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裝備模擬器范文1

關鍵詞 飛行模擬器 組成 信息化 控制

中圖分類號：V217.4 文獻標識碼：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的模擬裝置，對航空飛行活動進行“真實”的情景模擬，為飛行裝備正式運行做好充分的模擬測試。隨著信息科技的快速發展，飛行模擬器也采用了多種信息科技，計算機技術、無線傳感技術、無線通訊技術等，為模擬器智能化控制創造了條件。根據現代信息科技的主要構成，以計算機技術、傳感技術、通信技術為指導，演示為數字技術、遙控技術、無線技術等，對飛行模擬器自動化控制進行升級，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建設的核心內容，為了不斷優化現有軍用武器裝備，引用高端科技輔助軍用設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，且能在短時間內快速地完成各項飛行任務。本次首先研究了飛行模擬器的主要構成，涉及到模擬座艙、運動系統、視景系統、計算機系統等；其次研究了新型飛行模擬器的控制技術，注重信息科技的多項應用。①該項目完成后，不僅提高了模擬飛行器的工作性能，實現了人機一體化控制與無線傳感控制；同時減小了航空營運事故的發生率，降低了航運設備的能耗系數；最終帶動了收益額度的持續增長。

2 飛行模擬器的主要組成

（1）模擬座艙。座艙是飛行駕駛人員的“工作區”，執行飛行任務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，可選用訓練用飛行模擬器的模擬座艙，其內部的各種操縱裝置、儀表、信號顯示設備等與實際飛機幾乎完全一樣，它們的工作、指示情況也與實際飛機相同。因此飛行員在模擬座艙內，就像在真飛機的座艙之中。

（2）運動系統。它是用來模擬飛機的姿態及速度的變化，以使飛行員的身體感覺到飛機的運動。飛行機器運動系統工作狀況，決定了整個飛行操作的工作效率，必須要結合飛行機器結構組裝運動系統。先進的飛行模擬器，其運動系統具有六個自由度，即在三維坐標中繞三個軸的轉動及沿三個軸的線位移。

（3）視景系統。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的姿態、位置、高度、速度以及天氣等情況。②先進的視景系統，是用計算機來產生座艙外部的景象，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，但其同樣為飛行員提供了真實的操作場景。

（4）計算系統。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。計算機系統承擔著整個模擬器各個系統的數學模型的解算與控制任務，其可以由單一主控計算機作為數據處理平臺，也可安裝多臺計算機作為并行處理系統，大大提升了飛行時相關數據的處理效率。

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

3 新時期飛機模擬器控制技術應用

（1）傳感技術。側重傳感信號的處理和識別技術、方法和裝置同自校準、自診斷、自學習、自決策、自適應和自組織等人工智能技術結合，發展支持智能制造、智能機器和智能制造系統發展的智能傳感技術系統。對行模擬器來說，其本身就是對人工操作的綜合模擬，設置傳感系統可感應人工動作信號，為飛行器調控提供正確的指導。③未來模擬器融入傳感技術具有更便捷的操作性能，為駕駛人員創造更加真實的飛行場景。

（2）無線技術。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、衛星、導彈等，大部分集中于軍事科技改造。地面指揮中心遙控飛行器，必須要由超遠程的無線控制平臺，這樣才可準確地傳遞飛信信號。模擬器配備超遠程無線技術是不可缺少的，無線圖像監控系統工作頻率高，相對波長短，其繞射能力差，傳輸時，必須滿足視距條件，即接收和發射天線之間無遮擋，有遮擋時可加大功率繞射或設立中繼站發站。

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

（4）人機技術。當前，飛行模擬已經成為航空科技研究必經的環節，任何一項航空飛行都必須事先經過模擬，確定無誤后再正式進入飛行動態。模擬不僅減小了正式飛行的風險系數，也大大改善了飛行器的可調度功能。④航空器執行飛行任務中，所有操作都由駕駛人員參與操作，選定人機技術是飛行器控制技術的關鍵。例如，根據人機工程系統可靈活地調整飛機艙座椅，使駕駛人員出于最舒適的操控狀態，有助于提高飛行機器的操作效率。

4 結論

飛行模擬器是現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的有序進行，事先模擬飛行器空間運行狀態是很有必要的，其能夠及時發現飛行機器、飛行軌跡存在的問題，嚴格防范了實際飛行中各類事故的發生。

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定位系統應用行模擬器調試控制[J].科技創新導報，2011.32（17）：32-34.

