裝備模擬器范文

導語：如何才能寫好一篇裝備模擬器，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：模擬訓練器；維修訓練；設計

引言

隨著我軍高新裝備的不斷配發(fā)，模擬訓練器的研制已經(jīng)在各個兵種大范圍的開展，但從實際效果來看，目前主要局限在對實裝操作的模擬訓練裝置研制上，較少開展維修模擬訓練裝置的研究，歸其原因主要為：經(jīng)過裝備操作訓練，操作步驟較好掌握，便于進行操作模擬訓練裝置研制；但裝備維修訓練，局限于真實故障的產(chǎn)生和需要維修人員較高的理論水平，不便于實際模擬。“某型裝備超短波通信網(wǎng)模擬訓練器”綜合運用多種技術(shù)，仿真度較高，可廣泛用于院校、部隊的教學與培訓，可開展操作使用模擬訓練[1]、通信組網(wǎng)操作訓練、分解結(jié)合訓練、維修模擬訓練等科目。

1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)組成包含A站設備及B站設備，兩個站體設備完全一致，分別包含主控計算機1臺、通信控制設備模擬裝置1臺和超短波電臺模擬裝置1臺，可實現(xiàn)兩站體之間的操作及維修訓練。

A站與B站通信時借助電臺模擬裝置采用無線方式實現(xiàn)，可進行話音和數(shù)據(jù)傳輸。在站體內(nèi)部，模擬的單體設備通過RS-485總線與主控計算機連接，主控計算機作為RS-485總線主控設備，通信控制設備模擬裝置和超短波電臺模擬裝置作為子設備，主控計算機可以通過RS-485總線實時在線主動查詢和設置通信控制設備模擬裝置和超短波電臺模擬裝置，更加逼近實裝操作。通過主控計算機還可以設置超短波電臺模擬裝置工作狀態(tài)，采集超短波電臺模擬裝置工作參數(shù)，并與通信控制設備模擬裝置進行組網(wǎng)通信，用于代替實裝進行模擬維修訓練。

2 系統(tǒng)功能

超短波通信網(wǎng)模擬訓練器具有以下功能：（1）單裝操作訓練：能進行通信控制設備的操作使用訓練，操作使用方式、操作界面與實裝一致；能通過主控計算機軟件設置超短波電臺模擬訓練器的各種參數(shù)。（2）通信組網(wǎng)訓練：能進行超短波通信網(wǎng)組網(wǎng)訓練。（3）分解結(jié)合訓練：能進行單裝設備的分解結(jié)合訓練，其內(nèi)外部結(jié)構(gòu)與實裝一致。（4）故障設置及維修訓練：能通過計算機軟件自動、人工手動兩種方式設置并模擬單裝設備各電路板的故障，其故障現(xiàn)象與實裝一致；維修訓練可以定位至電路板級，對故障電路板進行換件或通過主控計算機清除故障，可排除單裝設備故障。

3 硬件系統(tǒng)設計

3.1 通信控制設備模擬裝置

通信控制設備模擬裝置在內(nèi)、外部結(jié)構(gòu)上與實裝相同，結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，由底板提供總線插槽，總線插槽上插接嵌入式MCU、人機操作界面、8塊接口板、電源、鍵盤接口、外設接口等電路板，其中鍵盤控制板和LCD顯示屏位于前面板內(nèi)側(cè)，與實裝結(jié)構(gòu)一致。采用RS485接口通信方式連接到主控計算機，主控計算機軟件對通信控制設備進行設置，可設置參數(shù)和模擬故障，MCU根據(jù)主控計算機軟件參數(shù)設置情況，做出相應處理。主控計算機軟件設置故障時，MCU通過繼電器的斷開控制接口板的通斷，模擬故障現(xiàn)象，學員根據(jù)故障現(xiàn)象，分析并定位故障位置，及時維修故障，完成故障維修模擬訓練，并從中了解整個故障分析思路和故障排除過程，為以后在實裝維修中打下牢固基礎。

3.2 超短波電臺模擬裝置

超短波電臺模擬裝置結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，硬件結(jié)構(gòu)包括嵌入式MCU、無線模塊、RS485通信接口、話機接口和數(shù)據(jù)設備接口。其中嵌入式MCU通過RS485通信協(xié)議和主控計算機連接，通過數(shù)據(jù)設備接口和通信控制設備連接，主要接收來自主控計算機軟件設置的頻段參數(shù)和密鑰，通過串行接口將數(shù)據(jù)寫入無線模塊，對無線模塊參數(shù)設置完成后，如果通信雙方電臺頻率設置在同一頻段內(nèi)，密鑰相同，兩部無線電臺之間就可進行話音和數(shù)據(jù)通信。

4 軟件系統(tǒng)設計

4.1 上位機軟件

主控計算機軟件部分主要包括系統(tǒng)通信組網(wǎng)操作設置、自動故障設置模塊。其中系統(tǒng)通信組網(wǎng)操作包含站體身份選擇模塊、電臺參數(shù)設置模塊、鏈路監(jiān)控狀態(tài)模塊、數(shù)據(jù)通信模塊等；自動故障設置包含故障設置模塊、故障恢復模塊、考核模塊等。

4.2 超短波電臺模擬裝置軟件

軟件由通信模塊、話音通信傳輸控制模塊、通信參數(shù)控制模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊組成。通信模塊負責模擬電臺的通信傳輸，一方面數(shù)據(jù)通信傳輸，另一方面進行通信參數(shù)的接收，接收到收發(fā)兩方的通信參數(shù)后進行判別，是否為正確的通信參數(shù)，如若正確，則進行通信傳輸，否則不進行通信傳輸，即使有數(shù)據(jù)或話音信號進行傳輸，通信參數(shù)控制模塊必須給出能夠傳輸或不能傳輸?shù)臎Q策。話音通信傳輸控制模塊主要負責控制話音傳輸，而數(shù)據(jù)傳輸模塊則負責數(shù)據(jù)通信傳輸。

4.3 通信控制設備模擬裝置軟件

通信控制設備一方面進行通信監(jiān)聽，另一方面監(jiān)測用戶輸入進行狀態(tài)查詢和參數(shù)設置，移植了VxWorks實時嵌入式操作系統(tǒng)，具有多任務調(diào)度功能，可同時運行多個進程并行工作。

5 結(jié)束語

文章提出并設計的模擬訓練器，功能齊全，滿足了使用部門對訓練器可靠性和逼真度的多方面要求，較好地解決了院校和部隊維修保障分隊訓練裝備缺乏及實裝訓練成本高昂的問題，起到良好的教學和訓練效果，具有較高的推廣價值和軍事經(jīng)濟前景。

篇2

1試驗檢測系統(tǒng)組成和性能

1．1系統(tǒng)組成控壓鉆井試驗檢測系統(tǒng)是一套先進的遠程控制的硬、軟件系統(tǒng)，主要包括4個系統(tǒng)：壓力循環(huán)系統(tǒng)（包括鉆井液泵、鉆井液罐、空氣包，阻流管匯、配套工具及管線）、數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)、鉆井模擬器和遠程控制系統(tǒng)。通過壓力循環(huán)系統(tǒng)的各泵組、平板閥、節(jié)流閥的相互切換，配合實時的鉆井動態(tài)模擬器，構(gòu)建包括開泵、停泵、正常鉆進、活動鉆具、起下鉆、井漏、井涌等不同鉆井工況的工藝流程，待測試的控壓鉆井系統(tǒng)自動檢測工況，做出合理判斷。整個試驗檢測系統(tǒng)與待測試的MPD裝備（或工具）都實現(xiàn)遠程控制，通訊雙盲，盡可能做到模擬真實的鉆井現(xiàn)場工況，以檢測待測MPD裝備的控制能力和穩(wěn)定性，達到精確控制鉆井參數(shù)的目標，可進行控壓節(jié)流性能測試、控壓鉆井工藝檢測，以及控壓鉆井裝置各單項和整體性能等工藝測試等試驗，圖1為控壓鉆井試驗檢測系統(tǒng)的組成。

1．2工藝特征和技術(shù)參數(shù)

1．2．1控壓鉆井節(jié)流試驗主要包括節(jié)流閥特性試驗、控制響應試驗、壽命試驗和安全試驗；通過切換壓力循環(huán)系統(tǒng)，測試不同條件下節(jié)流閥的流量、開度和壓降的關系，建立節(jié)流閥特性關系曲線，尋找最優(yōu)調(diào)節(jié)區(qū)間，并結(jié)合其動態(tài)控制響應試驗，可以構(gòu)建準確的節(jié)流控制模型，為開發(fā)、測試或檢驗MPD裝備提供最有效的支持。根據(jù)MPD裝備性能，該系統(tǒng)能進行0～14MPa的控壓節(jié)流試驗。

1．2．2控壓鉆井工況檢測模擬控壓鉆井多種井下工況，測試MPD裝備多個系統(tǒng)連接后運行信號采集的準確性，測試包括軟件和硬件兩個方面設備調(diào)節(jié)的快速性以及控制的穩(wěn)定性；將井下工況模擬裝置模擬的井下工況作為黑匣子處理，不管具體作用機理，僅是控制模擬的井底壓力以及井漏量或井涌量，實驗、測試過程與現(xiàn)場工程實際很符合，為MPD裝備調(diào)試提供了可靠的平臺。

1．2．3控壓鉆井工藝試驗綜合考慮控壓鉆井的多種工況，在實驗室模擬正常鉆進、開泵、停泵、起下鉆、井漏、井涌等不同井下工況情況，進行控壓鉆井工藝試驗，尋找最佳控制方法和手段，包括井口回壓，流量補償方式等等，該系統(tǒng)能提供7～30L／s的額定排量，基本能模擬控壓鉆井作業(yè)的多種環(huán)境，還能提供最大7L／s的侵入（漏失）流量。

2系統(tǒng)研制的關鍵技術(shù)

2．1工藝過程模擬控壓鉆井涉及鉆進、開泵、停泵、起下鉆、井漏、井涌等不同井下工況和操作工藝，如何在地面實現(xiàn)井下全工況的模擬是該試驗檢測系統(tǒng)研制的關鍵，也是其工藝流程模擬能否合理成功的核心。

2．1．1硬件功能模擬硬件部分主要包括2個鉆井液泵組、鉆井液罐、空氣包，阻流管匯、泄壓閥、配套工具及管線，是模擬和構(gòu)建井下流動工況的必備條件。正常鉆進時，鉆井液泵開啟，模擬鉆井現(xiàn)場的大泵作業(yè)，額定輸出排量28L／s；如果需要模擬大排量控壓作業(yè)，還可同時開啟小鉆井液泵組，能提供7．5L／s的額定輸出排量。小鉆井液泵組根據(jù)模擬工況的不同，在微溢模擬、下鉆模擬時也作為一個排量輸出裝置，扮演微流量侵入和下鉆環(huán)空返出的功能，具體侵入量和返出量根據(jù)模擬工況調(diào)整。空氣包扮演一個緩沖罐的作用，對整個井筒來說，可以當做一個未可壓縮的彈性體，加壓彈性能積聚，降壓彈性能釋放，通過空氣包的壓縮性能的調(diào)節(jié)就能近似地模擬整個井筒彈性能的大小，避免地面硬管連接的水擊震蕩。阻流管匯模擬整個井筒環(huán)空摩阻的大小，根據(jù)泵排量的變化可以近似體現(xiàn)環(huán)空壓耗隨流量變化的特點，根據(jù)需要可以變換阻流管匯的連接方式，達到所需要模擬的環(huán)空壓耗。

