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裝備模擬器范文1

關(guān)鍵詞 飛行模擬器 組成 信息化 控制

中圖分類號：V217.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Flight Simulator Composition and Control Technology Application

YANG Su

（Civil Aviation Flight University of China Suining Sub-college， Suining， Sichuan 629000）

Abstract Flight simulator is a device commonly used in aviation technology， which gained popularity in real flight simulation， can be of various flight control platform automation and simulation scenarios to play out the effect of artificial intelligence control. Traditional flight simulator has been unable to adapt to the requirements of high-end technology， in terms of flight instruction showing the obvious defects， reducing the safety of flight equipment work. Development of new simulation equipment is a necessary requirement for technological innovation； technological innovation is one of the current transformations of the domestic main content. Analysis of the composition and function of the core Flight Simulator will simulate information technology into operations， the establishment of modern analog control systems.

Key words flight simulator； composition； information； control

飛行模擬器可作為科研事業(yè)的模擬裝置，對航空飛行活動進(jìn)行“真實”的情景模擬，為飛行裝備正式運(yùn)行做好充分的模擬測試。隨著信息科技的快速發(fā)展，飛行模擬器也采用了多種信息科技，計算機(jī)技術(shù)、無線傳感技術(shù)、無線通訊技術(shù)等，為模擬器智能化控制創(chuàng)造了條件。根據(jù)現(xiàn)代信息科技的主要構(gòu)成，以計算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)為指導(dǎo)，演示為數(shù)字技術(shù)、遙控技術(shù)、無線技術(shù)等，對飛行模擬器自動化控制進(jìn)行升級，保證飛行模擬器的智能化控制。

1 飛行模擬器研究意義

航空工程改造是國防系統(tǒng)建設(shè)的核心內(nèi)容，為了不斷優(yōu)化現(xiàn)有軍用武器裝備，引用高端科技輔助軍用設(shè)備操作是極為重要的。通過操作飛行模擬器，不僅減小了航空飛行裝備的危險系數(shù)，且能在短時間內(nèi)快速地完成各項飛行任務(wù)。本次首先研究了飛行模擬器的主要構(gòu)成，涉及到模擬座艙、運(yùn)動系統(tǒng)、視景系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)等；其次研究了新型飛行模擬器的控制技術(shù)，注重信息科技的多項應(yīng)用。①該項目完成后，不僅提高了模擬飛行器的工作性能，實現(xiàn)了人機(jī)一體化控制與無線傳感控制；同時減小了航空營運(yùn)事故的發(fā)生率，降低了航運(yùn)設(shè)備的能耗系數(shù)；最終帶動了收益額度的持續(xù)增長。

2 飛行模擬器的主要組成

（1）模擬座艙。座艙是飛行駕駛?cè)藛T的“工作區(qū)”，執(zhí)行飛行任務(wù)時對保持正確坐姿是很重要的。為了幫助飛行員找到最佳的位置，可選用訓(xùn)練用飛行模擬器的模擬座艙，其內(nèi)部的各種操縱裝置、儀表、信號顯示設(shè)備等與實際飛機(jī)幾乎完全一樣，它們的工作、指示情況也與實際飛機(jī)相同。因此飛行員在模擬座艙內(nèi)，就像在真飛機(jī)的座艙之中。

（2）運(yùn)動系統(tǒng)。它是用來模擬飛機(jī)的姿態(tài)及速度的變化，以使飛行員的身體感覺到飛機(jī)的運(yùn)動。飛行機(jī)器運(yùn)動系統(tǒng)工作狀況，決定了整個飛行操作的工作效率，必須要結(jié)合飛行機(jī)器結(jié)構(gòu)組裝運(yùn)動系統(tǒng)。先進(jìn)的飛行模擬器，其運(yùn)動系統(tǒng)具有六個自由度，即在三維坐標(biāo)中繞三個軸的轉(zhuǎn)動及沿三個軸的線位移。

（3）視景系統(tǒng)。它是用來模擬飛行員所看到的座艙外部的景象，從而使飛行員判斷出飛機(jī)的姿態(tài)、位置、高度、速度以及天氣等情況。②先進(jìn)的視景系統(tǒng)，是用計算機(jī)來產(chǎn)生座艙外部的景象，然后通過投影、顯示裝置顯示出來。雖然飛行模擬器的視景范圍屬于虛擬狀態(tài)，但其同樣為飛行員提供了真實的操作場景。

（4）計算系統(tǒng)。飛行模擬器就是一個實時性要求很高、交流的信息量很大，精度要求較高的實時仿真控制系統(tǒng)。計算機(jī)系統(tǒng)承擔(dān)著整個模擬器各個系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的解算與控制任務(wù)，其可以由單一主控計算機(jī)作為數(shù)據(jù)處理平臺，也可安裝多臺計算機(jī)作為并行處理系統(tǒng)，大大提升了飛行時相關(guān)數(shù)據(jù)的處理效率。

（5）教員控制臺。它是飛行模擬器的監(jiān)控中心，主要用來監(jiān)視和控制飛行訓(xùn)練情況。它不但能及時顯示飛機(jī)飛行的各種參數(shù)，飛機(jī)飛行的軌跡，而且還能設(shè)置各種飛行條件。航空飛行離不開地面指揮中心的全程調(diào)控，較遠(yuǎn)控制臺也是飛行模擬器涉及的主要內(nèi)容，重點按照飛行要求執(zhí)行調(diào)控指令，保持空間飛行與地面控制的一致性。

3 新時期飛機(jī)模擬器控制技術(shù)應(yīng)用

（1）傳感技術(shù)。側(cè)重傳感信號的處理和識別技術(shù)、方法和裝置同自校準(zhǔn)、自診斷、自學(xué)習(xí)、自決策、自適應(yīng)和自組織等人工智能技術(shù)結(jié)合，發(fā)展支持智能制造、智能機(jī)器和智能制造系統(tǒng)發(fā)展的智能傳感技術(shù)系統(tǒng)。對行模擬器來說，其本身就是對人工操作的綜合模擬，設(shè)置傳感系統(tǒng)可感應(yīng)人工動作信號，為飛行器調(diào)控提供正確的指導(dǎo)。③未來模擬器融入傳感技術(shù)具有更便捷的操作性能，為駕駛?cè)藛T創(chuàng)造更加真實的飛行場景。

（2）無線技術(shù)。飛行模擬器能夠模擬的對象很多，主要集中于各類飛行裝備，包括：飛機(jī)、衛(wèi)星、導(dǎo)彈等，大部分集中于軍事科技改造。地面指揮中心遙控飛行器，必須要由超遠(yuǎn)程的無線控制平臺，這樣才可準(zhǔn)確地傳遞飛信信號。模擬器配備超遠(yuǎn)程無線技術(shù)是不可缺少的，無線圖像監(jiān)控系統(tǒng)工作頻率高，相對波長短，其繞射能力差，傳輸時，必須滿足視距條件，即接收和發(fā)射天線之間無遮擋，有遮擋時可加大功率繞射或設(shè)立中繼站發(fā)站。

