一种野外红外靶标温度控制技术探究摘要：本文针对野外红外靶标温度控制精度不高的现象，设计研究了一种红外靶标的温度控制技术。这种温度控制技术是通过温度传感器测量靶面温度，把温度信号转换成的数字信号再反馈给微处理器进行计算和判断，给出当前温度值，将当前温度值和设定温度值进行比较判断，利用模糊PID控制的原理，控制加热单元的升降温进程，从而实现对单元热靶精确的温度控制和监测。关键词：红外靶标靶面温度模糊PID控制中图分类号：TN216文献标识码：A文章编号：1003-9082(2014)04-0333-02红外目标模拟靶标是红外成像技术在军事领域中的一项重要应用。红外成像目标仿真靶，能有效地对不同环境、不同背景的红外目标进行模拟，有利于对红外制导武器进行有效地测试［1］。红外靶标的温度控制系统一直都是红外靶的一项重要技术，然而野外红外靶标的温度控制相对于普通红外靶标的温度控制，由于野外环境的恶劣和多变，控制技术的难度和要求更为复杂。本文研究的主要目的就是为野外红外靶标提供一种可靠的温度控制技术，用于检测靶标本身的温度细微变化。温度控制系统是一种典型的过程控制，与其他控制系统相比，温度控制系统有其特殊性。例如：对机械系统或机电系统，用线性定常集中参数的动力学微分方程来描述，通常不会带来过大的误差。然而用同样的方法来处理温度过程显然不能令人满意，因为热能的传递是以场的方式进行的，所以它具有明显的非线性、时变性、分布性以及时间滞后［2］。本文利用模糊PID控制的原理，控制加热单元的升降温进程，使加热过程更趋于线性，以控制热靶达到预定目标温度，使热靶的温度趋于稳定值。一、野外红外靶标温度控制系统的总体设计方案和技术指标野外红外靶标温度控制系统技术指标要求如下：野外红外靶标温度控制系统温度控制如图1所示。由温度传感器、信号放大电路、低通滤波电路、A/D转换电路、微处理器和控温电路组成。温度控制系统通过钳电阻温度传感器测量靶面温度，把温度信号（热电阻电信号）通过A/D转换芯片转换成数字信号，反馈给微处理器进行计算和判断，给出当前温度值，将当前温度值和初始设定温度值进行比较判断，利用模糊PID控制的原理，控制加热单元的升降温进程，使加热过程更趋于线性，以控制热靶达到预定目标温度，使热靶的温度趋于稳定值。图1野外红外靶标温度控制系统示意图野外红外靶标温度控制系统的设计主要分为硬件设计和软件设计两部分。二、野外红外靶标温度控制系统硬件设计1•温度传感器选择在设计中，采用具有高精度等级的级PtlOO薄膜型温度传感器，该温度传感器是利用金属钳(Pt)的电阻值随温度变化而变化，并且具有很好的重现性和稳定性的物理特性制成钳电阻温度传感器，它具有体积小、响应时间短、精度高、稳定性好、应用温度范围广等优点，是中低温区(-200°C〜65CTC)最常用的一种温度检测器，不仅广泛应用于工业测温，而且被制成各种标准温度计(涵盖国家和世界基准温度)供计量和校准使用。2.微处理器根据系统技术指标和功能要求，微处理器采用ATMEL公司生产的ATmegal6系列单片机。ATmegal6系列单片机是以ATMEL高度非易失性存储器技术生产的，基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集、高度非易失性技术以及单时钟周期指令时间，使得ATmegal6微处理器具有高可靠性、高稳定性、低功耗和高处理速度等优点。3•测温电路测温电路由温度传感器钳电阻PtlOO、信号放大电路、低通滤波电路及外围器件组成，实现温度-电压变换，经放大至适当电压进行A/D转换。在温度传感器选定以后，信号放大电路和低通滤波电路是测温电路关键，在设计中采用BURR-BROWN生产的低噪声、低失真的仪表放大器INA103和RC滤波网络，组成有源低通滤波信号放大电路来实现有效信号的放大和噪声滤除功能。4.A/D转换电路野外红外靶标温度控制系统温度控制模块中使用的A/D转换芯片是利用ATMEGA16微处理器内置的A/D转换功能。具有的高精度、线性度好和积分输入等特点。此外，它的应用电路简单，外围元件性能要求宽松，对环境适应能力强。5.控温电路控温电路由光控可控硅、可控硅、加热丝等组成，如图2所示。图2野外红外...