2．1．2軟件控制模擬軟件控制部分包括數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)、鉆井模擬器和遠程控制系統(tǒng)，其主要功能是實時工況模擬與遠程控制。對于控壓鉆井試驗模擬來說，如何還原和模擬實時的鉆進工況是個挑戰(zhàn)，鉆井模擬器通過實時回放真實井的歷史數(shù)據(jù)就可以清晰地再現(xiàn)該井的鉆井工況，包括井身結(jié)構(gòu)、鉆具組合、鉆井液性能、實時錄井數(shù)據(jù)、PWD數(shù)據(jù)等；數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)為遠程控制提供通訊；遠程控制系統(tǒng)是一個動態(tài)的交互工具，一方面可以單獨對該試驗檢測系統(tǒng)進行遠程操作與控制，另一方面在微溢、微漏模擬或起下鉆模擬過程中，其根據(jù)被測試控壓裝備的動作，又可按照預先設置的溢漏控制模型，調(diào)整溢、漏量，達到一個動態(tài)平衡。

2．2評價方法及模型建立通過硬件功能和軟件控制的綜合模擬，可以構(gòu)建出一套控壓鉆進循環(huán)鉆進、開泵、停泵、起下鉆、井漏、井涌等不同井下工況的評價方法（圖2、3）。

2．2．1下鉆模擬下鉆過程部分流體從環(huán)空返至MPD節(jié)流管匯，類似控壓鉆井試驗檢測系統(tǒng)向MPD節(jié)流管匯返出流量增加。2號泵組啟動，根據(jù)下鉆速度調(diào)整增加的流量，MPD裝備自動判斷，并采取動作；當達到下鉆速度為0，關閉2號泵組，退出下鉆模擬。

2．2．2起鉆模擬起鉆過程MPD節(jié)流管匯部分鉆井液漏入井筒中，類似控壓鉆井試驗檢測系統(tǒng)泄流。開啟泄流閥，根據(jù)起鉆速度調(diào)整泄流量，MPD裝備自動判斷，并采取動作；當達到起鉆速度為0，關閉泄流閥，退出起鉆模擬。

2．2．3循環(huán)鉆進首先進入MPD試驗檢測系統(tǒng)控制軟件，開啟實時鉆井模擬器；同時，檢查循環(huán)通路，開啟大泵，經(jīng)阻流管匯，輸出至待測試的MPD裝備；MPD裝備根據(jù)檢測到的工況可以隨時調(diào)整，鉆井模擬器實時監(jiān)控，確保模擬的井底壓力在壓力操作窗口之內(nèi)。

2．2．4微溢模擬鉆井模擬器實時監(jiān)控，檢測到模擬的井底壓力小于地層壓力，進入微溢工況，2號泵組啟動，按預置的溢流模型（線形滲流、非線性滲流、隨機）調(diào)整侵入量，MPD裝備自動判斷，當檢測到溢流采取動作；鉆井模擬器實時監(jiān)控井底壓力的變化，當達到臨界值時開始關閉2號泵組，退出微溢模擬。

2．2．5微漏模擬鉆井模擬器實時監(jiān)控，檢測到模擬的井底壓力大于操作窗口，進入微漏工況，開啟泄流閥，按預置的漏失模型（等開度變化、等壓力變化、隨機）調(diào)整漏失量，MPD裝備自動判斷，當檢測到漏失采取動作；鉆井模擬器實時監(jiān)控井底壓力的變化，當達到臨界值時開始關閉泄流閥，退出微漏模擬。

2．3控制軟件開發(fā)控制軟件是整個控壓鉆井試驗和檢測系統(tǒng)的載體，圖4為MPD試驗檢測系統(tǒng)控制中心。控壓鉆井圖4MPD試驗檢測系統(tǒng)控制中心圖井試驗檢測系統(tǒng)的研制成功為開發(fā)MPD裝備提供了可靠的試驗平臺，在室內(nèi)就能進行現(xiàn)場多種控壓工況的模擬和調(diào)試，特別對控壓鉆井的壓力傳播特性，建立微溢流條件的壓力控制模型，以及控壓鉆井工藝理論分析能進行深入的理解與剖析，也為MPD裝備的成功開發(fā)大大降低了成本，縮短了周期，同時該系統(tǒng)的成功也為今后MPD裝備出廠、檢修和維護提供了一個快速檢測平臺，進一步保證了國產(chǎn)控壓裝備的可靠、安全。

3現(xiàn)場應用與結(jié)果分析

該測試系統(tǒng)自2010年9月份投入運行，針對控壓鉆井設備開發(fā)泵、閥、液壓、管線等多種元件的單元測試與聯(lián)調(diào)，通過綜合模擬正常鉆進、開泵、停泵、起下鉆、井漏、井涌等不同井下工況情況，為解決控壓鉆井系統(tǒng)不同工況的過程控制難題提供了必要、及時的手段；加快裝備研制，保證裝備安全、穩(wěn)定運行發(fā)揮了至關重要的作用。目前該設備已累計進行1000余次整體聯(lián)調(diào)和設備檢驗，系統(tǒng)安全可靠，無故障，已成為中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院的控壓鉆井測試和出廠檢測基地。圖5為控壓鉆井自動節(jié)流控制系統(tǒng)不同級別壓力跟蹤和主備閥切換的室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，在正常鉆進模擬狀態(tài)時，設定壓力即井口計算壓力，通過實時水力校正模型計算得到，在0．5～0．75MPa之間，當檢測到出口流量降低時，軟件相應的計算井口壓力增加，增加到0．71MPa，調(diào)整節(jié)流閥開度，實際測量壓力與井口壓力逼近，直至達到誤差范圍0．2MPa。中，大泵緩慢停止時，流量降低，同時井口回壓卻要增加到一個較高的壓力級別，相反，大泵緩慢啟動時，流量升高，同時井口回壓卻要降低到一個較低的壓力級別，這就需要控壓鉆井各閥件之間充分的協(xié)調(diào)控制。在準備接單根，回壓泵啟動，此時大泵尚未停止，出口流量增加；當大泵停止時，井內(nèi)循環(huán)停止，出口流量等于回壓泵流量7．2～7．8L／s，井口設置壓力升高到3．07MPa，彌補環(huán)空壓力損失；接單根作業(yè)完成后，大泵開啟，井口壓力降至原來正常鉆進壓力值1．18MPa，并切換回主節(jié)流通道，此時再關閉回壓泵，退出回壓補償系統(tǒng)，接單根完成。圖7為起下鉆工況下的壓力控制曲線，模擬上提鉆具時，節(jié)流閥打開，部分鉆井液漏失，由于抽吸作用的存在，一部分鉆井液進入井筒填補上提的鉆具體積，出口流量由7．5L／s減少到4．2L／s左右，節(jié)流閥自動調(diào)整開度大小，保持井口壓力穩(wěn)定；模擬下放鉆具時，節(jié)流閥關閉，小泵開啟，由于激動作用的存在，一部分鉆井液溢出井筒，出口流量增加，井口設定壓力自動降低，消除激動壓力的影響；整個上提和下放鉆具模擬過程壓力控制誤差在±0．5MPa以內(nèi)。

篇3

EmuControlCenter是一個多用途的模擬器前端引導和ROM管理程序，使用這個程序可以更好的管理本地硬盤中的些游戲數(shù)據(jù)，此程序特別適合有收藏癖好的玩家。主要更新如下

增加了一些模擬器前端引導程序和ROM管理，主要有Apple 2GS，Mi-crosoftXBox 360等，其他的平臺估計玩家也聽說的比較少，所以筆者也不在這里多浪費版面了。另外，該程序還更新了ROM的數(shù)據(jù)庫文件，有MAME、CPS-I、CPS-2、Neo-Geo、Mode12，這些文件也請大家務必更新，以免不能玩最新的游戲。

官方主頁http：//camyacom/eccblog/

不懈努力　土星模擬器Yabause0.97版

對于這個模擬器，想必不用筆者多費口舌了，但是為何模擬器到今日還不甚完美，這主要是因為土星主機是由兩塊CPU協(xié)同工作，雖然從今天的人眼里來看，這種級別的主機憑借PC強大的處理能力完美模擬不是什么問題，但如何處理好兩塊CPU之間的數(shù)據(jù)通信是個較難解決的問題。以下是該模擬器的主要更新：

vdp1：

添加軟件渲染下掃描線的顯示效果

vdp2：

切換屏幕可以很好的工作

添加每個字符的優(yōu)先渲染方式

gtk　部分：

修正了全屏顯示錯誤的問題

全部軟件顯示模式可以再次編譯

修正缺省固定值區(qū)域

窗口模式下可以保存，并且當重新打開

模擬器時可以讀取上一次的進度

修正了改變輸入插件時的一個錯誤

窗口部分：

修正了當添加一條空作弊碼時，模擬器

崩潰的錯誤

當激活作弊碼時，保存和清除按鈕現(xiàn)在

可以激活了

修正當重寫作弊碼時的一個錯誤

修正VDP1調(diào)試程序的一個錯誤

修正一個在保存／讀取存盤時的一個聲

音循環(huán)的錯誤

添加X64版本中的一個錯誤。

官方主頁：http///

PS2模擬器插件CDVD新版

PS2模擬器PCSX2到現(xiàn)在為止已經(jīng)很久沒更新了，不過插件作者Gabest倒是沒停下，該作者除了開發(fā)了CDVD插件外(該插件主要是用來管理游戲鏡像)，還開了音頻和視頻插件，而且這些插件般都是作為模擬器愛好者的首選，本次CDVD新版的主要變動如下：

《神話傳說》(Tales of Legendia)序幕增加1倍左右的速度

《最終幻想Ⅻ》(FF12)序幕增加75％-100％的速度(接近1倍)

《勇者斗惡龍Ⅷ》(Dragon Quest 8)序幕增加50％的速度

《合金裝備3：生存》(Meta Gear Solid

3：Subsistence)更換Disk 2的速度正常化。

備注：目前暫不支持雙層DVD鏡像。

下載地址：http：//ngemucom/download.php?action=plugin＆id=160

模擬器玩家的終極收藏――Pandora

說實話，掌機筆者玩的多了，但這種專用模擬器掌機還第一次聽說，這款“模擬器”的出現(xiàn)確實讓人眼前亮。下面就來看看這款主機的詳細配置清單

Pandora

CPU　ARM　Cortex-A8

600Mhz+

DSP　430-MHz

TMS320C64x+

顯卡　PowerVR SGX　OpenGL

2.0　ES

屏幕尺寸　4.3英寸觸摸屏

系統(tǒng)　Ubuntu(Linux)

Wifi　802.11b/g

接口　S端子，音頻，以及雙SD

插槽(支持SDHC)

鍵盤　43個按鍵全鍵盤

電池　支持10小時全速運行

此游戲機還有USB接口和藍牙模塊，可以稱得上是個微型的PC系統(tǒng)。而這款模擬器可以全速運行超任模擬器，MAME，Commodore 64，PC En-gine，Nintendo64，Sega CD，3DO等重量級的模擬器，當然，以上模擬器軟件必須是Linux版本。除此之外，該“模擬器”還可以運行諸如Open Office這類的辦公軟件，一句話，只要是Linux上能運行的程序都可以在這里運行(前提是這些應用程序能跑的動)。

從外觀上來說，該游戲機很明顯借鑒了NDSL的設計，由于筆者本身并沒有真機，所以手感部分也無從談起，但僅僅就外觀而言，由于需要包含控制器，數(shù)字鍵盤，和字母鍵盤在內(nèi)的所有控制端，這款游戲機的控制區(qū)域就顯得稍大，不過還算在能接受的范圍內(nèi)，但這種布局設計加上游戲機自重，有可能會導致玩家游戲時造成腕部或者手部的極度疲勞(方向鍵控制器在鍵盤上方)。另外，從作者的視頻來看，該游戲機的觸摸屏反映著實有些遲鈍，這一點可能會考驗到玩家的耐心。

