1. 系统组成

1.1   基本配置

该实验装置由弹载控制器、弹体结构（含舵系统）、三轴电动转台、综合控制箱、仿真测试计算机和配套软件六大部分组成，如图 1所示。

图 1  ACE-1型导航、制导与控制教学试验装置组成示意图

1.2   选配模块

l  四用户切换控制板  配置该模块后，可使四个学生能够方便地分时调度使用本实验装置进行实验，从而降低实验装置成本。

l  视频制导模块  配置该模块后，可支持学生开展视频跟踪制导算法设计、验证及相应半实物仿真试验研究。

2. 技术指标

现有系统可开设四大实验模块十个实验项目的实验，在导航控制系统的组件级、系统级和仿真试验评估级三个层次上组织各种实验，能够全面训练学生在飞行器导航控制专业方向的工程实践能力。关键单机设备指标包括：

MEMS惯组：

l  陀螺动态范围： ±75°

l  陀螺漂移：

l  加速度计漂移：

舵系统：

l  角度范围：      ±15°

l  最大角速率：    160°/s

弹载控制器：

l  主频：          150MHZ

l  开关量通道数：  8DI、8DO

l  模拟量通道数：  8路12位A/D

l  数字接口：      RS232×1

3. 系统功能

现有系统可开设包括敏感装置、执行机构、弹载控制器、系统综合、半实物仿真等在内的多个实验模块，可以满足不同用户层次、不同设计目标和不同研究任务的多种需求，为学生提供一个从组件级、系统级到仿真评估级的实验环境或实验设备，高效地组织各种实验。

组件级实验：该装置包含了飞行器控制系统的主要组件：惯组、弹载控制器、舵系统。弹载控制器采用DSP和FPGA技术，将MEMS惯组、舵系统等集成在一起，通过系统配置管理功能，可实现包括加计、陀螺、捷联惯导、GPS惯性组合导航、舵机、弹载控制器等组件级的相关实验，组件设备既可在实验系统内进行教学或研究实验，也可作为独立单机设备开展研发性试验。

系统级实验：该装置可将组件级实验中所涉及的各种典型组件组装为一个典型弹载系统进行实验，该弹载系统可由弹载控制器、惯组、舵系统和弹体结构等组成，弹体结构按照部件进行分舱段布局，并在弹体上布置了8个飞行时序模拟指示灯。通过综合控制箱和实验软件的结合，可开展弹载控制器接口、制导/姿控律设计与评估、模拟飞行等系统级的相关实验。

仿真评估级实验：该装置可通过综合控制箱的控制，驱动三轴电动转台模拟飞行器的姿态运动，采集弹体上的舵面偏转监测飞行器的舵面运动，还可作为等效器代替惯组、舵机等实物，从而可实现各种等效器模式，以及全实物产品在回路的半实物仿真实验，对导航/制导控制系统进行全面的仿真评估。

4. 应用案例

利用本实验装置可以构建面向本科生与研究生教学、毕业设计、理论研究与探索的飞行器控制实验室。实验室可根据教学规模大小进行实验设备的配备和实验内容的配置。通常情况下，配置3～5套实验装置，就可以支持15～30名学生同时实验。国防科技大学航天科学与工程学院、大连理工大学航空航天学院以该实验装置为基础进行了导航、制导控制实验室的建设，为研究生开设了涵盖见习实验、组件级实验、系统级实验和仿真评估级实验的大量实验项目，教学效果良好，获得广泛好评。