（3）數(shù)字技術(shù)。數(shù)字科技是一項與電子計算機(jī)相伴相生的科學(xué)技術(shù)，借助一定的設(shè)備將各種信息，包括圖、文、聲、像等轉(zhuǎn)化為電子計算機(jī)能識別的二進(jìn)制數(shù)字“0”和“1”，再進(jìn)行運(yùn)算、加工、存儲、傳送、傳播、還原的技術(shù)。信息化是人類社會活動的必然趨勢，計算機(jī)在推動信息化發(fā)展中占有重要作用，幫助用戶解決了高速計算時遇到的種種問題。軟件是計算機(jī)程序或指令硬件運(yùn)行的數(shù)據(jù)集，其對于數(shù)字模擬器整體功能發(fā)揮有著很大的影響。

（4）人機(jī)技術(shù)。當(dāng)前，飛行模擬已經(jīng)成為航空科技研究必經(jīng)的環(huán)節(jié)，任何一項航空飛行都必須事先經(jīng)過模擬，確定無誤后再正式進(jìn)入飛行動態(tài)。模擬不僅減小了正式飛行的風(fēng)險系數(shù)，也大大改善了飛行器的可調(diào)度功能。④航空器執(zhí)行飛行任務(wù)中，所有操作都由駕駛?cè)藛T參與操作，選定人機(jī)技術(shù)是飛行器控制技術(shù)的關(guān)鍵。例如，根據(jù)人機(jī)工程系統(tǒng)可靈活地調(diào)整飛機(jī)艙座椅，使駕駛?cè)藛T出于最舒適的操控狀態(tài)，有助于提高飛行機(jī)器的操作效率。

4 結(jié)論

飛行模擬器是現(xiàn)代軍事工程信息化改良的重點對象，適用于高端航空飛行器裝備的全面升級。為了保證各項飛行任務(wù)的有序進(jìn)行，事先模擬飛行器空間運(yùn)行狀態(tài)是很有必要的，其能夠及時發(fā)現(xiàn)飛行機(jī)器、飛行軌跡存在的問題，嚴(yán)格防范了實際飛行中各類事故的發(fā)生。

注釋

① 許飛.我國航空飛行科技裝備控制改造與升級研究[J].中國航空科技，2012.18（6）：12-14.

② 金子文.GPS定位系統(tǒng)應(yīng)用行模擬器調(diào)試控制[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011.32（17）：32-34.

裝備模擬器范文2

關(guān)鍵詞： 雷達(dá)發(fā)射機(jī)； 模擬器； 故障監(jiān)控； LabWindows/CVI

中圖分類號： TN957?34； TP277 ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； 文章編號： 1004?373X（2014）23?0041?03

Abstract： For the low efficiency， high cost and other problems in real radar training， a fault monitoring system in radar transmitter simulator was designed. This system was a part of a radar simulator. According to the tasks that the fault monitoring required， four functions （signal control， transmitter monitoring， fault indication and signal test） were devised. Control procedure of software in the upper computer was developed. With the procedure， fault monitoring of the radar transmitter simulator was realized through LabWindows/CVI programming. It could provide a reference for the fault monitoring and simulated training in modern radars.

Keywords： radar transmitter； simulator； fault monitoring； LabWindows/CVI

0 ； 引 ； 言

現(xiàn)代雷達(dá)裝備技術(shù)復(fù)雜，造價昂貴，列裝數(shù)量有限，僅靠實際裝備進(jìn)行訓(xùn)練，不僅會出現(xiàn)訓(xùn)練滯后、效率低等問題，還會因為裝備損耗大、故障率高等情況，產(chǎn)生高額的維護(hù)費(fèi)用。雷達(dá)模擬器[1?2]是針對實裝訓(xùn)練所產(chǎn)生的問題而研制和開發(fā)的一種模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，操作人員不僅可以在此系統(tǒng)下進(jìn)行雷達(dá)的常規(guī)操作訓(xùn)練，還可以通過設(shè)置相應(yīng)故障，進(jìn)行維修保障訓(xùn)練。

目前，基于LabWindows/CVI的虛擬儀器技術(shù)廣泛應(yīng)用于各類模擬訓(xùn)練系統(tǒng)[3?6]。本文針對某雷達(dá)發(fā)射機(jī)模擬器中的故障監(jiān)控模塊，設(shè)計了一種基于LabWindows/CVI的故障監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)故障監(jiān)控模塊的任務(wù)進(jìn)行所需的功能設(shè)計及上位機(jī)軟件的控制流程設(shè)計，最后通過LabWindows/CVI編程，實現(xiàn)對雷達(dá)發(fā)射機(jī)故障的有效監(jiān)控。

1 ； 雷達(dá)發(fā)射機(jī)模擬器組成

雷達(dá)模擬器一般采用軟硬件相結(jié)合的模擬方式，這種方式使得雷達(dá)模擬器通常具有逼真的硬件物理環(huán)境以及相應(yīng)的軟件平臺，采用虛擬與現(xiàn)實相結(jié)合的方式，構(gòu)建雷達(dá)工作物理環(huán)境，模擬雷達(dá)相應(yīng)的工作狀態(tài)。本文涉及的某雷達(dá)發(fā)射機(jī)模擬器也采用軟硬件相結(jié)合的方法，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

<；E：＼LIHUI＼12月＼12.4＼現(xiàn)代電子技術(shù)201423＼Image＼01t1.tif>；

圖1 模擬器結(jié)構(gòu)組成

整個模擬器是基于硬件模擬部分構(gòu)建的，硬件模擬部分由真實裝備的發(fā)射機(jī)部件構(gòu)成，在各部件之間設(shè)置控制單元及各種連接電纜，以提供組件正常工作所需的各種電源與信號。而操作控制系統(tǒng)、故障監(jiān)控系統(tǒng)、組網(wǎng)聯(lián)動系統(tǒng)均是在Windows平臺上進(jìn)行設(shè)計開發(fā)的，本文重點是對故障監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計。

2 ； 故障監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

對于故障監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)，按照下列步驟進(jìn)行：

（1） 列出系統(tǒng)的主要任務(wù)；

（2） 設(shè)計系統(tǒng)所需功能；

（3） 設(shè)計系統(tǒng)軟件控制流程；

（4） 編程實現(xiàn)故障監(jiān)控系統(tǒng)。

本節(jié)主要根據(jù)前三個步驟對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。

2.1 ； 系統(tǒng)任務(wù)