由于模擬器本身并不具備版權(quán)問題，所以這款游戲機也并不會存在版權(quán)問題，到目前為止，還沒有聽說哪一個游戲機廠商在打這款游戲機的主意，但凡是都得看兩面，一來，如果該游戲機一旦形成氣候，那么就會直接威脅到另外兩家掌機生產(chǎn)廠商(任天堂和SONY)，打不打官司筆者說不準，但至少會小小的警告下。二來，雖然模擬器本身并不侵犯版權(quán)，但至少這款游戲機以模擬器作為賣點，那么就會侵犯到其他游戲廠商的利益，也可能會麻煩不斷。

據(jù)悉，該游戲機在國外網(wǎng)站已經(jīng)開始接受預定，首批出貨為200-300臺，對此游戲機有愛的玩家趕緊了。

篇4

關鍵詞：戰(zhàn)術(shù)訓練； 虛擬環(huán)境； 仿真建模； 艦艇模擬訓練系統(tǒng)

中圖分類號：TN919-34 文獻標識碼：A

文章編號：1004-373X(2011)20-0125-03

Design of Virtual Combat Simulation Model for Naval Tactical Training

ZOU Wen-meng, LIU Xi-zuo

（Simulation Training Center, Dalian Naval Academy, Dalian 116018，China）

Abstract： It is very popular that the naval ship troops and academies use the simulators for tactical training. In order to meet the requirement of tactical training and military simulation in naval ship troop, the modular architecture methods are adopted for the establishment of virtual combat simulation system. The developed architecture is based on object oriented and modular design principles, while it explores the flexibility and strength of the simulation system. Some key components such as combat unit component, virtual environment unit component, tactical scenarios unit component and web sever unit component are simulated and modeled in the naval tactical training for the support of the simulation model and virtual environment. They were used in the simulator systems for integrate training, and show more effectiveness.

Keywords： tactical training; virtual environment; modeling and simulation

0 引 言

當前，運用模擬器在艦艇部隊和院校進行戰(zhàn)術(shù)模擬訓練已經(jīng)非常普遍，但隨著新型艦艇的服役、新裝備的出現(xiàn)更新和未來海戰(zhàn)場的復雜多變，采用先進計算機技術(shù)的模擬器涉及的范圍越來越廣泛，要求也越來越高。這些要求主要表現(xiàn)為以下幾點：戰(zhàn)場環(huán)境逼真度，戰(zhàn)斗模型可信度，模擬系統(tǒng)的繼承性，可擴展性以及仿真實時性等［1］。本文針對這些要求，提出在模擬器的研制過程利用可重用標準組件設計方法，建立基于分布式的虛擬環(huán)境系統(tǒng)框架，對水面艦艇戰(zhàn)術(shù)訓練中的通用模型進行仿真建模，為艦艇戰(zhàn)術(shù)訓練模擬器提供可重用可擴展的環(huán)境和模型支持。下面將闡述這種方法的實現(xiàn)過程以及其中的一些關鍵技術(shù)。

1 可重用標準組件設計方法

為了使水面艦艇戰(zhàn)術(shù)訓練的仿真模型能夠最大限度地得到重用和靈活地移植，系統(tǒng)采用組件的模式進行仿真建模。組件也稱為構(gòu)件，是實現(xiàn)一定功能的軟件實體。在模擬訓練系統(tǒng)中，組件可以看作是一個綜合體的一個仿真單元。這個仿真單元只有約定的指定接口和對外部環(huán)境的依賴，可以被獨立地配置，受第三方組合的制約［2］。

組件單元從系統(tǒng)中獨立出來，擁有獨立的接口，可以單獨開發(fā)，單獨編譯，甚至可以單獨調(diào)試和測試。這樣，基于組件的模擬訓練系統(tǒng)是一個組件的集合，極大方便了系統(tǒng)的重用性和擴展性，同時，極大地縮短了程序開發(fā)周期，提高了程序開發(fā)效率［3］。另外，基于組件的模擬訓練系統(tǒng)可以將界面和模型實現(xiàn)進行分離，能夠很好滿足模擬器界面更新和功能的改進的需要［4］。這些組件單元在艦艇戰(zhàn)術(shù)訓練模擬器中的具體形式可能表現(xiàn)為水面艦艇、潛艇、飛機、武器系統(tǒng)或電子設備等。如圖1所示：上述組件又可能是下一級組件合成體，例如水面艦艇可以分為通信指控單元、雷達探測單元和武器系統(tǒng)單元等分組件。同樣，艦艇上的武器系統(tǒng)單元可由火炮系統(tǒng)、導彈系統(tǒng)和反潛系統(tǒng)等二級分組件組成。

組件根據(jù)戰(zhàn)術(shù)訓練想定，構(gòu)建成不同的訓練單元，這些訓練單元可能是人在回路操縱艦艇模擬器，可能是人員操作的武器系統(tǒng)或電子設備模擬器，也可能是各種計算機生成的兵力，通過網(wǎng)絡連接到一個提供模擬真實事物的虛擬訓練環(huán)境，從而進行各種戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法訓練［5］。

圖1 艦艇的仿真單元組件

2 基于組件的戰(zhàn)術(shù)訓練仿真模型

作為戰(zhàn)術(shù)訓練的模擬訓練系統(tǒng)主要由以下關鍵組件組成：作戰(zhàn)單元組件、虛擬環(huán)境組件、戰(zhàn)術(shù)想定組件和網(wǎng)絡服務管理組件。

2.1 作戰(zhàn)單元組件

作戰(zhàn)單元組件主要分為行為模型分組件和功能模型分組件。

2.1.1 作戰(zhàn)單元行為模型分組件

作戰(zhàn)單元的行為模型分組件是描述作戰(zhàn)單元在物理世界的行為。這些行為有以下幾種［6］：

（1）機動數(shù)學模型。用來描述作戰(zhàn)單元空間狀態(tài)的變化，包括作戰(zhàn)單元的空間三維坐標及其航向、航速、姿態(tài)的變化。通用數(shù)學描述：

式中：Е,θ分別表示空間位移和姿態(tài)；υ,ω分別表示線速度和角速度；Δt表示時間的間隔。

（2）攻擊防御數(shù)學模型。用來描述作戰(zhàn)單元根據(jù)敵我態(tài)勢判斷武器使用條件，達成預計效果。通用數(shù)學描述：

ИQz=Qs∏mi=1kiИ

式中：Qz為綜合戰(zhàn)斗力指數(shù)；Qs為戰(zhàn)斗合成武器指數(shù)；ki為第i種因素的修正系數(shù)，共m種影響因素。

（3） 觀察發(fā)現(xiàn)目標數(shù)學模型 用來描述作戰(zhàn)單元根據(jù)目標信號處理，測定目標的有關信息。通用數(shù)學描述：

式中：Pi為第i次探測發(fā)現(xiàn)目標的概率。

2.1.2 作戰(zhàn)單元功能模型分組件

作戰(zhàn)單元的功能模型分組件是描述作戰(zhàn)單元的行為功能和行為屬性。這些功能體現(xiàn)在相應的裝備上，如通信系統(tǒng)、武器系統(tǒng)和探測系統(tǒng)等。屬性體現(xiàn)在相應裝備的技術(shù)性能參數(shù)上，如通信的方式、距離，武器的射程、殺傷半徑和探測系統(tǒng)的作用距離等［7］。圖2對艦艇的上述功能和屬性進行分類描述。

2.2 虛擬環(huán)境組件

虛擬環(huán)境組件如圖3所示，可以分為以下幾個重要分組件［8］：

（1） 地形分組件。按dem文件和衛(wèi)星紋理圖片生成分層分頁地形，可動態(tài)實現(xiàn)以地球為單位的地形漫游顯示。

（2） 海面分組件。動態(tài)海面生成，動態(tài)浪花生成，海面光照，船舶尾跡，船舶興波。

（3） 天空天氣分組件。天空生成，太陽、月亮、星星生成，云、雨、雪、霧生成。

（4） 動態(tài)目標分組件。根據(jù)動態(tài)目標的地理位置和姿態(tài)，調(diào)用動態(tài)目標的三維模型進行可視化顯示。

（5） 戰(zhàn)場特效分組件。航行燈光生成，航行煙生成，彈跡尾焰生成，爆炸煙火生成，爆炸水柱生成。

2.3 戰(zhàn)術(shù)想定組件

戰(zhàn)術(shù)想定組件是以標準組件數(shù)據(jù)庫為基礎建立起來的，需要創(chuàng)建的探測器組件、通信組件和武器系統(tǒng)組件相關數(shù)據(jù)都存儲在標準組件數(shù)據(jù)庫里［9］，用戶根據(jù)仿真的需要通過數(shù)據(jù)庫接口程序提取數(shù)據(jù)建立相應組件。

戰(zhàn)術(shù)想定組件的建立過程如圖4所示。其中用戶輸入戰(zhàn)術(shù)想定的配置文件，內(nèi)容包括場景信息、天氣信息和各種不同的作戰(zhàn)單元。為了使戰(zhàn)術(shù)想定文件的接口透明，靈活和便于移植，上述內(nèi)容通過XML文件格式進行描述。戰(zhàn)術(shù)想定組件程序讀入XML格式的戰(zhàn)術(shù)想定配置文件，然后與標準組件數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互，建立戰(zhàn)術(shù)想定的相關組件單元（如通信單元、探測單元、武器系統(tǒng)單元和艦艇運動單元），通過仿真程序進行仿真求解。

2.4 網(wǎng)絡服務管理組件

網(wǎng)絡服務管理組件是分布式仿真訓練系統(tǒng)重要組成部分，可以從其他仿真組件獨立出來。

目前，仿真訓練系統(tǒng)網(wǎng)絡框架結(jié)構(gòu)采用Client-Server方式，如圖5所示，表示不同的仿真單元組件通過網(wǎng)絡連接起來。其中，虛線框中的部分可以分布在┮桓齙ザ賴姆考淅錚表示一艘艦艇的各個單元組件。這里包括艦艇的駕駛室組件、雷達組件、武器組件和戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢觀察組件。同時，這些計算機表示一條艦艇，可以看成┮桓齠懶⒌ピ節(jié)點。網(wǎng)絡服務管理組件允許更多的單元節(jié)點加入到分布式仿真訓練系統(tǒng)中來。這些單元節(jié)點可能是分布在其他物理空間的仿真實體單元（如艦艇、潛艇和飛機等）。

導演部和評估系統(tǒng)也要受到網(wǎng)絡服務管理組件的管理，導演部根據(jù)演練劇本內(nèi)容對系統(tǒng)進行設置。這其中包括對作戰(zhàn)環(huán)境和作戰(zhàn)對象初始化設置，對攻擊仿真過程進行干預，以及記錄和打印受訓者操作過程，以便對受訓者做出評估等［10］。上述內(nèi)容通過網(wǎng)絡服務管理組件進行通信管理，保證分布式仿真系統(tǒng)時空一致性。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)及仿真結(jié)果

上述仿真模型與組件在艦艇模擬訓練系統(tǒng)綜合演練中得到應用，取得較好的效果。如圖6所示，艦艇模擬訓練系統(tǒng)綜合演練各個組件通過網(wǎng)絡服務連接起來，導演部組件位于圖中的左上角，它主要由戰(zhàn)術(shù)想定組件和評估組件，作戰(zhàn)單元組件作為計算機兵力生成功能也導演部的重要組成部分。導演部用來戰(zhàn)場信息，控制和干預作戰(zhàn)訓練仿真進程。圖中下方示意的3個臺位表示一個單艦全系統(tǒng)模擬器，它由艦艇操縱組件、武器系統(tǒng)組件、通信指揮系統(tǒng)組件和探測系統(tǒng)組件組成等組成，完成相關人員的獨立訓練、考核訓練、特殊訓練和教學等功能。虛擬環(huán)境組件位于圖中的右上角，它由地形、海洋、氣象和動態(tài)目標組件等組成，負責收集網(wǎng)絡服務管理組件中各種信息進行可視化顯示，為艦艇操縱和場景監(jiān)控服務。另外該系統(tǒng)通過網(wǎng)絡組件遠程連接其他戰(zhàn)術(shù)訓練模擬器（艦艇、飛機等），使其具備真實的對抗訓練。

4 結(jié) 語

本文利用可重用標準組件設計方法，建立基于分布式的虛擬環(huán)境系統(tǒng)框架，這個框架是以擁有獨立接口和功能的組件為核心，通過功能和行為的具體描述，對水面艦艇戰(zhàn)術(shù)訓練中的關鍵模型進行仿真建模，并在艦艇模擬訓練系統(tǒng)綜合演練中得到應用，能夠滿足目前新型艦艇作戰(zhàn)指揮和相關技能訓練的需要，也為研制新型艦艇訓練模擬器提供依據(jù)和模型參考。

參考文獻

［1］欒悉道,謝毓湘,吳玲達,等.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事上的新應用［J］.系統(tǒng)仿真學報,2003,15(4):604-607.