裝備模擬器范文2

關鍵詞： 雷達發射機； 模擬器； 故障監控； LabWindows/CVI

中圖分類號： TN957?34； TP277 ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； 文獻標識碼： 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

現代雷達裝備技術復雜，造價昂貴，列裝數量有限，僅靠實際裝備進行訓練，不僅會出現訓練滯后、效率低等問題，還會因為裝備損耗大、故障率高等情況，產生高額的維護費用。雷達模擬器[1?2]是針對實裝訓練所產生的問題而研制和開發的一種模擬訓練系統，操作人員不僅可以在此系統下進行雷達的常規操作訓練，還可以通過設置相應故障，進行維修保障訓練。

目前，基于LabWindows/CVI的虛擬儀器技術廣泛應用于各類模擬訓練系統[3?6]。本文針對某雷達發射機模擬器中的故障監控模塊，設計了一種基于LabWindows/CVI的故障監控系統。該系統根據故障監控模塊的任務進行所需的功能設計及上位機軟件的控制流程設計，最后通過LabWindows/CVI編程，實現對雷達發射機故障的有效監控。

1 ； 雷達發射機模擬器組成

雷達模擬器一般采用軟硬件相結合的模擬方式，這種方式使得雷達模擬器通常具有逼真的硬件物理環境以及相應的軟件平臺，采用虛擬與現實相結合的方式，構建雷達工作物理環境，模擬雷達相應的工作狀態。本文涉及的某雷達發射機模擬器也采用軟硬件相結合的方法，其系統結構如圖1所示。

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圖1 模擬器結構組成

整個模擬器是基于硬件模擬部分構建的，硬件模擬部分由真實裝備的發射機部件構成，在各部件之間設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、故障監控系統、組網聯動系統均是在Windows平臺上進行設計開發的，本文重點是對故障監控系統進行軟件設計。

2 ； 故障監控系統設計

對于故障監控系統的設計實現，按照下列步驟進行：

（1） 列出系統的主要任務；

（2） 設計系統所需功能；

（3） 設計系統軟件控制流程；

（4） 編程實現故障監控系統。

本節主要根據前三個步驟對系統進行設計。

2.1 ； 系統任務

故障監控系統的任務主要有以下幾點：

（1） 按照預定的時間順序接通雷達發射機。

（2） 保護行波管，防止由于錯誤操作而導致損壞。為此，發射機系統監測電路在大量“關鍵”點上進行監測。如果故障發生，發射機被暫時關斷，然后再接通。若按規定接通數次不成功后，發射機發出故障報警信號，并且完全關斷，等待排除故障后才可再次開機。

（3） 借助于硬件模擬部分指標燈面板上的發光二極管指示故障。雷達發射機各部分電路都設置有相應的故障監測電路，該電路產生一系列檢測信號，用于判斷發射機的故障。

2.2 ； 功能設計

根據以上任務，故障監控系統應包含故障特征庫，從而可以根據注入的故障顯示出雷達的多種典型故障現象、參數特征；還應能夠控制硬件模擬部分面板上的表頭、輸出插孔等，直接表現故障現象，結合專家知識庫的引導，操作人員可以在實裝面板上測量、比對信號，從而實現雷達維修訓練模擬。具體功能設計如下。

2.2.1 ； 控制信號

故障監控的實質是通過產生相應的信號實現的，因此首要的功能是對所需信號進行控制：

（1） 來自中央配電箱的接通信號，即“預熱”、“準備”、“工作”等控制信號，其中“準備”和“工作”兩種狀態均通過主開關控制；

（2） 運行中所需的定時信號，即發射機內部產生的定時信號，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，用于確定雷達工作狀態的轉換。