故障監(jiān)控系統(tǒng)的任務(wù)主要有以下幾點：

（1） 按照預(yù)定的時間順序接通雷達(dá)發(fā)射機(jī)。

（2） 保護(hù)行波管，防止由于錯誤操作而導(dǎo)致?lián)p壞。為此，發(fā)射機(jī)系統(tǒng)監(jiān)測電路在大量“關(guān)鍵”點上進(jìn)行監(jiān)測。如果故障發(fā)生，發(fā)射機(jī)被暫時關(guān)斷，然后再接通。若按規(guī)定接通數(shù)次不成功后，發(fā)射機(jī)發(fā)出故障報警信號，并且完全關(guān)斷，等待排除故障后才可再次開機(jī)。

（3） 借助于硬件模擬部分指標(biāo)燈面板上的發(fā)光二極管指示故障。雷達(dá)發(fā)射機(jī)各部分電路都設(shè)置有相應(yīng)的故障監(jiān)測電路，該電路產(chǎn)生一系列檢測信號，用于判斷發(fā)射機(jī)的故障。

2.2 ； 功能設(shè)計

根據(jù)以上任務(wù)，故障監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)包含故障特征庫，從而可以根據(jù)注入的故障顯示出雷達(dá)的多種典型故障現(xiàn)象、參數(shù)特征；還應(yīng)能夠控制硬件模擬部分面板上的表頭、輸出插孔等，直接表現(xiàn)故障現(xiàn)象，結(jié)合專家知識庫的引導(dǎo)，操作人員可以在實裝面板上測量、比對信號，從而實現(xiàn)雷達(dá)維修訓(xùn)練模擬。具體功能設(shè)計如下。

2.2.1 ； 控制信號

故障監(jiān)控的實質(zhì)是通過產(chǎn)生相應(yīng)的信號實現(xiàn)的，因此首要的功能是對所需信號進(jìn)行控制：

（1） 來自中央配電箱的接通信號，即“預(yù)熱”、“準(zhǔn)備”、“工作”等控制信號，其中“準(zhǔn)備”和“工作”兩種狀態(tài)均通過主開關(guān)控制；

（2） 運(yùn)行中所需的定時信號，即發(fā)射機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的定時信號，保證行波管陰極被加熱到合適的工作溫度；

（3） 故障表征信號，包括各種短暫故障以及永久故障；

（4） 各種電源的控制信號，用于確定雷達(dá)工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。

2.2.2 ； 發(fā)射機(jī)監(jiān)測

在對發(fā)射機(jī)硬件模擬部分的監(jiān)控中，如果分部件出現(xiàn)故障，相應(yīng)的檢測電路就將檢測到的故障信號送至內(nèi)存儲器；內(nèi)存儲器為每個故障信號設(shè)置了獨立的存儲電路（觸發(fā)器），每個存儲電路的輸出信號送至檢測連接器，同時產(chǎn)生故障表征信號，如行波管高壓斷掉引起的故障，啟動高壓電源可能引起的故障等。

當(dāng)故障持久存在時，即送至內(nèi)存儲器的輸入故障信號維持故障狀態(tài)，此時內(nèi)部的脈沖發(fā)生器開始計數(shù)；當(dāng)計數(shù)器達(dá)到一定脈沖數(shù)量（如設(shè)置4個脈沖）時，在其輸出端產(chǎn)生永久故障信號。

2.2.3 ； 故障指示

根據(jù)產(chǎn)生的故障表征信號，在硬件模擬部分指示燈面板上出現(xiàn)相應(yīng)的指示。指示燈分為電源單元、射頻振蕩器、波導(dǎo)單元、微波單元等，各單元的故障信號觸發(fā)相應(yīng)的指示燈；并且只要指示燈面板上出現(xiàn)一種指示，就產(chǎn)生檢測信號“F1”，此信號送至故障監(jiān)控系統(tǒng)，使系統(tǒng)顯示“雷達(dá)子系統(tǒng)故障”的指示。

2.2.4 ； 測試信號

發(fā)射機(jī)硬件模擬部分的監(jiān)測電路提供給各部分連接器許多測試信號。所有送至內(nèi)存儲器的輸入故障信號都提供給“檢測信號緩沖存儲器”，即供給大量的檢測信號源。這些輸入故障信號經(jīng)過去耦電阻（測試信號緩沖存儲的主要基本元件），作為測試信號輸出至測試連接器。如果指示燈“電源單元”提示故障，借助于內(nèi)存儲器供給的檢測信號，就能確定故障信號來自哪個單元。

2.3 ； 軟件控制流程設(shè)計

為了使故障監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互顯控功能，根據(jù)2.2節(jié)中的任務(wù)功能，對系統(tǒng)的上位機(jī)軟件控制進(jìn)行設(shè)計。

整個雷達(dá)發(fā)射機(jī)在工作過程中，分為低壓和高壓兩部分。在顯示器中低壓部分主要以一個模塊（M1模塊）體現(xiàn)出來，高壓部分主要以燈絲的幾種狀態(tài)（M2～M6模塊）體現(xiàn)。在信號流向正常的情況下，從加電到發(fā)射機(jī)正常工作要經(jīng)過低壓正常工作（M1）、燈絲預(yù)熱（M2）、燈絲80%（M3）、燈絲120%（M4）、燈絲正常（M5）和高壓正常（M6）六個環(huán)節(jié)。在整個加電過程中，上位機(jī)軟件需要完成以下幾項動作：

（1） 從加電開始到低壓模塊，所有的低壓信號在顯示器上，只以一個模塊體現(xiàn)出來。這時，為具體體現(xiàn)其工作過程，又與實際情況貼近，軟件設(shè)計部分還要對各處信號監(jiān)測情況進(jìn)行具體體現(xiàn)。具體有：+4V1，[+4V2，]+12 V，-12 V，+12VK1，-12VK2，+24V1，[+24V2，]+24 V外電源。本部分設(shè)計有低壓故障指示燈。

（2） 從低壓模塊到發(fā)射機(jī)工作正常，要對發(fā)射機(jī)各部分模塊進(jìn)行監(jiān)測，同時根據(jù)實際需要，要對外部硬件進(jìn)行控制。具體要對發(fā)射機(jī)故障指示、輸出功率指示、電源指示、放電管電源指示、RF發(fā)生器指示、晶體電流1指示、晶體電流2指示、置位指示、開關(guān)電源K1、24V3、24V4、24V6、時鐘脈沖1、時鐘脈沖2進(jìn)行控制。本部分設(shè)計有故障選擇控制部分。