［2］朱永文,朱永軍.基于HLA的分布式網(wǎng)絡仿真組件的研究實現(xiàn)［J］.現(xiàn)代電子技術(shù),2008,31(4):95-97.

［3］龔光紅,崔武倫.分布式虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中的仿真模型［J］.系統(tǒng)仿真學報,2000,12(4):337-339.

［4］燕雪峰,杜慶偉,柴旭東.一種新的仿真組件模型及其實現(xiàn)［J］.南京航空航天大學學報,2006,35(6):250-255.

［5］徐昌偉,侯朝楨,謝東亮,等.基于DIS的分布式視景仿真實現(xiàn)［J］.北京理工大學學報,2001,21(3):250-255.

［6］張莉.海戰(zhàn)仿真控制及視景生成技術(shù)的研究與實現(xiàn)［D］.長沙:國防科技大學,2002.

［7］朱雨香.海戰(zhàn)仿真控制及視景生成技術(shù)的研究與實現(xiàn)［D］.南京:南京理工大學,2004.

［8］王瑛,侯朝楨,馮天飛.DIS作戰(zhàn)指揮輔助決策系統(tǒng)的實現(xiàn)［J］.計算機工程與應用,2002(7):58-61.

［9］李曉峰,陳平.網(wǎng)格環(huán)境下基于HLA的分布式仿真研究［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2006,29(6):39-42.

［10］王鵬，李伯虎，柴旭東，等.基于仿真組件技術(shù)的CGF系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)［J］.系統(tǒng)仿真學報,2006,19(5):1041-1044.

篇5

1.1入庫驗收

入庫驗收的目的是保證入庫裝備數(shù)量準確，質(zhì)量完好。入庫驗收包括數(shù)量驗收、包裝驗收和質(zhì)量驗收，裝備驗收合格方可入庫。入庫驗收通常由倉庫完成，必要時可請藥品儀器檢驗所等技術(shù)保障機構(gòu)進行質(zhì)量驗收[1，3-4]。

（1）數(shù)量驗收。依據(jù)運單、提貨憑證和入庫通知單進行，主要檢查裝備品名、規(guī)格型號、生產(chǎn)企業(yè)、出廠日期和數(shù)量等是否相符。

（2）包裝驗收。主要檢查包裝是否完整，有無破損、受潮、水浸、油污等異狀。

（3）質(zhì)量驗收。多參數(shù)監(jiān)護儀屬精密電子儀器，到貨后應按規(guī)定及時填寫檢驗申請單，請藥品儀器檢驗所等有資質(zhì)的技術(shù)保障機構(gòu)，逐臺開箱進行質(zhì)量驗收。具體方法：首先，查驗是否具有檢驗報告或合格證；其次，根據(jù)裝箱清單，檢查使用說明書、電源線、心電電極和纜線、血氧飽和度探頭和纜線、無創(chuàng)血壓袖帶和纜線、打印紙、心電電極片等技術(shù)資料、附件、耗材是否齊全；最后，通電檢查機器性能是否良好，進行質(zhì)量控制檢測，并將檢測報告裝入包裝箱隨機器保存。認真做好入庫驗收記錄，對于驗收過程中發(fā)現(xiàn)的裝備缺件、異狀包裝、資料缺失、附件耗材缺失、性能異常或檢測不合格等問題，應及時上報，聯(lián)系檢修或退換貨。完成檢修或更換的裝備仍應驗收，合格后方可入庫。

1.2登記統(tǒng)計

按規(guī)定建立健全登統(tǒng)計制度，主要包括總賬、實物賬、質(zhì)量登記本、入庫登記、發(fā)出登記和溫濕度登記，以及檢驗、修理和保養(yǎng)登記等。要做到賬賬、賬物相符，堅持對維護保養(yǎng)、檢驗修理、計量檢測等事件進行登記，并定期組織檢查。

1.3環(huán)境控制

多參數(shù)監(jiān)護儀驗收合格入庫后，通常按型號規(guī)格碼垛保管，儲存環(huán)境應防潮、防塵、防震，庫房（尤其是高溫潮濕地區(qū)庫房）內(nèi)應配備空調(diào)和除濕設備，通過溫濕度計或溫濕度自動測控系統(tǒng)了解溫濕度變化并及時采取調(diào)控措施，確保環(huán)境干燥涼爽，一般溫度應保持在5～25℃，相對濕度保持在70%以下。

1.4維護保養(yǎng)

隨著儲存時間的推移，由于機械結(jié)構(gòu)和電子元件老化，多參數(shù)監(jiān)護儀等電子診療類裝備會出現(xiàn)性能下降甚至故障等情況，主要表現(xiàn)為電路故障、關鍵技術(shù)參數(shù)不符合規(guī)范要求、電池性能下降失效、隨機耗材失效等，需要通過持續(xù)的維護保養(yǎng)來發(fā)現(xiàn)解決這些問題，以確保裝備儲存質(zhì)量。戰(zhàn)儲衛(wèi)生裝備維護保養(yǎng)的專業(yè)性強、技術(shù)要求高、實施難度大，應由倉庫和藥品儀器檢驗所等技術(shù)保障機構(gòu)分工協(xié)作、共同實施，一般分為日常維護和專業(yè)維護。

1.4.1日常維護

多參數(shù)監(jiān)護儀日常維護內(nèi)容主要包括溫濕度控制、清潔除塵、電池保養(yǎng)、包裝更換等。日常維護計劃由倉庫業(yè)務部門制定，保管部門實施。

（1）溫濕度控制。每日2次，觀察記錄庫房溫濕度數(shù)據(jù)，并按相關規(guī)定及時調(diào)控溫濕度。

（2）清潔除塵。每月1次，保證裝備外包裝整潔。

（3）電池保養(yǎng)。每季度1次，主要進行電池充放電，以保持電池性能，延長使用壽命。電池保養(yǎng)宜定期集中實施，裝備數(shù)量較大的情況下，可分批次進行。保養(yǎng)地點應選擇在與裝備存儲地點隔離的獨立空間（如設置專門的電池保養(yǎng)間），充電期間應有保管人員值守，嚴格按照裝備使用說明書的相關要求操作，以確保安全。

（4）包裝更換。不定期實施，對破損外包裝進行更換。

1.4.2專業(yè)維護

多參數(shù)監(jiān)護儀專業(yè)維護內(nèi)容主要包括通電調(diào)試、質(zhì)量控制檢測、電池性能檢測、耗材效期檢查、零配件耗材更新、故障裝備維修等。專業(yè)維護任務計劃由上級業(yè)務主管部門下達，藥品儀器檢驗所負責實施，一般每年1次。

（1）通電調(diào)試。通電開機，檢查多參數(shù)監(jiān)護儀顯示、操作等性能是否良好。

（2）質(zhì)量控制檢測。依據(jù)軍隊衛(wèi)生裝備質(zhì)量控制檢測技術(shù)規(guī)范，對多參數(shù)監(jiān)護儀的心電、呼吸、無創(chuàng)血壓和血氧飽和度等功能參數(shù)進行質(zhì)量檢測，出具報告并放入裝備包裝箱內(nèi)。

（3）電池性能檢測。檢查電池保養(yǎng)歷史記錄，測試電池容量、持續(xù)工作時間等性能參數(shù)，判斷電池性能是否符合繼續(xù)儲存的技術(shù)要求，對不適宜繼續(xù)儲存的電池進行登記統(tǒng)計，制定更新計劃和經(jīng)費預算，報上級主管部門批準。

（4）耗材效期檢查。查驗一次性心電電極片等耗材失效期，對距失效期6個月以內(nèi)的近效期耗材，制定更新計劃和經(jīng)費預算，報上級主管部門批準。

（5）零配件耗材更新。根據(jù)上級批復的更新計劃，聯(lián)系全軍衛(wèi)生裝備零配件供應中心或裝備生產(chǎn)廠家采購相應配件耗材，更換不適合繼續(xù)儲存的電池和近效期耗材，并負責老舊配件耗材回收處理。

（6）故障裝備維修。對通電調(diào)試或質(zhì)量控制檢測中發(fā)現(xiàn)的性能異常或故障裝備進行維修，修復后須再次進行質(zhì)量控制檢測，合格后方可重新入庫儲存。

1.5出庫檢驗

出庫檢驗是戰(zhàn)儲衛(wèi)生裝備質(zhì)量控制的最后一關，在按相關規(guī)定嚴格履行出庫手續(xù)的基礎上，還應認真做好數(shù)量核對、質(zhì)量檢驗和包裝檢查，確保出庫配發(fā)裝備數(shù)量準確、質(zhì)量合格、包裝完好。

（1）數(shù)量核對。依據(jù)上級業(yè)務部門的指示、通知、分配計劃表或規(guī)定的正式憑證進行，對出庫裝備的品名、規(guī)格型號、單位、數(shù)量應進行核對和復核，做到單貨相符、數(shù)量準確。

（2）質(zhì)量檢驗。首先，根據(jù)裝箱清單檢查廠家檢驗報告（合格證）、使用說明書、電源線、心電電極和纜線、血氧飽和度探頭和纜線、無創(chuàng)血壓袖帶和纜線等技術(shù)資料、附件是否齊全。其次，檢查打印紙、心電電極片、電池等配件耗材實物及維護保養(yǎng)記錄，一般應保證打印紙、心電電極片等耗材距失效期6個月以上，電池出廠時間為2a以內(nèi)。最后，檢查技術(shù)保障機構(gòu)出具的質(zhì)量檢測報告，對報告日期在1a以內(nèi)的，通電檢查機器性能；對報告日期超出1a以上的，不僅要通電檢查機器性能，還要聯(lián)系藥品儀器檢驗所進行質(zhì)量控制檢測，并將檢測報告裝箱。

（3）包裝檢查。裝備包裝應完整，存在破損、受潮、水浸、油污等異狀的包裝必須調(diào)換。應認真做好出庫檢驗記錄，對存在裝備缺件、資料缺失、配件耗材缺失或過效期、性能異常或檢測不合格等問題的裝備，應嚴禁出庫并及時上報，采取檢修、配件耗材更換等相應處理措施，完成后再次檢驗合格方可按規(guī)定出庫或繼續(xù)儲存。對無法恢復性能的裝備，應按程序申請報廢。