2.2.2 ； 發射機監測

在對發射機硬件模擬部分的監控中，如果分部件出現故障，相應的檢測電路就將檢測到的故障信號送至內存儲器；內存儲器為每個故障信號設置了獨立的存儲電路（觸發器），每個存儲電路的輸出信號送至檢測連接器，同時產生故障表征信號，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。

當故障持久存在時，即送至內存儲器的輸入故障信號維持故障狀態，此時內部的脈沖發生器開始計數；當計數器達到一定脈沖數量（如設置4個脈沖）時，在其輸出端產生永久故障信號。

2.2.3 ； 故障指示

根據產生的故障表征信號，在硬件模擬部分指示燈面板上出現相應的指示。指示燈分為電源單元、射頻振蕩器、波導單元、微波單元等，各單元的故障信號觸發相應的指示燈；并且只要指示燈面板上出現一種指示，就產生檢測信號“F1”，此信號送至故障監控系統，使系統顯示“雷達子系統故障”的指示。

2.2.4 ； 測試信號

發射機硬件模擬部分的監測電路提供給各部分連接器許多測試信號。所有送至內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 ； 軟件控制流程設計

為了使故障監控系統具有良好的人機交互顯控功能，根據2.2節中的任務功能，對系統的上位機軟件控制進行設計。

整個雷達發射機在工作過程中，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）體現出來，高壓部分主要以燈絲的幾種狀態（M2～M6模塊）體現。在信號流向正常的情況下，從加電到發射機正常工作要經過低壓正常工作（M1）、燈絲預熱（M2）、燈絲80%（M3）、燈絲120%（M4）、燈絲正常（M5）和高壓正常（M6）六個環節。在整個加電過程中，上位機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，只以一個模塊體現出來。這時，為具體體現其工作過程，又與實際情況貼近，軟件設計部分還要對各處信號監測情況進行具體體現。具體有：+4V1，[+4V2，]+12 V，-12 V，+12VK1，-12VK2，+24V1，[+24V2，]+24 V外電源。本部分設計有低壓故障指示燈。

（2） 從低壓模塊到發射機工作正常，要對發射機各部分模塊進行監測，同時根據實際需要，要對外部硬件進行控制。具體要對發射機故障指示、輸出功率指示、電源指示、放電管電源指示、RF發生器指示、晶體電流1指示、晶體電流2指示、置位指示、開關電源K1、24V3、24V4、24V6、時鐘脈沖1、時鐘脈沖2進行控制。本部分設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，要根據信號流程對面板信號走向進行調整。

（4） 燈絲的狀態轉換過程對轉換時間有要求，要對時間和轉換進度進行體現。具體有：預熱過程為6 min，開關瞬間接通為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 ； 論

故障監控系統主要在Windows平臺上使用LabWindows/CVI進行編程，實現控制顯示界面。

選用LabWindows/CVI進行編程是由于它可以完成以下工作[7]：交互式程序開發；具有功能強大的函數庫，用來創建數據采集和儀器控制的應用程序；充分利用完備的軟件工具進行數據采集、分析和顯示；為其他程序開發C目標模塊、動態鏈接庫（DLL）、C語言庫。

根據設計要求和信號流程的分析，在設計面板時，以CVI中ListBox作為模塊（M1～M6）面板，代表信號流通過程中的狀態轉換。在模擬器設計過程中，為符合實際情況，要有故障檢測指示、故障軟件設置選擇、故障說明等內容。為達到此要求，在設計面板時，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軟件故障控制。為實現系統的功能，要求有軟件控制硬件模擬部分的故障設置環節。總共有20個故障點：發射機、輸出功率、電源等。當選擇一個故障時，面板中會出現該故障的種類；同時，面板的信號流通也會發生相應變化，并由面板和PCI向硬件送出5 V數字信號，由此結合硬件部分進行控制。

最終界面實現如圖3所示，該圖是正常工作狀態下界面的顯示情況。

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圖3 系統界面

4 ； 結 ； 語

本文設計了一種雷達發射機模擬器的故障監控系統，根據該系統需要完成的任務，設計了應具有的功能和上位機軟件控制流程；使用LabWindows/CVI進行編程，實現了具有人際交互操作界面的故障監控系統。該系統不僅可以為現代雷達裝備的故障監控部分提供設計思路，還可以配備到部隊中，完成相關的保障訓練，加速提高操作人員和保障人員的技術水平和維修技能，具有廣泛的軍事應用前景。

參考文獻

[1] 孟慶虎，陶青長，梁志恒，等.一種基于FPGA的通用雷達回波實時模擬器[J].電子技術應用，2012，38（3）：82?84.