（3） 對以上的信號檢測和信號控制部分，要根據(jù)信號流程對面板信號走向進(jìn)行調(diào)整。

（4） 燈絲的狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程對轉(zhuǎn)換時間有要求，要對時間和轉(zhuǎn)換進(jìn)度進(jìn)行體現(xiàn)。具體有：預(yù)熱過程為6 min，開關(guān)瞬間接通為40 s。

控制程序總流程如圖2所示。

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圖2 控制程序流程

3 ； 結(jié) ； 論

故障監(jiān)控系統(tǒng)主要在Windows平臺上使用LabWindows/CVI進(jìn)行編程，實現(xiàn)控制顯示界面。

選用LabWindows/CVI進(jìn)行編程是由于它可以完成以下工作[7]：交互式程序開發(fā)；具有功能強(qiáng)大的函數(shù)庫，用來創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集和儀器控制的應(yīng)用程序；充分利用完備的軟件工具進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析和顯示；為其他程序開發(fā)C目標(biāo)模塊、動態(tài)鏈接庫（DLL）、C語言庫。

根據(jù)設(shè)計要求和信號流程的分析，在設(shè)計面板時，以CVI中ListBox作為模塊（M1～M6）面板，代表信號流通過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在模擬器設(shè)計過程中，為符合實際情況，要有故障檢測指示、故障軟件設(shè)置選擇、故障說明等內(nèi)容。為達(dá)到此要求，在設(shè)計面板時，分別以Ring作為故障選擇部分，以TextBox作為故障說明部分，以LED作為低壓故障指示燈部分。此外，還有一個TWT控制開關(guān)用于控制信號從低壓到燈絲過程的流通。

故障選擇部分用來實現(xiàn)軟件故障控制。為實現(xiàn)系統(tǒng)的功能，要求有軟件控制硬件模擬部分的故障設(shè)置環(huán)節(jié)。總共有20個故障點：發(fā)射機(jī)、輸出功率、電源等。當(dāng)選擇一個故障時，面板中會出現(xiàn)該故障的種類；同時，面板的信號流通也會發(fā)生相應(yīng)變化，并由面板和PCI向硬件送出5 V數(shù)字信號，由此結(jié)合硬件部分進(jìn)行控制。

最終界面實現(xiàn)如圖3所示，該圖是正常工作狀態(tài)下界面的顯示情況。

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圖3 系統(tǒng)界面

4 ； 結(jié) ； 語

本文設(shè)計了一種雷達(dá)發(fā)射機(jī)模擬器的故障監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)該系統(tǒng)需要完成的任務(wù)，設(shè)計了應(yīng)具有的功能和上位機(jī)軟件控制流程；使用LabWindows/CVI進(jìn)行編程，實現(xiàn)了具有人際交互操作界面的故障監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可以為現(xiàn)代雷達(dá)裝備的故障監(jiān)控部分提供設(shè)計思路，還可以配備到部隊中，完成相關(guān)的保障訓(xùn)練，加速提高操作人員和保障人員的技術(shù)水平和維修技能，具有廣泛的軍事應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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[2] 路文龍，王和明，張啟亮，等.基于FPGA+PC104的雷達(dá)目標(biāo)模擬器設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2012，38（4）：27?30.

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裝備模擬器范文3

關(guān)鍵詞：人工氣候環(huán)境 模擬器 控制 應(yīng)用

中圖分類號：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0128-01

氣候環(huán)境的模擬是實驗室基礎(chǔ)試驗條件研究中的熱點問題，通過模擬自然氣候環(huán)境特別是極端氣候環(huán)境，可為開展特定氣候條件下的科學(xué)問題研究創(chuàng)造條件。如開發(fā)環(huán)境發(fā)生器，實現(xiàn)對溫度、濕度、降雨等氣候環(huán)境變量的模擬，可研究極端氣候條件下的災(zāi)害發(fā)生機(jī)理、土壤特性變化、工程結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性等[1]。

1 人工氣候條件模擬器工作過程

本文研制的人工氣候環(huán)境條件下土壤的裂隙發(fā)生發(fā)展規(guī)律試驗，需要模擬溫度、濕度、降雨（含酸雨）以及各類極端氣候條件，可以在室內(nèi)人工環(huán)境內(nèi)測定土壤裂隙的發(fā)生規(guī)律，研究土體參數(shù)的變化。根據(jù)試驗要求，本試驗需要的人工環(huán)境模擬器系統(tǒng)包括溫、濕度傳感器、傳感器電路、A/D轉(zhuǎn)換、信息反饋處理CPU、顯示電路、控制輸出電路，降雨系統(tǒng)以及加熱與加濕系統(tǒng)，如圖1所示。

2 模擬器系統(tǒng)組成及控制電路

根據(jù)模擬器系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)，研制并選配的模擬器主要構(gòu)件包括：玻璃纖維加熱帶、超聲波加濕機(jī)、人工降雨器、飽和缸、溫濕度傳感器、控制電板、真空泵。其中飽和缸的尺寸：φ50cm×50cm（H）；溫度范圍：0～75℃；升溫速率：從30℃升到40℃，r間不大于1小時；濕度范圍：0～95%RH；降雨面積：3.14×25cm×25cm；降雨類型：根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)，可產(chǎn)生均勻型、遞降型，峰值型和遞增型等降雨類型。本模擬器具有如下功能[2]：

能對土樣進(jìn)行飽和，開展各種重塑土的飽和試驗；對巖土試樣進(jìn)行恒溫恒濕試驗，保證試驗環(huán)境的可控制性；模擬干旱、降雨（酸雨）及其耦合的各種工況下，研究巖土力學(xué)性質(zhì)變化；研究非飽和土在環(huán)境效應(yīng)影響下的力學(xué)響應(yīng)等；模擬器的原理圖及控制系統(tǒng)電路圖圖2所示。

3 土壤裂隙試驗應(yīng)用

粘土在大氣營力（主要是降雨、蒸發(fā)和溫度）的作用下容易產(chǎn)生裂隙，裂隙的存在破壞了土體的完整性，使土體力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，造成邊坡發(fā)生坍塌滑坡災(zāi)害。同時也存在由于裂隙的不斷演化，在施工初期處于穩(wěn)定狀態(tài)的邊坡，隨著氣候的周期變化逐漸發(fā)生失穩(wěn)滑動。因此研究粘土裂隙隨氣候的演化規(guī)律，對土質(zhì)邊坡的設(shè)計和邊坡失穩(wěn)的早期預(yù)測預(yù)報是有較大意義的。

4 結(jié)語

本文針對氣候環(huán)境的人工模擬，分析并提出了模擬器的系統(tǒng)組成及工作過程，研制了該模擬器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、工作電路圖，編寫了相應(yīng)的單片機(jī)控制程序，開發(fā)了相應(yīng)的硬件，并在此設(shè)備完成了干濕循環(huán)作用下土體裂縫演化過程實驗研究，實驗結(jié)果表明，隨著環(huán)境溫度的增加，試驗土樣裂縫形態(tài)越來越簡單，裂隙越來越寬。

參考文獻(xiàn)

[1]王俊，黃本誠，萬才大，等.環(huán)境模擬技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，1996.