2參數(shù)監(jiān)護儀質(zhì)量檢測

2.1檢測依據(jù)

《多參數(shù)監(jiān)護儀質(zhì)量控制檢測技術(shù)規(guī)范（試行）》。2.2檢測儀器多參數(shù)患者模擬器1臺，血氧飽和度檢測儀1臺，無創(chuàng)血壓檢測儀1臺。

2.3檢測方法

2.3.1參數(shù)設置與功能檢查

正確連接檢測儀器和被檢多參數(shù)監(jiān)護儀，打開監(jiān)護儀的各待檢參數(shù)監(jiān)護功能，根據(jù)檢測項目選擇監(jiān)護儀工作模式，如新生兒模式、成人模式。合理設置監(jiān)護儀的參數(shù)報警上下限，打開心律失常報警檢測功能。檢查監(jiān)護儀交流電源連接和電源指示是否正常，防止內(nèi)置電池電量耗盡自動關機。

2.3.2心率檢測

依次設置參數(shù)患者模擬器輸出30、60、100、120和180次/min心率信號，記錄監(jiān)護儀心率示值，按下式計算心率示值誤差，最大允許誤差為±（顯示值的5%+1）次/min。δHR=HR-HR0HR0×100%式中：δHR為心率示值誤差；HR0為參數(shù)患者模擬器設定心率值；HR為被檢設備顯示心率值。

2.3.3呼吸頻率檢測

在多參數(shù)患者模擬器中，設置呼吸檢測項目基線阻抗為500Ω，阻抗變化率為3Ω，設置模擬器依次輸出15、20、40、60、80次/min的呼吸信號，記錄監(jiān)護儀呼吸頻率示值，誤差計算方法同心率示值誤差。呼吸頻率最大允許誤差為±顯示值的3%。

2.3.4過壓保護測試

監(jiān)護儀工作在成人模式，設置無創(chuàng)血壓檢測儀輸出血壓為330mmHg（1mmHg=133.322Pa），觀察監(jiān)護儀在輸入血壓達到330mmHg前有無迅速放氣功能；監(jiān)護儀工作在新生兒模式，設置無創(chuàng)血壓檢測儀輸出血壓為165mmHg，觀察監(jiān)護儀在輸入血壓達到165mmHg前有無迅速放氣功能。

2.3.5無創(chuàng)血壓示值檢測

設置無創(chuàng)血壓檢測儀依次輸出60/30（40）、80/50（60）、100/65（76）、120/80（93）及150/100（116）mmHg共5組模擬收縮壓/舒張壓，或選擇相近的其他參數(shù)，記錄監(jiān)護儀上收縮壓/舒張壓示值，按下式計算誤差，收縮壓和舒張壓的最大允許誤差為±10mmHg。ΔpS(D)=pS(D)-pS(D)0式中：ΔpS(D)為收縮壓（或舒張壓）的誤差；pS(D)為實際測量的收縮壓（或舒張壓）；pS(D)0為設定輸出的收縮壓（或舒張壓）。

2.3.6漏氣率檢測

無創(chuàng)血壓檢測儀設置為漏氣測試工作模式，設置預設壓力為220mmHg，袖帶內(nèi)壓力上升至200mmHg，等待1min后，開始觀察和計算設備漏氣率。漏氣率應不大于6mmHg/min。

2.3.7血氧飽和度

依次設置血氧飽和度檢測儀的血氧飽和度為85%、88%、90%、98%、100%，記錄監(jiān)護儀血氧飽和度示值。血氧飽和度誤差計算方法同心率示值誤差，最大允許誤差為±3%。測量血氧飽和度參數(shù)時，應注意根據(jù)不同廠家監(jiān)護儀的血氧模塊選擇相應的血氧檢測曲線。

3結(jié)果

2006年以來，我們充分發(fā)揮自身技術(shù)特點，與儲備倉庫密切協(xié)作，積極開展多參數(shù)監(jiān)護儀等戰(zhàn)儲衛(wèi)生裝備質(zhì)量控制方法和保障方案研究，并將RFID技術(shù)和計算機技術(shù)綜合運用到戰(zhàn)儲衛(wèi)生裝備質(zhì)量管理全過程[7]，努力推進實現(xiàn)戰(zhàn)儲衛(wèi)生裝備質(zhì)量控制的標準化、規(guī)范化和信息化，圓滿完成了專業(yè)維護保養(yǎng)、質(zhì)量控制檢測、試劑耗材輪換和老舊物資質(zhì)量鑒定等各項年度和應急保障任務，有力保證了軍區(qū)戰(zhàn)儲衛(wèi)生裝備質(zhì)量完好率。

4結(jié)論

篇6

論文中所提仿真實驗平臺主要指應用仿真軟件進行仿真實驗的軟件仿真實驗和基于駕駛模擬器硬件在環(huán)實驗臺實驗兩部分。應用汽車系統(tǒng)動力學仿真軟件進行仿真實驗和駕駛模擬器硬件在環(huán)試驗臺進行仿真試驗，操作容易，不受時間地點限制，對增強學生對汽車基本理論和性能分析方面的能力具有良好作用。將仿真軟件和駕駛模擬器硬件在環(huán)試驗臺引入到汽車理論教學實踐中，通過理論分析與仿真實驗，加強教學實踐環(huán)節(jié)，從而使學生在有限的學時中能夠盡快入門。目前，國內(nèi)一些有車輛工程專業(yè)的高校也已經(jīng)開始展開了應用仿真工具進行汽車理論仿實踐教學改革方面的研究。北京理工大學包凡彪提出了以Matlab/Simulink為核心仿真工具進行汽車基本原理、性能分析的汽車理論實驗教學改革，使學生在學習過程中發(fā)揮了主體作用，提高了綜合分析能力和實踐創(chuàng)新能力[7]。重慶交通大學隗寒冰提出了應用Cruise軟件進行汽車理論實驗教學研究：將整車動力學仿真軟件Crusie引入到實驗教學活動中，通過搭建整車動力傳動系統(tǒng)模型（包括FCV/EV/HEV），進行動力學性、經(jīng)濟性、操縱穩(wěn)定性仿真實驗，加深對汽車理論知識的理解[8]。湖北汽車工業(yè)學院黃兵鋒提出了將Matlab軟件應用于汽車理論的教學實踐，利用Matlab軟件強大的計算和分析功能，加深了學生對概念的理解，極大地提高了學生學習的興趣和積極性[9]。云南交通職業(yè)技術(shù)學院楊學松提出了基于MATLAB之下Simulink和Simdriveline仿真軟件來輔助課堂教學，通過搭建仿真平臺，從而有利于學生的理解,提高課程的教學效果[10]。通過仿真平臺進行仿真實驗是彌補實車實驗不足的有效手段，也是提高汽車理論教學效果的重要方法，是當前汽車理論實驗教學改革研究的一個主要趨勢。

二、基于仿真平臺的汽車理論課程實驗教學改革

方案通過增加仿真實驗學時，設計基于CarSim與Matlab/Simulink的軟件仿真實驗和基于駕駛模擬器硬件在環(huán)仿真實驗，進行基于仿真平臺的汽車理論課程實驗教學改革。

（一）增加仿真實驗學時

目前我校《汽車理論》實驗主要包括汽車動力性實車實驗2學時、制動性實車實驗2學時、平順性實車實驗2學時。汽車動力性實驗主要包括汽車滑行實驗、加速實驗，制動實驗主要是進行某一車速下的制動到停車的實驗，平順性實驗要選擇隨機路面進行汽車隨機振動測試、數(shù)據(jù)處理和評價。汽車動力性實驗、制動性實驗、平順性實驗目前學校實驗場地、實車、測試設備能夠滿足要求，而汽車操縱穩(wěn)定性實驗和一些極限工況實驗（如低附著路面急加速實驗、低附著路面高速制動實驗和緊急雙移線實驗）由于受實驗場地、實驗設備和實驗人員限制，實車實驗無法進行。這對于學生學習汽車操縱穩(wěn)定性理論非常不利。汽車操縱穩(wěn)定性這部分理論較為抽象，學生學習過后又沒有實驗進行驗證和增加感性認識，難以達到真正理解的目的。軟件仿真實驗和駕駛模擬器硬件在環(huán)實驗臺仿真實驗不受時間、場地、實驗設備等因素的影響，實驗內(nèi)容全面、重復性好、效率高，因此通過增加仿真實驗學時彌補實車實驗的不足。此外，對于實車動力性實驗和制動性實驗兩個實驗如果進行合理安排，完全可以整合為2個學時完成整合成兩個實驗，而增加軟件仿真實驗2學時和駕駛模擬器硬件在環(huán)實驗臺實驗2學時。增加的仿真學時可主要偏重于汽車操縱穩(wěn)定性實驗和一些極限工況實驗，能夠有效解決實驗場地和實驗設備不足的情況。

（二）基于CarSim與Matlab/Simulink的軟件仿真實驗

汽車仿真軟件中，CarSim軟件作為車輛系統(tǒng)動力學商業(yè)化軟件相對于其他軟件具有使用方便、易于理解、難度適中、仿真速度快的優(yōu)勢。Matlab/Simulink軟件是目前最常用的數(shù)據(jù)計算和分析處理、控制系統(tǒng)建模的軟件。CarSim軟件能夠與Matlab/Simulink進行聯(lián)合仿真。整個教學過程中，教師教會學生熟練掌握兩種軟件的使用。學生能夠在CarSim仿真軟件里確定車型、設計仿真實驗工況進行仿真分析，應用Matlab軟件自己編程計算汽車的幾大性能，根據(jù)汽車的參數(shù)，繪制汽車性能曲線，并分析不同因素與參數(shù)對汽車性能的影響。教師根據(jù)教學需要設計實驗題目，在實驗課讓學生利用兩種軟件進行仿真實驗。教師給定某一車型基本參數(shù)，要求學生根據(jù)所學汽車理論知識應用軟件對該車型的各種性能通過建模、工況仿真進行分析與評價。為了讓學生理解制動防抱死ABS對汽車制動性能的影響，教師引導學生應用兩種軟件的聯(lián)合仿真實驗對比無ABS控制和有ABS控制汽車在同一制動工況下的差異。再如對于汽車操縱穩(wěn)定性試驗，可采用CarSim軟件進行汽車操縱穩(wěn)定性蛇形試驗、轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入試驗、轉(zhuǎn)向盤角脈沖試驗、轉(zhuǎn)向回正性能試驗、轉(zhuǎn)向輕便性試驗、穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗6個國標實驗。學生按照國標要求進行車輛參數(shù)設置、工況設置、測試數(shù)據(jù)選取。仿真實驗結(jié)束后，按照國標實驗要求對實驗數(shù)據(jù)進行編程處理和分析，繼而對該車的汽車操縱穩(wěn)定性進行評價。通過這樣的仿真分析與評價，學生能夠深刻理解汽車操縱穩(wěn)定性評價指標和評價方法，使抽象的理論教學變得形象、生動，提高了教學效果。仿真實驗課程上可設計多個實驗項目，學生們能同時進行同一實驗項目，每個人都能利用計算機進行各自的仿真實驗，每個人都有實驗機會。仿真實驗效率高，實驗內(nèi)容全面，能夠激發(fā)學生實驗興趣，提高實驗效果。