[2] 路文龍，王和明，張啟亮，等.基于FPGA+PC104的雷達目標模擬器設計[J].電子技術應用，2012，38（4）：27?30.

[3] 宰辰熹.虛擬儀器技術在航空機載氣象雷達測試系統中的應用[J].測控技術，2012，31（1）：112?115.

[4] 唐大全，吳曉男，戴洪德，等.慣導模擬訓練軟件的設計[J].儀表技術，2011（9）：7?10.

[5] 李萬軍，王宏軍，王航宇，等.LabWindows/CVI在飛行模擬器中的應用[J].電子設計工程，2010，18（5）：66?68.

裝備模擬器范文3

關鍵詞：人工氣候環境 模擬器 控制 應用

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

氣候環境的模擬是實驗室基礎試驗條件研究中的熱點問題，通過模擬自然氣候環境特別是極端氣候環境，可為開展特定氣候條件下的科學問題研究創造條件。如開發環境發生器，實現對溫度、濕度、降雨等氣候環境變量的模擬，可研究極端氣候條件下的災害發生機理、土壤特性變化、工程結構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境條件下土壤的裂隙發生發展規律試驗，需要模擬溫度、濕度、降雨（含酸雨）以及各類極端氣候條件，可以在室內人工環境內測定土壤裂隙的發生規律，研究土體參數的變化。根據試驗要求，本試驗需要的人工環境模擬器系統包括溫、濕度傳感器、傳感器電路、A/D轉換、信息反饋處理CPU、顯示電路、控制輸出電路，降雨系統以及加熱與加濕系統，如圖1所示。

2 模擬器系統組成及控制電路

根據模擬器系統組成及結構，研制并選配的模擬器主要構件包括：玻璃纖維加熱帶、超聲波加濕機、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：根據需要任意調節，可產生均勻型、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]：

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

3 土壤裂隙試驗應用

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

4 結語

本文針對氣候環境的人工模擬，分析并提出了模擬器的系統組成及工作過程，研制了該模擬器的系統結構圖、工作電路圖，編寫了相應的單片機控制程序，開發了相應的硬件，并在此設備完成了干濕循環作用下土體裂縫演化過程實驗研究，實驗結果表明，隨著環境溫度的增加，試驗土樣裂縫形態越來越簡單，裂隙越來越寬。

參考文獻

[1]王俊，黃本誠，萬才大，等.環境模擬技術[M].北京：國防工業出版社，1996.

[2]張林華.多環境參數人工模擬技術研究[D].西安：西安建筑科技大學，2005.

裝備模擬器范文4

關鍵詞：網絡設備模擬器；B/S結構；RIA;Java;XML

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：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

隨著計算機網絡的高速發展，對各類網絡人才的需求使得各類網絡培訓蓬勃發展。其中的網絡設備操作培訓需要使用昂貴的網絡設備，這無論對培訓機構還是對培訓學員都是沉重的經濟負擔。用軟件來模擬網絡設備的工作過程是解決問題的途徑之一。目前已經有了很多網絡設備模擬器，其中比較好的有針對Cisco的網絡設備模擬器(如：NetSim)和針對華為的網絡設備模擬器(如：RouteSim)，前者的功能齊全，針對性強，而后者只能限于網絡初學者，功能較為簡單。這些網絡設備模擬器多數是單機版的形式，并只針對一種類型的設備，常用于指定企業上崗培訓。

