的，因此需要對陀螺信號進行模擬。對于偏航修正的結果也要進行判定，看它是否與理想的控制效果一致，是否存在超前或滯后現象。因此有必要研制一臺自動測試儀進行測試，除了以上兩個重要方面外，根據研制要求和測試要求本測試儀需要檢測的內容還有二次電源、控制器時序、主發(fā)動機內阻測試、姿態(tài)控制發(fā)動機內阻測試.
　　本測試系統(tǒng)采用嵌入式計算機PC/104，PC/104與PC/AT體系結構*兼容，大小只有90mmX96mm,但它幾乎集成了普通臺式PC機的所有功能，并與之兼容，因此在PC機上開發(fā)的程序可以直接在PC/104 CPU模塊上運行，與單片機系統(tǒng)相比省去了的開發(fā)工具，而且維護方便。PC/104采用模塊化設計，硬件電路設計簡單，減少了開發(fā)周期。因此在本測試系統(tǒng)中我們采用嵌入式計算機PC/104。
2 系統(tǒng)設計
　　2.1硬件框圖，如圖1所示：

圖1 硬件框圖
　　系統(tǒng)中中心模塊采用盛博公司的SCM-6456，它采用增強型80486DX的CPU，32M的RAM;兩個串口，波特率可由軟件控制，其中COM2可設置為RS-485方式;一個并口;VGA支持彩色和單色LCD、EL平板顯示器和模擬CRT;在板IDE和Floppy接口;采集模塊選用盛博公司的ADT650，此模塊具有12位的分辨率，zui大100KHz的采樣率，模擬輸入共有16通道，zui大 10V輸入;4通道模擬輸出;24通道TTL/CMOS兼容I/O;3個16位、zui大10MHz的定時/計數器;信號條理部分主要是將待測試信號變換成適合ADT650采集的信號;人機界面中，因為要求輸入字符很少，自行設計了4X4的矩陣鍵盤，顯示結果既可在顯示器上顯示，也可以用打印機打印。
　　2.1.1 定時/計數器的配置
　　本測試儀要求輸出頻率為5-13Hz的信號，則周期為200ms到80ms左右，如果采取1ms定時進行D/A轉換的辦法，zui小的一個周期輸出80個點，經過實際測試，能夠滿足測試對象對模擬激勵信號的要求;另外在采集測試對象執(zhí)行機構的控制信號時采用1ms定時采集的辦法，也能滿足zui后數據判斷的要求，因此定時器定時時間為1ms（即定時器的輸出時鐘為1KHz）。而采集模塊ADT650上三個定時器的輸入時鐘都為10MHz,不能滿足要求，可以用級連的方法即將COUNTRT0的OUT與COUNTRT1的CLK輸入端、COUNTRT1的OUT與COUNTRT2的CLK端相連，其編程設置如下：（Base表示ADT650模塊的基地址，為0x330,下同）
　　outportb（Base+15,0x35）; /＊ 定時器0 方波發(fā)生器 ＊/
　　outportb（Base +12,00）; /＊ 計數值低字節(jié)送計數器0＊/
　　outportb（Base +12,10）; /＊計數值低字節(jié)送計數器0＊/
　　outportb（Base +15,0x75）; /＊ 定時器1 方波發(fā)生器 ＊/
　　outportb（Base +13,10）; /＊ 計數值低字節(jié)送計數器1＊/
　　outportb（Base +13,0）; /＊ 計數值低字節(jié)送計數器1＊/
　　即10MHz的時鐘經1000分頻和10分頻后得到1KHz的時鐘;
　　2.1.2 模擬陀螺信號的設計
　　在火箭彈的研制和測試過程中，陀螺不工作，所以要求提供能夠模擬陀螺的激勵信號，有兩路：一路是偏航信號，一路是俯仰信號;這兩路信號經過試驗相位相差90度，頻率由5Hz到13Hz逐漸變大，幅值由1V逐漸變小。ADT650上的模擬輸出范圍是-5V到+5V，D/A轉換的分辨率是12位，則-5V～+5V對應的數據是0—4095，輸出0V對應2048;設周期為T，則通過程序計算
　　2048+（409-40＊step）＊sin（2＊pi＊i/T）
　　再計算DA數據的底8位（LSB）和高4位（MSB），分別寫入通道Base+1、Base+2，則數據被送到DA轉換器，并且每1ms輸出，就可以得到要求的信號;啟使時step=0，其中409表示輸出的幅值為1V，即1/5＊2048=409;隨時間變化step加1，就能使幅值逐漸變小。當輸出一定周期數后，使頻率加1，這樣就達到頻率逐漸增大的要求，相應的T就變小。另一路與它的相位相差90度，其計算函數為
　　2048+（409-40＊step）＊sin（2＊pi＊（I+4/T）/T）。
　　2.1.3 偏航修正的測試
　　火箭彈測試中的zui重要內容就是看執(zhí)行偏航修正的結果是否與理論的控制結果一致?；鸺龔椫袌?zhí)行偏航修正的是通過兩對電磁閥的開關來改變姿態(tài)控制發(fā)動機的噴火方向，所以該測試儀就必須采集4路電磁閥的開關信號。ADT650集成了uPD71055可編程外圍接口，用PA0～3來采集電磁閥的開關信號，采用1ms中斷采集一次信號，zui后將采集的控制信號與標準的控制信號進行比較，找出在切換時是否存在超前或滯后問題，以此來決定火箭彈性能的好壞。