[2]張林華.多環(huán)境參數(shù)人工模擬技術(shù)研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2005.

裝備模擬器范文4

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器；B/S結(jié)構(gòu)；RIA;Java;XML

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1004-373X(2008)11-156-03オ

Design and Development of Network Equipment Simulator Based on B/S Structure

ZENG Jun,YANG Hongmin

(Zhejiang Province Educational Equipment and Work-study Management Center,Hangzhou,310002,China)

オ

Abstract：By analysing the features of major network equipment simulator,a browser/server-based network simulation software for network practice teaching or training is developed,and the key technologies of development is described.In front of simulator,using flash actionscript to extract equipment order information.In back,using the Java language develop simulation engine.XML is used for passing information between front and back.At last,the simulator has features of multi-user,fast response,common characteristics of equipment.

Keywords：network equipment simulator；B/S structure；RIA;Java;XML

1 引 言

隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，對各類網(wǎng)絡(luò)人才的需求使得各類網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)蓬勃發(fā)展。其中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作培訓(xùn)需要使用昂貴的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這無論對培訓(xùn)機(jī)構(gòu)還是對培訓(xùn)學(xué)員都是沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。用軟件來模擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作過程是解決問題的途徑之一。目前已經(jīng)有了很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器，其中比較好的有針對Cisco的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器(如：NetSim)和針對華為的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器(如：RouteSim)，前者的功能齊全，針對性強(qiáng)，而后者只能限于網(wǎng)絡(luò)初學(xué)者，功能較為簡單。這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器多數(shù)是單機(jī)版的形式，并只針對一種類型的設(shè)備，常用于指定企業(yè)上崗培訓(xùn)。

為此，我們根據(jù)高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐教學(xué)和培訓(xùn)的實際，設(shè)計開發(fā)一種基于B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器，以實現(xiàn)多用戶的同時使用和協(xié)作學(xué)習(xí)。模擬器還能實現(xiàn)同種類型設(shè)備的不同型號(CISCO，華為等)的互連和指令支持，實現(xiàn)通用設(shè)備，有利于培訓(xùn)學(xué)員全面掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作技能。

2 模擬器系統(tǒng)分析與設(shè)計

2.1 模擬器概述

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器的是一種通過計算機(jī)軟件技術(shù)模擬現(xiàn)實中的各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其操作。利用軟件進(jìn)行模擬可以讓學(xué)員在計算機(jī)終端上完成模擬多臺路由器、交換機(jī)的工作，而不用像在真實實驗環(huán)境中那樣不斷地往返于不同設(shè)備間，頻繁地切換端口接線，方便了網(wǎng)絡(luò)實踐課程的教學(xué)。另外用軟件進(jìn)行模擬，省去昂貴的設(shè)備采購和維護(hù)費(fèi)用，節(jié)約了教學(xué)成本。

目前市場上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器種類繁多，制作技術(shù)和難度也繁簡不一。如華為的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器，他可支持的技術(shù)從以太網(wǎng)接入、各種路由協(xié)議的配置到安全認(rèn)證非常全面，而模擬出的設(shè)備可以是一臺，也可以是幾十臺，有時所模擬出的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還可以達(dá)到電信級的規(guī)模。但他們同時存在著一些問題：首先不同廠商所開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器都是針對本產(chǎn)品的模擬，通用性上存在不足；其次都采用單機(jī)版結(jié)構(gòu)，在一定程度上降低了可控制性，不利于分散培訓(xùn)；最后就是現(xiàn)有模擬器的可擴(kuò)展和自配置性差，像華為模擬器就不允許用戶自添加一些命令規(guī)則。

因此，針對網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)需求，我們設(shè)計開發(fā)了基于B/S模式的、能通用設(shè)備的、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

模擬器系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Server)架構(gòu)(如圖1)。整合Web 2.0技術(shù)，體現(xiàn)富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用(Rich Internet Application,RIA)思想，運(yùn)用前臺的Flash應(yīng)用程序與用戶交互，豐富用戶體驗，增強(qiáng)系統(tǒng)可用性。后臺從邏輯功能上分為Web服務(wù)器和Java應(yīng)用服務(wù)器：Web服務(wù)器主要響應(yīng)用戶的Web 請求，包括注冊、登錄等；Java應(yīng)用服務(wù)器主要響應(yīng)前臺Flash播放器的XML Socket通訊請求、通過調(diào)用專家知識實現(xiàn)指令解析、生成連通信息并返還給前臺客戶端。專家知識庫系統(tǒng)是建立的針對特定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的指令知識庫，通過XML技術(shù)和正則表達(dá)式技術(shù)對指令格式和領(lǐng)域知識進(jìn)行形式化，同時建立知識庫維護(hù)子系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)知識的維護(hù)和更新。

2.3 主要問題和流程

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器的設(shè)計和開發(fā)需要解決以下問題：

(1) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指令格式和領(lǐng)域知識的形式化和正則表示，形成指令庫，并能實現(xiàn)指令的動態(tài)增刪。

(2) 后臺仿真引擎各功能組件的形式化描述、建模，引擎的設(shè)計開發(fā)；

(3) 前臺設(shè)備隱性連接信息的提取，信息描述的傳遞，相應(yīng)XML文件的自動生成等；

(4) 基于XMLSocket的前后臺通訊協(xié)議和功能實現(xiàn)。

相應(yīng)的功能實現(xiàn)流程如圖2所示。

3 模擬器開發(fā)

3.1 技術(shù)路線

從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和功能實現(xiàn)流程圖中可以看出，模擬器開發(fā)中最重要的部分在于前臺用戶交互界面的設(shè)計和實現(xiàn)、后臺知識庫的建立、命令解析和處理功能的實現(xiàn)以及前臺和后臺的實時通訊。為此，我們采用了Flash+XML+Application的系統(tǒng)架構(gòu)，利用RIA技術(shù)提高用戶的操作體驗；利用跨平臺的Java語言來編寫仿真引擎，檢索設(shè)備指令知識庫；利用Flash的ActionScript提取設(shè)備連接信息，自動轉(zhuǎn)換成XML文件來進(jìn)行信息的傳遞。

(1) 基于Flash的前端表現(xiàn)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)模擬器前端主要展現(xiàn)命令的輸入，相關(guān)信息的提示，模擬各個網(wǎng)絡(luò)組件的拖動、組合等操作，并且要具有與后臺通信的能力。本著美觀易用的目標(biāo)，我們選擇了Flash來展現(xiàn)人機(jī)交互。引入RIA技術(shù)，提高用戶的網(wǎng)絡(luò)操作體驗。