為此，我們根據高校計算機網絡實踐教學和培訓的實際，設計開發一種基于B/S結構的網絡設備模擬器，以實現多用戶的同時使用和協作學習。模擬器還能實現同種類型設備的不同型號(CISCO，華為等)的互連和指令支持，實現通用設備，有利于培訓學員全面掌握網絡設備操作技能。

2 模擬器系統分析與設計

2.1 模擬器概述

網絡設備模擬器的是一種通過計算機軟件技術模擬現實中的各類網絡設備及其操作。利用軟件進行模擬可以讓學員在計算機終端上完成模擬多臺路由器、交換機的工作，而不用像在真實實驗環境中那樣不斷地往返于不同設備間，頻繁地切換端口接線，方便了網絡實踐課程的教學。另外用軟件進行模擬，省去昂貴的設備采購和維護費用，節約了教學成本。

目前市場上的網絡設備模擬器種類繁多，制作技術和難度也繁簡不一。如華為的網絡設備模擬器，他可支持的技術從以太網接入、各種路由協議的配置到安全認證非常全面，而模擬出的設備可以是一臺，也可以是幾十臺，有時所模擬出的網絡拓撲結構還可以達到電信級的規模。但他們同時存在著一些問題：首先不同廠商所開發的網絡設備模擬器都是針對本產品的模擬，通用性上存在不足；其次都采用單機版結構，在一定程度上降低了可控制性，不利于分散培訓；最后就是現有模擬器的可擴展和自配置性差，像華為模擬器就不允許用戶自添加一些命令規則。

因此，針對網絡培訓需求，我們設計開發了基于B/S模式的、能通用設備的、可擴展的網絡設備模擬器。

2.2 系統結構

模擬器系統采用瀏覽器/服務器(Browser/Server)架構(如圖1)。整合Web 2.0技術，體現富互聯網應用(Rich Internet Application,RIA)思想，運用前臺的Flash應用程序與用戶交互，豐富用戶體驗，增強系統可用性。后臺從邏輯功能上分為Web服務器和Java應用服務器：Web服務器主要響應用戶的Web 請求，包括注冊、登錄等；Java應用服務器主要響應前臺Flash播放器的XML Socket通訊請求、通過調用專家知識實現指令解析、生成連通信息并返還給前臺客戶端。專家知識庫系統是建立的針對特定網絡設備的指令知識庫，通過XML技術和正則表達式技術對指令格式和領域知識進行形式化，同時建立知識庫維護子系統，主要負責知識的維護和更新。

2.3 主要問題和流程

網絡設備模擬器的設計和開發需要解決以下問題：

(1) 網絡設備指令格式和領域知識的形式化和正則表示，形成指令庫，并能實現指令的動態增刪。

(2) 后臺仿真引擎各功能組件的形式化描述、建模，引擎的設計開發；

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

(4) 基于XMLSocket的前后臺通訊協議和功能實現。

相應的功能實現流程如圖2所示。

3 模擬器開發

3.1 技術路線

從系統結構圖和功能實現流程圖中可以看出，模擬器開發中最重要的部分在于前臺用戶交互界面的設計和實現、后臺知識庫的建立、命令解析和處理功能的實現以及前臺和后臺的實時通訊。為此，我們采用了Flash+XML+Application的系統架構，利用RIA技術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，檢索設備指令知識庫；利用Flash的ActionScript提取設備連接信息，自動轉換成XML文件來進行信息的傳遞。

(1) 基于Flash的前端表現技術

網絡模擬器前端主要展現命令的輸入，相關信息的提示，模擬各個網絡組件的拖動、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，我們選擇了Flash來展現人機交互。引入RIA技術，提高用戶的網絡操作體驗。

(2) 基于Java的后臺實現技術

網絡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、開發效率高、網絡處理能力強、XML處理能力強的語言是有必要的，最終我們選擇了Java。Java應用程序運行在異質的機器、異質的操作系統之上，通過TCP/IP進行信息的交流；Java應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

在網絡設備模擬器的實現過程中，涉及到后端服務器和前端Flash通信的要求，也就是要求基于Java的應用要和基于Flash的應用通信，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可并能識別，XML正是這樣一種信息表示載體。