（三）駕駛模擬器硬件在環(huán)仿真實驗

我校已搭建基于CarSim仿真軟件的駕駛模擬器硬件在環(huán)試驗臺。該實驗臺包括駕駛模擬器、電第3期李剛等：汽車理論課程實驗教學改革方案研究137控轉(zhuǎn)向?qū)嶒炁_、電控制動實驗臺三部分，每一部分可獨立使用，也可聯(lián)合使用。駕駛模擬器主要由實車駕駛艙、各種傳感器、投影儀、環(huán)形屏幕、計算機、實時仿真系統(tǒng)、音響設備組成。電控轉(zhuǎn)向?qū)嶒炁_、電控制動實驗臺由實車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)硬件和相應控制器組成，能夠模擬實車轉(zhuǎn)向和制動系統(tǒng)部件實際工作情況。實驗時駕駛員在駕駛艙內(nèi)根據(jù)環(huán)形屏幕顯示的實驗工況場景，操縱方向盤控制汽車轉(zhuǎn)向，踩加速、制動踏板控制車速，音響設備車發(fā)出發(fā)動機工作聲音、制動過程輪胎與地面摩擦等聲音，整個實驗模擬過程生動直觀。汽車操縱穩(wěn)定性實驗，如穩(wěn)態(tài)圓周實驗、方向盤角脈沖、方向盤角階躍輸入實驗、蛇形實驗、轉(zhuǎn)向回正實驗等實驗均可在駕駛模擬器硬件在環(huán)實驗臺上進行實驗。除此之外，一些危險工況實驗,如低附著路面、對開路面急加速和制動實驗、緊急雙移線實驗都可以在駕駛模擬器硬件在環(huán)實驗臺上進行實驗。教師根據(jù)教學需要，選擇合適的實驗項目指導學生實驗。實驗過程中，教師需要教會學生熟練使用實驗臺，使學生做到能夠自己選取車型和修改車型參數(shù)、設計實驗方案、通過軟件和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠?qū)崟r顯示實驗數(shù)據(jù)、保存所需數(shù)據(jù)。駕駛模擬器實驗操作簡便，不受場地、實驗設備及人員要求限制，可以隨時進行、重復進行，每個學生都可以親自進行實驗，實驗本身沒有任何危險，但是卻能收到良好的實驗效果。如對于汽車操縱穩(wěn)定性實驗和一些極限工況實驗均可通過駕駛模擬器仿真實驗完成，能夠進一步增加學生的感性認識和理解。此外，駕駛模擬器教學硬件在環(huán)實驗平臺還可以進行汽車電控系統(tǒng)控制算法的實驗驗證，給學生提供一個進一步擴展空間，使學生深入理解與掌握汽車理論知識。

（四）開放實驗室

開放駕駛模擬器硬件在環(huán)實驗臺，對于學生在學習汽車理論過程中遇到的一些問題或者關于汽車性能分析、汽車控制方面的問題研究，可通過探究性實驗設計在駕駛模擬器硬件在環(huán)實驗臺上進行驗證。開放實驗室形式，符合對于學生進行創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求，學生在進行探究性實驗過程中提高了自己的創(chuàng)新思維能力和動手實踐能力。探究性實驗包括一般問題的分析實驗和創(chuàng)新性實驗兩部分。實驗設計通過以學習者為中心的學習方式，激發(fā)學生的學習興趣，啟發(fā)學生進行思考和討論，提升實踐創(chuàng)新能力，拓展學習過程的開放性。如針對我校大學生方程式賽車開發(fā)，一名本科畢業(yè)設計學生在駕駛模擬器實驗臺搭建了基于CarSim的大學生方程式賽車模型并選取車手在實驗臺上進行各種工況實驗，對所開發(fā)的賽車進行分析與修正。在這一過程中，該生研究興趣濃厚，對汽車理論有了更深的認識。該生的畢業(yè)論文評為優(yōu)秀畢業(yè)論文，畢業(yè)論文整理出兩篇小論文，分別發(fā)表在《遼寧工業(yè)大學學報》和《農(nóng)業(yè)裝備和車輛工程》學術(shù)期刊上。通過開放實驗室，激發(fā)了學生學習汽車理論的熱情，為他們的創(chuàng)新思維提供了一個良好的實驗平臺。

三、結(jié)論

篇7

近兩年，學校對汽車專業(yè)的教學進行了大膽的改革，以不斷適應新形勢下職業(yè)教育的發(fā)展需求。除了對發(fā)動機模塊進行了項目化教學改革和對整車模塊采用情景模擬化教學外，我校結(jié)合中國職業(yè)技術(shù)教育學會關于《職業(yè)院校學生學習特點與教學模式及方法研究》的課題建設與研究，在2010年9月和天津優(yōu)耐特汽車電控技術(shù)服務有限公司通過校企合作的形式，聯(lián)合開發(fā)了汽車整車“虛實融合”檢測實訓系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于滿足我校汽車維修和檢測專業(yè)的高級工與技師層次的理實一體化教學。現(xiàn)將該系統(tǒng)的功能及使用情況介紹給大家，以便參考和借鑒，并懇請大家批評指正，提出寶貴意見。

一、系統(tǒng)概述

該系統(tǒng)是基于與實訓模擬器互聯(lián)的汽車技術(shù)虛實融合的協(xié)同工作環(huán)境與實訓系統(tǒng)，由嵌入式軟件、多媒體仿真教學軟件、遠程控制模塊、轉(zhuǎn)發(fā)器、接收器、通訊接口、汽車整車各總成實訓臺組成的實訓模擬器、學員測試終端組以及屏幕測試系統(tǒng)共同構(gòu)成，用于汽車構(gòu)造、系統(tǒng)組成、工作原理、故障診斷排除以及維護保養(yǎng)作業(yè)。

二、系統(tǒng)的主要功能及技術(shù)特點

1　目前，該系統(tǒng)由“一汽速騰”整車的三個電控子系統(tǒng)及帕薩特發(fā)動機電控系統(tǒng)組成，以后數(shù)量可擴展至十余個不同的汽車電子系統(tǒng)總成實訓臺，組成十余個實訓模擬器，各實訓臺(模擬器)互聯(lián)并組成局域網(wǎng)，該互聯(lián)局域網(wǎng)可通過服務器并入校園網(wǎng)，向上聯(lián)機聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)教學實訓資源的共享。

2　每個不同的汽車電子技術(shù)實訓臺(模擬器)均可連接由學生測試終端構(gòu)成的觸力覺裝置，組成模擬工位，向下聯(lián)機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成實訓模擬工位群，這樣便可增加實訓人次，減少實訓批次，降低訓練成本并放大教學效果。學員測試終端可自由接入，其數(shù)量可根據(jù)需要任意增減。

學員測試終端(模擬工位)能夠提供符合虛實融合集成環(huán)境的要求和應用的接口，便于與各種汽車實訓模擬器實物掛接，支持其他汽車檢測設備自由接入，與行業(yè)企業(yè)相關崗位實際工作情況一致。觸力覺的反饋滿足實時性，力覺工作空間范圍為1500×1500×1500mm，故障碼解析準確率100％，動態(tài)數(shù)據(jù)流讀取準確率100％，數(shù)據(jù)傳輸速率≥100KB，觸覺能夠測量真實電壓、頻率、脈寬、示波、故障碼和動態(tài)數(shù)據(jù)流。

3　使用計算機鼠標遠程設置各裝備訓練模擬器故障：使用處于遠端的筆記本電腦啟動中央控制軟件，選擇將要使用的實訓臺，點擊打開“故障中心”，在故障列表中選擇欲設置的故障按鈕，點擊“設置故障”，該故障便在實訓臺上立即發(fā)生，同時支持在遠端實現(xiàn)對車載控制器重新編碼、基本怠速設定匹配、防盜系統(tǒng)配置等操作。能夠設置的故障包括傳感器、執(zhí)行器、控制單元和機電一體化類的故障，故障形式包括斷路、短路、虛接、信號修改、信號干擾、信號模擬等。

4　使用數(shù)據(jù)采集卡采集實訓臺的數(shù)據(jù)，利用多媒體教室的計算機，使用虛擬儀器測試真實電信號，信號數(shù)據(jù)為汽車發(fā)出來的實時數(shù)據(jù)。

5　擁有多媒體教學軟件作為輔助教學手段，分別與各種汽車實物總成實訓臺鏈接，通過軟硬件交互、虛實融合，實現(xiàn)教與學的互動，并具有考核評估、職業(yè)技能評價和鑒定功能，同時支持嵌入PPT課件，方便教師備課。

6　通過全仿真與半仿真的結(jié)合、模擬軟件與汽車實物總成的結(jié)合、單臺設備與互聯(lián)網(wǎng)絡的結(jié)合以及實際操作與模擬工位的結(jié)合，構(gòu)建系統(tǒng)完整的汽車技術(shù)和虛實融合的協(xié)同工作環(huán)境，在專業(yè)教室建立具有臨場體驗感的集成實訓系統(tǒng)，支持多人自由參與，觸力覺、視覺、聽覺交互響應，構(gòu)建學校課堂與企業(yè)實際工作地點一體化的行動導向的教學模式。

三、系統(tǒng)的組成

整個實訓系統(tǒng)由兩部分組成，即軟件和硬件系統(tǒng)。

1　軟件系統(tǒng)主要用于實現(xiàn)各種實訓模擬器的互聯(lián)，與學校校園網(wǎng)的互聯(lián)，實現(xiàn)各實訓臺(模擬器)的計算機遠程控制、遠程故障診斷和遠程數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)各實訓臺(模擬器)與學生測試終端(模擬工位)的互聯(lián)、計算機屏幕測試以及軟硬件交互輔助教學等，主要軟件系統(tǒng)如表1所示。

2　硬件系統(tǒng)主要由汽車各總成實訓臺構(gòu)成，即各種汽車總成實訓模擬器、遠程控制臺、學員測試終端(模擬工位)、網(wǎng)絡交換機、電子顯示白板和多媒體教學裝置等，主要硬件系統(tǒng)如圖1所示。

在教學過程中，教師利用電子顯示白板或觸摸屏進行原理、結(jié)構(gòu)、故障診斷思路和方法步驟等內(nèi)容的講解，在做好理論知識的儲備后，利用教師機對車輛設置故障。學生可在測試終端進行故障的模擬診斷、檢測和排除，也可在實車上進行操作，使設備的利用率和教學效果達到最大化。

四、系統(tǒng)的教學示例

1　登錄系統(tǒng)

以檢測發(fā)動機缺缸的故障診斷項目為例，首先登錄教學系統(tǒng)，點擊“故障中心”，進入系統(tǒng)，界面如圖2所示。

2　設置故障

通過教師機使用計算機軟件選擇將要使用的實訓l臺，點擊打開“故障中心”，在故障列表中選擇欲設置的故障按鈕，使用鼠標點擊“設置故障”，該故障在實訓臺上立即發(fā)生，界面如圖3所示，此時如設置二缸噴油器控制電路故障，發(fā)動機立即出現(xiàn)缺缸的故障。

3　引導學生觀察故障現(xiàn)象

利用鼠標控制遠程啟動，通過節(jié)氣門加減速來引導學生觀察故障現(xiàn)象。故障現(xiàn)象有發(fā)動機怠速游車、發(fā)動機抖動、排氣尾管發(fā)出有節(jié)奏的“突突”聲和急加速有敲缸現(xiàn)象等。

4　教學設計

(1)師生共同制定檢修計劃，如表2所示。

(2)任務步驟分為資訊、決策計劃、實施和檢查評估四個階段，如表3所示。

5　實施過程

(1)讀取故障代碼

發(fā)動機發(fā)生了缺缸的故障，根據(jù)代碼優(yōu)先原則，首先連接汽車故障診斷儀讀取故障代碼，學生利用學員測試終端(模擬工位)同時對車輛進行故障碼的讀取，界面如圖4所示。