(2) 基于Java的后臺實現(xiàn)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)模擬器的核心功能由后臺處理程序完成，主要完成命令解析、命令處理、與前端通信等功能，因此選擇一種易使用、開發(fā)效率高、網(wǎng)絡(luò)處理能力強(qiáng)、XML處理能力強(qiáng)的語言是有必要的，最終我們選擇了Java。Java應(yīng)用程序運(yùn)行在異質(zhì)的機(jī)器、異質(zhì)的操作系統(tǒng)之上，通過TCP/IP進(jìn)行信息的交流；Java應(yīng)用程序之間既可以交換消息，也可以交換程序(如一個applet)；Java的開源特性又為組件帶來更多的可選擇性，在對XML處理上，既可以選擇JDK自帶的處理包，也可以采用開源包，因此在一定程度上具有比較多的可選擇性。

(3) 基于XML的信息通信技術(shù)

在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器的實現(xiàn)過程中，涉及到后端服務(wù)器和前端Flash通信的要求，也就是要求基于Java的應(yīng)用要和基于Flash的應(yīng)用通信，如何表示通信信息的約定是一個重要的問題，這個通信約定必須是被雙方認(rèn)可并能識別，XML正是這樣一種信息表示載體。

XML(Extensible Markup Language，可擴(kuò)展的標(biāo)記語言)是一套定義語義標(biāo)記的規(guī)則，這些標(biāo)記將文檔分成許多部件并對這些部件加以標(biāo)識。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器的通信約定中首先定義一系列通信協(xié)議，這些協(xié)議以XML形式表示，接受端在接收完通信協(xié)議后用XML解析器解析XML協(xié)議，這樣就能很好的識別各種情況。因此，XML在這里作為連通前端和后端的橋梁。

3.2 RIA技術(shù)

考慮到C/S架構(gòu)在部署和更新方面的缺點，我們使用了B/S架構(gòu)來搭建系統(tǒng)。但B/S架構(gòu)的系統(tǒng)因受HTML的限制，無法像C/S那樣使用豐富的效果來展示數(shù)據(jù)，用戶體驗比較差。另外，網(wǎng)絡(luò)中斷將使B/S程序無法運(yùn)行，因此需要有穩(wěn)定的客戶端/服務(wù)器連接。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器既需要有C/S那樣豐富的客戶端數(shù)據(jù)展現(xiàn)和穩(wěn)定的系統(tǒng)功能，又需要有B/S強(qiáng)大的服務(wù)器端和使用、維護(hù)的方便快捷，RIA為我們找到了在客戶端和服務(wù)器端進(jìn)行更好的平衡的方法。

RIA是集桌面應(yīng)用程序的最佳用戶界面功能與Web應(yīng)用程序的普遍采用和快速、低成本布署以及互動多媒體通信的實時快捷于一體的新一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。RIA中的 Rich Client提供可承載已編譯客戶端應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境，客戶端應(yīng)用程序使用異步客戶/服務(wù)器架構(gòu)連接現(xiàn)有的后端應(yīng)用服務(wù)器，這是一種安全、可升級、具有良好適應(yīng)性的新的面向服務(wù)模型，這種模型由采用的Web服務(wù)所驅(qū)動。結(jié)合了聲音、視頻和實時對話的綜合通信技術(shù)使RIA具有前所未有的網(wǎng)上用戶體驗。

在實現(xiàn)RIA的各種技術(shù)中，我們選用基于Flash的RIA，因為系統(tǒng)有個非常復(fù)雜的用戶交戶，需要展現(xiàn)大量的圖形、圖像，以及要進(jìn)行大量的矢量操作。FlashRIA在界面美觀程度、多媒體表現(xiàn)、開發(fā)便捷及很多開發(fā)細(xì)節(jié)上有很大的優(yōu)勢。

4 結(jié) 語

采用B/S架構(gòu)設(shè)計和開發(fā)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器，可以把復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作命令和過程同時展現(xiàn)在多個客戶端，方

[CM(21*2]便網(wǎng)絡(luò)課程實踐教學(xué)，節(jié)省設(shè)備開支，有利于網(wǎng)絡(luò)實踐知[CM)]

識的普及。在模擬器的客戶端，采用RIA技術(shù)，構(gòu)建了直觀、易用、反應(yīng)迅速并可以脫機(jī)使用的,具有良好客戶體現(xiàn)的前端應(yīng)用程序;在服務(wù)器端，開發(fā)了豐富的和可擴(kuò)展的命令解析程序和指令庫，實現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的互連和通用，并使用RIA和XML實現(xiàn)前后端信息的異步交互，在保證信息傳送正確的前提下，在無刷新頁面之下提供快捷的界面響應(yīng)時間，增強(qiáng)了用戶體驗。

本文創(chuàng)新點：在B/S架構(gòu)下搭建網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器，可以方便用戶使用和進(jìn)行管理；在開發(fā)實現(xiàn)過程中，利用RIA來改善系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能，改善用戶的體驗；利用JAVA開發(fā)仿真引擎，集成多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和產(chǎn)品，實現(xiàn)通用設(shè)備；系統(tǒng)在受限的網(wǎng)絡(luò)實踐教學(xué)或培訓(xùn)中得到了很好的應(yīng)用。

參 考 文 獻(xiàn)

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裝備模擬器范文5

高爾夫巨星泰格?伍茲輕輕彎身，雙手緊握球桿，凝視前方。幾秒鐘后，他揮出流暢一桿，球在空中飛出一道完美的弧線，準(zhǔn)確落在目標(biāo)位置。不過，泰格?伍茲完成這套動作的地方并不是頂級球場，而是在一個室內(nèi)高爾夫模擬器上。

不必驚訝，高爾夫的運(yùn)動場景正在發(fā)生改變。隨著高爾夫模擬系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，這項傳統(tǒng)運(yùn)動有了新的玩法―不受時間、空間和天氣的限制，足不出戶就能打球。

最近幾年，國內(nèi)一些企業(yè)瞄準(zhǔn)這種新玩法，試圖打破原有的消費(fèi)模式，把高爾夫變成一項大眾生意。

―如歌科技便是其中之一。 隔壁老王與好生意

據(jù)統(tǒng)計，中國的高爾夫核心人口不到40萬人，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國和日韓。在國內(nèi)，場地少、學(xué)球貴、打球貴等因素讓高爾夫很難成為普及程度高的大眾消費(fèi)項目。