XML(Extensible Markup Language，可擴展的標記語言)是一套定義語義標記的規則，這些標記將文檔分成許多部件并對這些部件加以標識。在網絡設備模擬器的通信約定中首先定義一系列通信協議，這些協議以XML形式表示，接受端在接收完通信協議后用XML解析器解析XML協議，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

考慮到C/S架構在部署和更新方面的缺點，我們使用了B/S架構來搭建系統。但B/S架構的系統因受HTML的限制，無法像C/S那樣使用豐富的效果來展示數據，用戶體驗比較差。另外，網絡中斷將使B/S程序無法運行，因此需要有穩定的客戶端/服務器連接。網絡設備模擬器既需要有C/S那樣豐富的客戶端數據展現和穩定的系統功能，又需要有B/S強大的服務器端和使用、維護的方便快捷，RIA為我們找到了在客戶端和服務器端進行更好的平衡的方法。

RIA是集桌面應用程序的最佳用戶界面功能與Web應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絡應用程序。RIA中的 Rich Client提供可承載已編譯客戶端應用程序的運行環境，客戶端應用程序使用異步客戶/服務器架構連接現有的后端應用服務器，這是一種安全、可升級、具有良好適應性的新的面向服務模型，這種模型由采用的Web服務所驅動。結合了聲音、視頻和實時對話的綜合通信技術使RIA具有前所未有的網上用戶體驗。

在實現RIA的各種技術中，我們選用基于Flash的RIA，因為系統有個非常復雜的用戶交戶，需要展現大量的圖形、圖像，以及要進行大量的矢量操作。FlashRIA在界面美觀程度、多媒體表現、開發便捷及很多開發細節上有很大的優勢。

4 結 語

采用B/S架構設計和開發網絡設備模擬器，可以把復雜的網絡設備操作命令和過程同時展現在多個客戶端，方

[CM(21*2]便網絡課程實踐教學，節省設備開支，有利于網絡實踐知[CM)]

識的普及。在模擬器的客戶端，采用RIA技術，構建了直觀、易用、反應迅速并可以脫機使用的,具有良好客戶體現的前端應用程序;在服務器端，開發了豐富的和可擴展的命令解析程序和指令庫，實現多種網絡產品的互連和通用，并使用RIA和XML實現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時間，增強了用戶體驗。

本文創新點：在B/S架構下搭建網絡設備模擬器，可以方便用戶使用和進行管理；在開發實現過程中，利用RIA來改善系統的網絡性能，改善用戶的體驗；利用JAVA開發仿真引擎，集成多種網絡設備和產品，實現通用設備；系統在受限的網絡實踐教學或培訓中得到了很好的應用。

參 考 文 獻

［1］周林，謝峰.基于RIA架構的應用開發改進方案［J］.微計算機信息,2007(6):221-223.

［2］陳再良，徐德智，陳學工，等.基于鏈式結構XML文檔的生成方法［J］.計算機工程,2006,32(20):59-61.

［3］曹曉軍.虛擬機技術的應用研［J］.甘肅廣播電視大學學報,2006(2):75-77.

［4］祝義,朱暉.基于虛擬機的虛擬實驗網絡［J］.計算機與現代化,2004(4):87-89.

［5］肖漢.基于Java平臺的通用構件庫的研究與設計［J］.計算機工程與設計,2006(15):2 737-2 743.

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，準確落在目標位置。不過，泰格?伍茲完成這套動作的地方并不是頂級球場，而是在一個室內高爾夫模擬器上。

不必驚訝，高爾夫的運動場景正在發生改變。隨著高爾夫模擬系統技術的發展，這項傳統運動有了新的玩法―不受時間、空間和天氣的限制，足不出戶就能打球。

最近幾年，國內一些企業瞄準這種新玩法，試圖打破原有的消費模式，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

據統計，中國的高爾夫核心人口不到40萬人，遠遠落后于美國和日韓。在國內，場地少、學球貴、打球貴等因素讓高爾夫很難成為普及程度高的大眾消費項目。

并不是中國人不喜歡高爾夫。

如歌科技創始人劉隆基、何偉軍做過調研，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活力激發出來，無疑將產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。