(2)分析故障代碼

根據(jù)儀器顯示的故障代碼，分析代碼的含義。

(3)讀取數(shù)據(jù)流

根據(jù)儀器顯示的數(shù)據(jù)流，分析各個數(shù)據(jù)值，動態(tài)數(shù)據(jù)流可顯示設備當前運行中的所有動態(tài)參數(shù)，包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、點火提前角、進氣量、噴油量、發(fā)動機冷卻液溫度、發(fā)動機負荷、尾氣排放狀況等，這些數(shù)據(jù)都是車輛運行數(shù)據(jù)的實時傳遞，學生可利用測試終端同時進行讀取和分析，界面如圖5所示。

(4)線路測試

使用萬用表測試相關線路，確認故障點所在。可在測試終端上進行(見圖6)，也可指派1～2名學生在實訓臺架或整車上進行。

(5)排除故障

在經(jīng)過線路檢測后，確定故障點，教師可利用教師機恢復故障線路，啟動車輛，檢查車輛運行狀況。

注：該系統(tǒng)還帶有一套“發(fā)動機綜合分析儀波形自動測試與智能分析系統(tǒng)”，可在計算機上使用虛擬儀器直接讀取汽車電子系統(tǒng)各個傳感器和執(zhí)行器的真實波形，根據(jù)儀器顯示的圖形，與標準波形圖比較，分析圖形變化情況，從而判斷故障原因。

篇8

（中國92932部隊，廣東湛江524016）

摘要：為了在船用設備修理過程中提供可用的平臺羅經(jīng)信號，介紹了使用于某設備的平臺羅經(jīng)模擬器實現(xiàn)過程，該方案以單片機+FPGA+DSC模塊為核心，單片機實現(xiàn)人機交互，F(xiàn)PGA實現(xiàn)系統(tǒng)邏輯控制，DSC模塊生成平臺羅經(jīng)信號。實測表明，該方法設計簡單，滿足船載設備的要求，可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)速比為1∶36的粗精雙通道羅經(jīng)信號模擬。

關鍵詞 ：FPGA；DSC；羅經(jīng)；伺服系統(tǒng)

中圖分類號：TN802?34 文獻標識碼：A 文章編號：1004?373X（2015）15?0060?03

收稿日期：2015?02?12

0 引言

由于艦船航行中，受到海浪影響，造成船體擺動，使雷達等設備平臺無法相對大地平面靜止，為保證使用精度，穩(wěn)定雷達天線平臺，雷達必須使用平臺羅經(jīng)數(shù)據(jù)，消除艦船搖擺的影響。

在船上，使用羅經(jīng)數(shù)據(jù)需要協(xié)調(diào)多個部門，嚴重影響設備修理進度與修理、調(diào)試質(zhì)量。為解決這一矛盾，本文針對某型號雷達特點，研制了適用于該雷達的平臺羅經(jīng)模擬器。

1 原理

1.1 雷達穩(wěn)定平臺原理

該型雷達使用粗精雙通道平臺羅經(jīng)信號，進行船搖信號的隔離，伺服系統(tǒng)的原理圖如圖1所示。

伺服系統(tǒng)工作時，船搖RDC 模塊將平臺羅經(jīng)送來的橫搖、縱搖信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送至中心機。同時，天線的俯仰角旋轉(zhuǎn)變壓器檢測天線當前的俯仰角度，并將該信號送到天線SDC模塊，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后送至中心機。中心機接收到RDC 模塊和SDC 模塊數(shù)據(jù)后，對該數(shù)據(jù)進行比對、解算，計算出俯仰角度誤差，送至誤差DAC芯片輸出，用于驅(qū)動天線俯仰電機，向減小這種誤差的方向運動，克服船搖對天線的影響，保證天線平臺的穩(wěn)定。

1.2 粗精機構(gòu)測角原理

在單通道轉(zhuǎn)換器的測角系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)換器的分辨力最終要受到測角元件制造誤差的限制。在許多測角精度要求較高的場合，這種轉(zhuǎn)換器難以勝任[1]，而粗精雙通道測角由于采用了精通道數(shù)據(jù)進行校正，其測角精度是單通道測角系統(tǒng)的N 倍[2 ?3]。粗精機構(gòu)組合原理如圖2所示。

粗精機構(gòu)組合的含義是粗示機構(gòu)軸角轉(zhuǎn)過1圈時，精示機構(gòu)軸角則轉(zhuǎn)過n 圈[4]，即由粗示確定軸角的粗略，由精示確定軸角的精確位置，粗精角組合得到真實的機械軸角[5]。

2 系統(tǒng)設計

2.1 設計指標

為了實現(xiàn)對艦船航行姿態(tài)的逼真模擬，完成與該設備的對接，特提出以下設計指標：

（1）測角通道：粗精雙通道；

（2）轉(zhuǎn)速比：1∶36；

（3）功能：轉(zhuǎn)動、指定角度定位功能；

（4）天線角度連續(xù)變化規(guī)律：橫搖、縱搖角度呈正弦規(guī)律變化；

（5）最大變化角度：橫搖：-25°~25°；縱搖：-15°~15°。

2.2 硬件設計

當前，模擬羅經(jīng)的主要實現(xiàn)方式如表1所示。

在本設計中，由于需要實現(xiàn)橫搖、縱搖粗精通道的角度計算，同時使用的DSC為14位數(shù)字輸入，并且需要實現(xiàn)較好的人機交互，只使用單片機、DSP或者FPGA，雖然能完成該設計，但程序設計難度較大。所以為降低難度，簡化設計，本系統(tǒng)提出了單片機+FPGA+DSC模塊的硬件實現(xiàn)方案，系統(tǒng)原理圖如圖3所示。

系統(tǒng)設計中，利用單片機編程簡單，容易實現(xiàn)與液晶顯示器互連的特點，使用單片機作為控制中心，用于接收用戶設定的羅經(jīng)運行數(shù)據(jù)，并且實現(xiàn)與FPGA的互連，實現(xiàn)當前橫搖、縱搖信息的實時顯示。利用FPGA強大的邏輯控制能力和大量的I/O管腳的特點，將FPGA作為系統(tǒng)的邏輯控制中心，用于實現(xiàn)對角度的計算，同時完成對角度粗精通道的分解，并將數(shù)據(jù)送至DSC 模塊，實現(xiàn)角度的傳送。

2.3 FPGA程序設計

FPGA作為系統(tǒng)的邏輯控制中心，實現(xiàn)各個芯片之間的協(xié)同工作，并實現(xiàn)角度的正弦變化，因此FPGA 是整個系統(tǒng)的核心部分，F(xiàn)PGA 程序直接影響系統(tǒng)性能。FPGA程序邏輯圖如圖4所示。

接收模塊：接收從單片機發(fā)送來的用戶設定信息，包括船搖擺動方式（連續(xù)、定位），船搖最大角度（Am）船搖周期（Tc），并將上述參數(shù)送至狀態(tài)邏輯模塊。

狀態(tài)邏輯模塊：用于控制船搖的工作狀態(tài)。尤其在用戶設定船搖角度變化時，為防止輸出角度出現(xiàn)大的角度跳變，該模塊只允許在當前角度為0°時，將設定的最大角度值寫入乘法模塊，同時，根據(jù)用戶輸入的船搖周期，控制對ROM表的查詢速度。

正弦數(shù)據(jù)表：根據(jù)設計需求，角度需要呈正弦變化，因此在FPGA 中需要實現(xiàn)正弦計算。但對于FPGA 而言，要實現(xiàn)正弦計算，需要進行單獨的算法設計，難度較大。基于正弦值的對稱性，將第一區(qū)間的正弦值存儲于ROM 中采用查表法，通過讀寫順序的變化，獲取正弦值。該模塊采用狀態(tài)機實現(xiàn)，如圖5所示。

State1 和State3 為正序讀取ROM 表，State1 實現(xiàn)第一象限值，State3 將讀取值進行反相實現(xiàn)第三象限值；State2 和State4 逆序讀取ROM 表，State2 實現(xiàn)第二象限值，State4將數(shù)據(jù)反相后實現(xiàn)第四象限值。

乘法模塊：將用戶設定的最大船搖角度和查詢得到的正弦值相乘，實現(xiàn)a(t) = Am × sin(2π × Δt)，其中，a(t) 為計算得到的當前值。

粗精通道解算模塊：將乘法模塊計算得到的角度值，根據(jù)1∶36的轉(zhuǎn)速比，轉(zhuǎn)換為對應的粗精雙通道角度數(shù)據(jù)。

數(shù)字角度分解模塊：由于使用的DSC 模塊為14 位數(shù)字角度輸入，因此該模塊將粗精通道的角度數(shù)據(jù)分解成14位的數(shù)字角度值送到DSC模塊。

3 結(jié)論

本文采用單片機+FPGA+DSC模塊的設計方案，以FPGA 為控制核心，使用查表法實現(xiàn)正弦值計算，實現(xiàn)了粗精雙通道，轉(zhuǎn)速比為1∶36的羅經(jīng)模擬器設計。經(jīng)過實際測試，該系統(tǒng)滿足設計要求。

參考文獻

[1] 梁海波，張慶，高延濱.基于ARM7微控制器的雙速軸角/數(shù)字處理器的設計[J].應用科技，2008，35（3）：46?49．

[2] 楊波.適用于粗/精同步機高精度測量系統(tǒng)雙速處理器的研制[J].佛山科學技術(shù)學院學報：自然科學版，2003，21（2）：29?31．

[3] 徐大林，高文政.基于FPGA的多極旋轉(zhuǎn)變壓器粗、精數(shù)據(jù)組合雙速處理器的設計與實現(xiàn)[J].測控技術(shù)，2006，25（5）：42?45．

[4] 王星民，郭盛杰.多極旋轉(zhuǎn)變壓器測角原理及實現(xiàn)方法[J].山西電子技術(shù)，2011（6）：24?25．

[5] 張莉松，胡祐得，徐立新.伺服系統(tǒng)原理與設計[M].北京：北京理工大學出版社，2008．

[6] 任鵬會，鄭剛，麻紅梅.雙通道伺服系統(tǒng)的數(shù)字化實現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2005，28（18）：116?117.

[7] 歐全梅.基于ARM核嵌入式微處理器的以太網(wǎng)應用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2006，29（15）：34?36.