并不是中國人不喜歡高爾夫。

如歌科技創(chuàng)始人劉隆基、何偉軍做過調(diào)研，雖然中國的高爾夫核心人口偏少，但卻有超過2 000萬人的潛在高球人口。如果能把這個群體的消費(fèi)活力激發(fā)出來，無疑將產(chǎn)生一個巨大的增量市場。

但是，要想抓住這個群體，就必須降低參與門檻，讓“隔壁老王”也能打上球。為此，劉、何二人想到了不受場地限制的高爾夫模擬器。

所謂室內(nèi)高爾夫模擬器，就是通過三維模擬和高速測量技術(shù)，在高清屏幕上模擬真實的高爾夫運(yùn)動場景。用戶使用球桿將高爾夫球擊向模擬球場，屏幕就能實時投影球的飛行軌跡，就像真打一樣，而非游戲。

2012年，如歌從華為、騰訊、環(huán)球數(shù)碼等企業(yè)挖來技術(shù)團(tuán)隊，開始自主研發(fā)1：1真實還原的三維球場。

要達(dá)到極其逼真的模擬效果，并非一件容易的事，如歌做出第一個球洞就足足花了半年時間。經(jīng)過反復(fù)測試與改進(jìn)，直到2014年，如歌的產(chǎn)品才基本成型。除了陽光在室內(nèi)無法模擬，地形、地貌甚至是植被幾乎可以百分百復(fù)原。

目前，如歌通過與高爾夫場地運(yùn)營商合作，已經(jīng)上線了包括北京華彬、上海佘山、美國圓石灘在內(nèi)的60多塊國內(nèi)外頂級球場。這樣一來，“隔壁老王”不用費(fèi)勁跑去真實球場，也能玩上幾把。 社區(qū)高爾夫

2015年，如歌正式將產(chǎn)品推向市場，定價12.8萬元。

但劉隆基和何偉軍發(fā)現(xiàn)，市場上的同類模擬器大多賣給了高級會所和私人別墅，而這樣并沒有真正降低高爾夫消費(fèi)門檻。如歌的做法是，利用模擬器系統(tǒng)開設(shè)室內(nèi)球館，通過“模式下沉”，搶占體育健身場所和社區(qū)入口，方便大眾參與消費(fèi)。

模式下沉，有無成功經(jīng)驗可借鑒？

事實上，高爾夫之所以在韓國能成為大眾消費(fèi)，就得益于遍布在住宅區(qū)、健身場所的室內(nèi)高爾夫球館。一開始，這些球館通過免費(fèi)教學(xué)的方式來吸引大眾參與，然后辦卡收費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計，韓國有8 700家室內(nèi)高爾夫球館，全年有近8 000萬人次參與消費(fèi)。

他山之石，可以攻玉。2015年8月，如歌與朝向集團(tuán)成為戰(zhàn)略合作伙伴，啟動高爾夫創(chuàng)業(yè)扶持計劃。如歌免費(fèi)提供高爾夫模擬系統(tǒng)，支持高爾夫教練和從業(yè)者在體育健身場所、中高端住宅區(qū)開辦室內(nèi)球館。

雖然設(shè)備由如歌提供，但如歌并不參與球館的經(jīng)營管理，而是向每臺模擬系統(tǒng)收取每月1 500元的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)費(fèi)。至于教學(xué)和打球的收費(fèi)，由球館按照各地消費(fèi)水平自行定價。

以重慶的一家室內(nèi)球館為例，9洞下場費(fèi)用100元，18洞160元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于真實場地近千元的下場費(fèi)用。而對于初學(xué)者來說，利用模擬器進(jìn)行教學(xué)的費(fèi)用也不到球場的一半。

曾洪泉是首批試水者之一。他在深圳龍崗五聯(lián)社區(qū)開了一家室內(nèi)球館，擁有3臺如歌高爾夫模擬系統(tǒng)。開館伊始，曾洪泉為了吸引增量人群消費(fèi)，做了很多推廣活動，比如，社區(qū)居民半小時免費(fèi)體驗、青少年免費(fèi)教學(xué)等。

就跟零售、電商、影院等業(yè)態(tài)布局社區(qū)收獲頗豐一樣，很快，曾洪泉就嘗到了甜頭。現(xiàn)在，他的球館平均每個月在模擬器系統(tǒng)上的收入在3萬元以上，加上教學(xué)、裝備銷售等其他經(jīng)營收入，利潤頗為可觀。

“下個樓就能打高爾夫，非常方便”，在曾洪泉看來，室內(nèi)高爾夫球館降低了學(xué)球和打球的消費(fèi)門檻，很容易吸引潛在消費(fèi)人群。對于經(jīng)營者而言，安裝兩臺模擬設(shè)備只需100平米的場地，門店裝修投入在10萬元左右。相比“吃地”嚴(yán)重，運(yùn)營成本高昂的高爾夫球場，室內(nèi)球館的投入成本很低。

目前，如歌在全國30多個城市開辦了120多家室內(nèi)球館，共有300多臺模擬器系統(tǒng)投入市場運(yùn)營。 模擬器+的“錢景”

室內(nèi)球館只是如歌搶占入口的線下布局，有了線下，才能更好地玩線上。

事實上，如歌真正想打造的是一套集教學(xué)、下場、比賽、社交為一體的互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)動社區(qū)。用戶使用如歌系統(tǒng)，不僅可以回放自己擊球的視頻，還可以學(xué)習(xí)世界高球教父大衛(wèi)?利百特等知名教練的視頻課程，實現(xiàn)在線教學(xué)；在比賽方面，用戶可以跟不同城市的球友約戰(zhàn)，也可以參加平臺定期組織的各種聯(lián)網(wǎng)賽事。目前，如歌的聯(lián)網(wǎng)經(jīng)營平臺上已經(jīng)擁有近萬名注冊用戶。

裝備模擬器范文6

【關(guān)鍵詞】維修訓(xùn)練 故障設(shè)置 故障嵌入

兩棲裝甲車輛火控系統(tǒng)技術(shù)含量高，維修難度大，總部對復(fù)雜的火控系統(tǒng)，明確提出了隊屬修理機(jī)構(gòu)只進(jìn)行換件修理的維修改革要求。為此，院校和部隊訓(xùn)練機(jī)構(gòu)針對維修方式的變化，將火控系統(tǒng)維修訓(xùn)練的重點轉(zhuǎn)向快速準(zhǔn)確判定故障部件并對其進(jìn)行快速換件修理能力的培養(yǎng)。由于受火控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、集成性，以及訓(xùn)練機(jī)構(gòu)實裝少、裝備器材短缺，缺乏訓(xùn)練手段等因素制約，火控系統(tǒng)故障維修訓(xùn)練只能理論講解，不能針對實車進(jìn)行故障設(shè)置，不能滿足依據(jù)實車故障進(jìn)行故障現(xiàn)象演示、分析、檢測、排除等訓(xùn)練要求，導(dǎo)致維修人員實車故障維修能力弱，難以滿足部隊維修方式改革要求。

