兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (10): 3079-3090.doi: 10.12382/bgxb.2022.0522
收稿日期:
2022-06-13
上线日期:
2023-10-30
通讯作者:
ZHANG Chuanhao, LI Haojie*(), GONG Xuefeng, CHEN Zhipeng, YU Hang
Received:
2022-06-13
Online:
2023-10-30
摘要:
为适应巡飞弹群集群作战时安全状态的转换,针对可靠实现保险恢复及再解保的安全控制需求,提出并设计了基于电子安全系统的巡飞弹引信多态安全逻辑控制方法。根据电子安全系统的结构,确定电子安全系统两个现场可编程门阵列(FPGA)之间的输入输出关系及多态安全逻辑控制流程。基于设定的解保逻辑,分析并计算引信安全系统在发射前的意外失效率,其满足引信安全性准则要求。设计FPGA内部运行的状态机来控制巡飞弹引信状态的转换,通过仿真与试验验证在环境信号正常出现时各级保险可正常解除,当环境信号错误出现以及恢复保险等情况下各解保信号与状态也可以按照设定转变。研究结果表明,安全系统可按照预定逻辑实现安全状态控制,满足巡飞弹的作战需求。
中图分类号:
张传昊, 李豪杰, 宫雪峰, 陈志鹏, 于航. 基于电子安全系统的巡飞弹引信多态安全逻辑控制方法设计及验证[J]. 兵工学报, 2023, 44(10): 3079-3090.
ZHANG Chuanhao, LI Haojie, GONG Xuefeng, CHEN Zhipeng, YU Hang. Design and Verification of Polymorphic Safety Logic Control Method for Cruise Ammunition Fuze Based on Electronic Safety System[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(10): 3079-3090.
信号 | 信号说明 | 信号 | 信号说明 | 信号 | 信号说明 |
---|---|---|---|---|---|
env_1 | 一级保险环境信号 | SW1 | 一级保险解保 | C_FK | 外围电路电容泄能反馈 |
env_2 | 二级保险环境信号 | SW2 | 二级保险解保 | En_XXX | 各级保险使能信号 |
assignment | 分配结果 | SWD | 目标基保险解保 | XXX_sig | FPGA间传递信号 |
restore | 恢复保险信号 | SELF_FIRE | 自毁信号 | ||
reset | 安全重置信号 | SWD_FK | 目标基保险解保反馈 |
表1 系统输入输出及内部信号说明
Table 1 System input and output and internal signals
信号 | 信号说明 | 信号 | 信号说明 | 信号 | 信号说明 |
---|---|---|---|---|---|
env_1 | 一级保险环境信号 | SW1 | 一级保险解保 | C_FK | 外围电路电容泄能反馈 |
env_2 | 二级保险环境信号 | SW2 | 二级保险解保 | En_XXX | 各级保险使能信号 |
assignment | 分配结果 | SWD | 目标基保险解保 | XXX_sig | FPGA间传递信号 |
restore | 恢复保险信号 | SELF_FIRE | 自毁信号 | ||
reset | 安全重置信号 | SWD_FK | 目标基保险解保反馈 |
FPGA_Ⅰ 状态说明 | 编码 | FPGA_Ⅱ 状态说明 | 编码 | |
---|---|---|---|---|
IDLE 初始安全 状态 | 00_000_001 | IDLE 初始安全 状态 | 000_000_001 | |
REC_SW1 环境信号1 识别成功状态 | 00_000_010 | pre_SW1 等待状态 | 000_000_010 | |
SW1_ARM 一级保险 解保状态 | 00_000_100 | SW1_ARM 一级保险 解保状态 | 000_000_100 | |
SW2_ARM 二级保险 解保状态 | 00_001_000 | TIME 时间窗 | 000_001_000 | |
REC_SWD 任务分配决策 识别成功状态 | 00_010_000 | REC_SW2 环境信号2 识别成功状态 | 000_010_000 | |
SWD_ARM 待发状态 | 00_100_000 | SW2_ARM 二级保险 解保状态 | 000_100_000 | |
LOCK 安全锁定状态 | 01_000_000 | SWD_ARM 待发状态 | 001_000_000 | |
ERROR 故障状态 | 10_000_000 | LOCK 安全锁定状态 | 010_000_000 | |
ERROR 故障状态 | 100_000_000 |
表2 各状态说明及对应独热码编码
Table 2 Description of each state and corresponding one-hot code encoding
FPGA_Ⅰ 状态说明 | 编码 | FPGA_Ⅱ 状态说明 | 编码 | |
---|---|---|---|---|
IDLE 初始安全 状态 | 00_000_001 | IDLE 初始安全 状态 | 000_000_001 | |
REC_SW1 环境信号1 识别成功状态 | 00_000_010 | pre_SW1 等待状态 | 000_000_010 | |
SW1_ARM 一级保险 解保状态 | 00_000_100 | SW1_ARM 一级保险 解保状态 | 000_000_100 | |
SW2_ARM 二级保险 解保状态 | 00_001_000 | TIME 时间窗 | 000_001_000 | |
REC_SWD 任务分配决策 识别成功状态 | 00_010_000 | REC_SW2 环境信号2 识别成功状态 | 000_010_000 | |
SWD_ARM 待发状态 | 00_100_000 | SW2_ARM 二级保险 解保状态 | 000_100_000 | |
LOCK 安全锁定状态 | 01_000_000 | SWD_ARM 待发状态 | 001_000_000 | |
ERROR 故障状态 | 10_000_000 | LOCK 安全锁定状态 | 010_000_000 | |
ERROR 故障状态 | 100_000_000 |
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doi: 10.21629/JSEE.2019.03.16 |
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