作者簡介：羅飛仁（1968—），男，福建莆田人，高級工程師。研究方向為電子裝備保障。

篇9

關鍵詞 三維動畫；仿真；風洞試驗

中圖分類號 TP391 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2013）011-0139-01

1 三維動畫及仿真技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

隨著計算機計算能力的提高，計算方法發(fā)生了巨大的變化。計算機軟件將數(shù)學理論應用到工程實踐上去，有效的提高了工程實踐的效益。原來系統(tǒng)分析主要依靠的根軌跡和伯德圖已經(jīng)不常使用。2004年以來仿真和建立數(shù)學模型的技術(shù)被大量應用在研究生的研究工作中，替代了大量的實驗，并大量的。仿真技術(shù)也大量的應用在航空產(chǎn)品的設計開發(fā)過程中。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，未來國內(nèi)航空業(yè)對仿真技術(shù)的要求更高。仿真技術(shù)應用應當是主要的需求。建立飛機各系統(tǒng)各分系統(tǒng)的模型用機的設計開發(fā)和改進有很大的吸引力。而為建立模型使用的工具技術(shù)的進步，將是未來發(fā)展的主題。其中模型建立的方法也是研究的熱點，因為現(xiàn)在模型的建立已經(jīng)不是過去微分方程所能解決的了。模型的建立已經(jīng)涉及到所有的數(shù)學方法、復雜系統(tǒng)的仿真。例如面向飛機外型飛機空氣動力模型的建立；飛機尾旋模型；計算機上的數(shù)字風洞試驗；各類場的模型。面向?qū)ο蟮娘w機整體的模型將仿真的內(nèi)容擴大到飛機的全壽命周期。虛擬產(chǎn)品的生產(chǎn)將成為產(chǎn)品設計的第一步，從產(chǎn)品的設計開始仿真就將對未來為航空工業(yè)提供有力的支持。模型的規(guī)范與標準化將使仿真模型作為航空產(chǎn)品設計開發(fā)和使用的重要的工具。使用分布式的仿真系統(tǒng)將是未來的主流，計算機的速度已經(jīng)不是主要的問題。仿真支撐軟件將由管理型向服務型轉(zhuǎn)化，模型就向魚入水一樣在支撐軟件的服務下運行。

2 國內(nèi)外差距分析

我國和世界其他國家在仿真技術(shù)方面的差距主要有以下幾個方面：

首先是模型基礎方面：國外對于仿真技術(shù)都是建立在完善的實驗數(shù)據(jù)基礎之上的模型，模型是對客觀事物充分的理解基礎之上才可能進行給出的，以往歷年來的大量實驗數(shù)據(jù)在模型建立中起到了核心的作用，所以，模型是具備知識產(chǎn)權(quán)的重要組成部分，由于社會的發(fā)展，知識產(chǎn)權(quán)的越來越受到重視，因此模型所占的比例也逐漸提升。我國，對于實驗基礎相對較差，實驗數(shù)據(jù)不充足，因此很多時候在沒有實驗數(shù)據(jù)的情況下經(jīng)常用計算的來的數(shù)據(jù)代替，因而造成模型的準確性下降，效果比較差。

其次是軟件基礎方面：國外的軟件都是比較成型的系統(tǒng)軟件，模型的建立需要提高效率，最近幾年面向方塊圖的模型建立軟件以及面向傳遞函數(shù)的模型建立軟件。可以快速的建立一般系統(tǒng)的模型并進行仿真。國內(nèi)基本沒有能力開發(fā)此類軟件。大多數(shù)人只會使用部分軟件。

最后國外通過技術(shù)創(chuàng)新建立大量的模型作為產(chǎn)品，逐步成為虛擬產(chǎn)業(yè)，獲得巨大的經(jīng)濟利益。國內(nèi)目前總是處于跟蹤狀態(tài)，沒有將“制造”模型作為新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)來支持。

3 三維動畫及仿真技術(shù)在飛機的研制生產(chǎn)及訓練試飛中的應用

仿真技術(shù)主要可以用于：使用培訓過程，如各類操作模擬器、飛行模擬器、軟件使用培訓教材；使用管理過程，如使用操作設備中的軟件、計算機管理系統(tǒng)、航行調(diào)度系統(tǒng)軟件等；使用維修過程，如遠程維修，離線故障仿真，使用壽命延長與管理；服務過程，為下級用戶提供各類虛擬服務。

3.1 在某型飛機研制中的利用

目前在所有的飛機研究中，都有工作方真實驗設備支持。包括武器、綜合導航顯視系統(tǒng)、radar、航電、飛機操控系統(tǒng)、飛機動力。與方真理論研究不同的地方是，系統(tǒng)特性分析過程；操縱系統(tǒng)的穩(wěn)定性、控制性分析與建模。巨系統(tǒng)組成接口分辨過程；在系統(tǒng)分辨過程中產(chǎn)生各種模擬信息。加工工藝過程研究；加工方真與研究、裝配方真與研究。研究制造認證；虛構(gòu)制造過程控制與認證、技術(shù)指標驗證、研究效果驗證。計算機輔助研究在產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)管理方面有效的提高了效率。虛擬樣機為研究人員與工廠的工程技術(shù)人員提供一個相互溝通的前期平臺，二者可以共同的對研究出的飛機進行探討，研究人員可以在討論的工程中，可以聽取工程技術(shù)人員的合理化建議，發(fā)現(xiàn)研究中的漏洞并迅速的進行改正，實現(xiàn)真正意義上的研究與生產(chǎn)的并行，縮短飛機的研制周期，從而不斷完善飛機的要求，研究出指標更先進的新一代飛機。這些方真系統(tǒng)有些是采用純電腦方真，更多的是采用分實物方真。而且方真采用的實物或電腦模型是可以根據(jù)要求進行交換的。以往新機型的研究，工作人員都是在圖上手工進行研制，研制靈活性小，既不直觀，又費時費力，工作效率極低。工作人員采用電腦系統(tǒng)輔助研究與開發(fā)各系統(tǒng)與分系統(tǒng)，比較無計算機輔助研究，工作效率可以提高數(shù)倍以上。對于研究過程的系統(tǒng)特性分析過程，在系統(tǒng)沒有制造出來之前，就希望對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、操縱性進行分析。以便得到更優(yōu)良的研究，否則需要大量的替代研究與返工。計算機方真技術(shù)正在用于各類制造過程；電子線路CAD、機械CAD，可靠性、維修性、保障性建模與分析。生產(chǎn)制造階段，在生產(chǎn)人員的技術(shù)培訓過程；生產(chǎn)過程的管理；裝配、部件檢驗過程；模擬標準樣件；軟件部件生產(chǎn)過程能夠利用計算機方真技術(shù)提供高的制造效率，改進制造工藝。制造進度的管理、制造過程的顯示、操作的界面。加工、成品檢驗過程；如產(chǎn)生檢查需要的信息、檢查環(huán)境、顯示生產(chǎn)進度。模擬標準樣件；對某些不易打開、解開的樣件進行模擬。為了使客戶了解成品，采用模擬技術(shù)介紹和展示裝備是極其重要的，特別是展示。客戶還可以利用方真技術(shù)檢驗裝備使用過程和使用成果，尤其是一些不宜實際操作演示的樣品。

3.2 在飛行訓練中的應用

由于費用問題，節(jié)約成本提升訓練效果考慮，我國訓練模擬所用的設備也有很大程度的提升。絕大多數(shù)復雜的新裝備都有使用訓練模擬設備。在軍隊和地方各航空學校都建立了飛行模擬訓練機構(gòu)，配有各類教練飛機的訓練模擬器。

篇10

【摘要】二十一世紀以來，人類由工業(yè)化時代步入信息化時代，掌握多方面的信息知識與具備信息方面的能力已經(jīng)是新軍革時期對現(xiàn)代軍人的必然要求。在信息化時代中，為實現(xiàn)軍隊建設的跨越式發(fā)展，必須不斷深入加強新的觀念，不斷深入探索新的教育方式和教育方法，加快培養(yǎng)具有時代特色的信息化人才隊伍，為建設信息化軍隊和打贏未來信息化條件下的戰(zhàn)爭提供人才支持,以適應未來信息化條件下的軍事作戰(zhàn)、訓練的需要。〖HJ0.9mm〗

【關鍵詞】信息化軍事人才培養(yǎng)

隨著科學技術(shù)的突飛猛進，未來的信息化條件下的戰(zhàn)爭，從某種意義上說，就是先進的作戰(zhàn)理論、高超的軍事謀略和戰(zhàn)法、先進的武器裝備的綜合較量。這就決定了信息化條件下的戰(zhàn)爭對人才素質(zhì)的基本要求，必須要具備與信息化戰(zhàn)爭相適應的軍事觀念、軍事理論水平和信息科技知識，具有適應信息化條件下的作戰(zhàn)環(huán)境要求的心理素質(zhì)和體能素質(zhì)的新型軍事人才。未來信息化條件下的作戰(zhàn)具有“非線式”、“非接觸”、“非對稱”，而且作戰(zhàn)過程將會是非常艱苦、非常激烈、非常緊張。戰(zhàn)爭將涉及多維立休空間，既有傳統(tǒng)的陸海空三維空間的交戰(zhàn)，又有網(wǎng)絡、電磁、太空、心理、情態(tài)、認知等物理空間和虛擬空間等全新領域的對抗，在作戰(zhàn)中敵我戰(zhàn)場界限模糊，沒有前方后方、前沿縱深之分，各個作戰(zhàn)空間之間既相對單個獨立又相互重疊交叉，這些新特點將都對未來信息化條件下的指揮員的復合型作戰(zhàn)指揮能力提出了更高、更嚴的要求。俗話說，“實踐是增長才干的最好課堂，崗位是提高素質(zhì)的基本平臺”，復合型人才需要用“復合”的辦法來培養(yǎng)和鍛造。因此認真研究信息化戰(zhàn)爭的特點與規(guī)律，積極拓展人才培養(yǎng)的新辦法、新形式和新路子，堅持創(chuàng)新、勇于創(chuàng)新，著眼打贏信息化條件下的戰(zhàn)爭的長遠需要，才能不斷加快未來信息化條件下的信息化人才建設和培養(yǎng)的步伐。

1.確立信息化人才培養(yǎng)目標，構(gòu)建創(chuàng)新教學知識體系

為適應未來信息化條件下的戰(zhàn)爭和軍隊現(xiàn)代化建設的需要，對于信息化人才的培養(yǎng)要著眼長遠發(fā)展，著眼未來信息化條件下戰(zhàn)爭對人才素質(zhì)的要求，要把培養(yǎng)的目標定位在擁有現(xiàn)代科技知識，能夠駕馭高技術(shù)戰(zhàn)爭的要求上來。要具有堅定的政治信念，要大力加強理想信念教育，用正確的思想和政治理論武裝他們的頭腦，確立正確的世界觀和人生價值觀，牢固打牢為國防獻身、為部隊現(xiàn)代化建設盡力的思想基礎；要有過硬的專業(yè)技能，通過學習培訓，使他們具有堅實的軍事理論和高科技知識，熟知外軍相關的信息理論知識，掌握相應的專業(yè)技術(shù)知識和具有較好的專業(yè)技能，并具有快速反應能力以及靈活應變的作戰(zhàn)能力；要有豐厚的基礎文化知識；具有良好的心理和身理素質(zhì)。有良好的心理品質(zhì)、堅韌不拔的意志以及對各種環(huán)境的適應能力。為適應這一人才培養(yǎng)目標要求，我們應遵循“基礎寬厚、支柱堅實、專業(yè)靈活、知識前衛(wèi)”的方針，在實踐中著力解決好當前教學過程中普遍存在的“專業(yè)單一”、“指揮單一”、“方式方法單一”、“隔行如隔山”等問題，并要科學地優(yōu)化教學知識體系，淡化專業(yè)與專業(yè)之間的界限，拓寬專業(yè)口徑，擴充專業(yè)內(nèi)涵，已增強在專業(yè)學習中的靈活性、擴展性和多樣性。

2.搞好培養(yǎng)信息化人才規(guī)劃設計，完善信息化人才培養(yǎng)教育模式

信息化條件下的人才結(jié)構(gòu)是差異性和共同性的融合，他們既有共同的素質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，但又要具有適應軍隊未來信息化建設的不同特點;既要培養(yǎng)當前軍隊需要的應用型的人才，又要培養(yǎng)滿足未來新時期信息化發(fā)展需要的未來復合型人才; 只有充分搞好培養(yǎng)信息化人才規(guī)劃設計，著眼發(fā)展，立足現(xiàn)實、全盤設計、階段推進，才能滿足培養(yǎng)信息化條件下的人才的要求。信息化人才培養(yǎng)是一項長期的戰(zhàn)略任務，而且任重道遠，因此，在培養(yǎng)過程中應要針對信息化條件的特點，重點要充實和突出相關的信息化方面的知識、信息化技術(shù)、信息化裝備、信息化防御、信息化攻擊、信息化戰(zhàn)爭和信息化軍隊建設等方面的內(nèi)容。在教學過程中要“夯實基礎，實事求是，不走過場”，做到“缺什么，補什么；少什么，學什么”，使培養(yǎng)信息化新型人才建設正規(guī)化、制度化、以增強人才培養(yǎng)的整體效益。