為了較快掌握坦克火控系統(tǒng)使用與維修工作，使裝備迅速形成戰(zhàn)斗力，必須加強(qiáng)對人員的維修訓(xùn)練。兩棲裝甲車輛火控系統(tǒng)故障維修訓(xùn)練平臺的設(shè)計應(yīng)運(yùn)而生。

1 故障維修訓(xùn)練平臺總體方案

該平臺的構(gòu)建依托開放式火控系統(tǒng)維修訓(xùn)練模擬器，采用無損故障嵌入技術(shù)，在不影響裝備正常使用的前提下，實現(xiàn)故障集成和故障再現(xiàn)。平臺主要由故障在線設(shè)置系統(tǒng)、故障分析診斷系統(tǒng)、維修數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和故障考核系統(tǒng)組成。其組成框圖如圖1所示。

1.1 故障在線設(shè)置系統(tǒng)

對故障案例進(jìn)行搜集整理，將典型故障嵌入到火控系統(tǒng)維修訓(xùn)練模擬器（或?qū)嵻嚕┲校捎糜嬎銠C(jī)智能控制技術(shù)、無線通信技術(shù)，訓(xùn)練時激活故障點，完成故障在線快速自動設(shè)置，實現(xiàn)故障再現(xiàn)。

1.2 故障分析診斷系統(tǒng)

對受訓(xùn)人員錄入的故障進(jìn)行分析診斷，自動判斷故障節(jié)點，按照部隊維修檢測流程提示檢測方法，用于指導(dǎo)幫助維修人員進(jìn)行故障排除訓(xùn)練。

1.3 故障維修數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

依據(jù)部隊訓(xùn)練和工廠維修經(jīng)驗，搜集整理出系統(tǒng)的、便于查詢的火控系統(tǒng)維修所需要的圖紙、軟件、維修技術(shù)條件等全部資料和數(shù)據(jù)。

1.4 故障考核系統(tǒng)

依托故障在線設(shè)置系統(tǒng)進(jìn)行實車故障設(shè)置，供受訓(xùn)人員進(jìn)行自我測試，也可組織受訓(xùn)人員進(jìn)行統(tǒng)一考核，考核結(jié)果系統(tǒng)智能判定。

2 故障設(shè)置單元

故障設(shè)置單元完成故障代碼發(fā)收及故障嵌入，主要由故障編碼數(shù)據(jù)發(fā)送裝置、數(shù)據(jù)接收處理裝置和故障嵌入部件組成。

2.1 故障數(shù)據(jù)發(fā)送裝置

根據(jù)訓(xùn)練內(nèi)容，從故障庫中選擇故障案例，由計算機(jī)形成故障代碼和地址編碼，經(jīng)無線通訊系統(tǒng)調(diào)制后發(fā)送至故障接收裝置。

2.2 數(shù)據(jù)接收處理裝置

接收故障發(fā)送裝置的故障代碼指令，根據(jù)信號指令激活相應(yīng)的故障點。

2.3 故障嵌入部件

將典型故障嵌入裝備部件（或電路板）內(nèi)部，且不影響裝備技術(shù)性能和使用，訓(xùn)練時激活故障點，實現(xiàn)故障在線設(shè)置，完成故障現(xiàn)象再現(xiàn)。

3 故障嵌入方案設(shè)計

為了對各類不同類型的故障進(jìn)行故障嵌入，達(dá)到故障重構(gòu)目的，本文在故障分類基礎(chǔ)上，針對各種不同類型的故障，設(shè)計出各種不同的故障嵌入方法：

3.1 模擬電壓信號

3.1.1 可變電壓源

可變電壓源作為模擬信號，無功率要求，如圖2所示，設(shè)計中將15V電源穩(wěn)壓至6.2V，采用程控電位器進(jìn)行分壓調(diào)節(jié)，經(jīng)過電壓跟隨器后，由AD開關(guān)輸出，其輸出范圍為0-6.2V。

3.1.2 直流偏置注入

程控電位器作為直流偏置環(huán)節(jié)，設(shè)計中將直流偏置注入到原有信號中，與原有信號進(jìn)行疊加放大，由AD開關(guān)給出。如圖3所示。

3.1.3 信號增大及衰減

故障信號為增大及衰減的信號，設(shè)計中運(yùn)用程控調(diào)節(jié)信號的反饋系數(shù)，進(jìn)而改變信號的放大系數(shù)，達(dá)到信號的放大或縮小，由AD開關(guān)給出。如圖4所示。

3.1.4 交流信號

采用文式電橋振蕩電路，產(chǎn)生固定頻率，幅度可調(diào)的交流信號，由AD開關(guān)給出。如圖5所示。

3.2 電源信號和開關(guān)量

電源信號和開關(guān)量的控制信號，經(jīng)驅(qū)動芯片驅(qū)動后，控制繼電器動作，使輸出狀態(tài)變?yōu)榻拥鼗蚋咦锠顟B(tài)。電路圖如圖6所示。

3.3 TTL電平及TTL數(shù)據(jù)信號

控制模塊根據(jù)故障代碼，斷開對應(yīng)接口，通過程控直接輸出相應(yīng)的故障數(shù)據(jù)。如圖7所示：

正常模式：OUT=IN；

故障模式：OUT=故障數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

兩棲裝甲車輛火控系統(tǒng)故障維修訓(xùn)練該平臺設(shè)置故障速度快、實用性強(qiáng)、通用性好，有效解決了實車故障不易設(shè)置、故障設(shè)置易損壞裝備等維修訓(xùn)練難題，提高了訓(xùn)練效率，具有顯著的推廣應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)

[1]中國人民總參謀部兵種部.外軍裝甲兵訓(xùn)練模擬設(shè)備[M].北京：出版社，2001.

[2]范顯峰，姜興渭，基于Agent的衛(wèi)星故障診斷融合技術(shù)研究[J].中國空間科學(xué)技術(shù)，2003，23（02）：39-44.

作者簡介

高飛（1982-），男，吉林省伊通滿族自治縣人。碩士學(xué)位。現(xiàn)為裝甲兵技術(shù)學(xué)院講師。研究方向為自動控制。

姚兆（1979-），男，遼寧省營口市人。碩士學(xué)位。現(xiàn)為裝甲兵技術(shù)學(xué)院講師。研究方向為機(jī)電一體化。

陳宏偉（1979-），男，吉林省輝南縣人。學(xué)士學(xué)位。現(xiàn)為裝甲兵技術(shù)學(xué)院講師。研究方向為自動控制。