所謂室內高爾夫模擬器，就是通過三維模擬和高速測量技術，在高清屏幕上模擬真實的高爾夫運動場景。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、環球數碼等企業挖來技術團隊，開始自主研發1：1真實還原的三維球場。

要達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。經過反復測試與改進，直到2014年，如歌的產品才基本成型。除了陽光在室內無法模擬，地形、地貌甚至是植被幾乎可以百分百復原。

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

2015年，如歌正式將產品推向市場，定價12.8萬元。

但劉隆基和何偉軍發現，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門檻。如歌的做法是，利用模擬器系統開設室內球館，通過“模式下沉”，搶占體育健身場所和社區入口，方便大眾參與消費。

模式下沉，有無成功經驗可借鑒？

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

他山之石，可以攻玉。2015年8月，如歌與朝向集團成為戰略合作伙伴，啟動高爾夫創業扶持計劃。如歌免費提供高爾夫模擬系統，支持高爾夫教練和從業者在體育健身場所、中高端住宅區開辦室內球館。

雖然設備由如歌提供，但如歌并不參與球館的經營管理，而是向每臺模擬系統收取每月1 500元的網絡服務費。至于教學和打球的收費，由球館按照各地消費水平自行定價。

以重慶的一家室內球館為例，9洞下場費用100元，18洞160元，遠遠低于真實場地近千元的下場費用。而對于初學者來說，利用模擬器進行教學的費用也不到球場的一半。

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

就跟零售、電商、影院等業態布局社區收獲頗豐一樣，很快，曾洪泉就嘗到了甜頭。現在，他的球館平均每個月在模擬器系統上的收入在3萬元以上，加上教學、裝備銷售等其他經營收入，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，室內高爾夫球館降低了學球和打球的消費門檻，很容易吸引潛在消費人群。對于經營者而言，安裝兩臺模擬設備只需100平米的場地，門店裝修投入在10萬元左右。相比“吃地”嚴重，運營成本高昂的高爾夫球場，室內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多家室內球館，共有300多臺模擬器系統投入市場運營。 模擬器+的“錢景”

室內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、下場、比賽、社交為一體的互聯網運動社區。用戶使用如歌系統，不僅可以回放自己擊球的視頻，還可以學習世界高球教父大衛?利百特等知名教練的視頻課程，實現在線教學；在比賽方面，用戶可以跟不同城市的球友約戰，也可以參加平臺定期組織的各種聯網賽事。目前，如歌的聯網經營平臺上已經擁有近萬名注冊用戶。

裝備模擬器范文6

【關鍵詞】維修訓練 故障設置 故障嵌入

兩棲裝甲車輛火控系統技術含量高，維修難度大，總部對復雜的火控系統，明確提出了隊屬修理機構只進行換件修理的維修改革要求。為此，院校和部隊訓練機構針對維修方式的變化，將火控系統維修訓練的重點轉向快速準確判定故障部件并對其進行快速換件修理能力的培養。由于受火控系統結構復雜性、集成性，以及訓練機構實裝少、裝備器材短缺，缺乏訓練手段等因素制約，火控系統故障維修訓練只能理論講解，不能針對實車進行故障設置，不能滿足依據實車故障進行故障現象演示、分析、檢測、排除等訓練要求，導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使用與維修工作，使裝備迅速形成戰斗力，必須加強對人員的維修訓練。兩棲裝甲車輛火控系統故障維修訓練平臺的設計應運而生。

1 故障維修訓練平臺總體方案

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

1.1 故障在線設置系統

對故障案例進行搜集整理，將典型故障嵌入到火控系統維修訓練模擬器（或實車）中，采用計算機智能控制技術、無線通信技術，訓練時激活故障點，完成故障在線快速自動設置，實現故障再現。

1.2 故障分析診斷系統

對受訓人員錄入的故障進行分析診斷，自動判斷故障節點，按照部隊維修檢測流程提示檢測方法，用于指導幫助維修人員進行故障排除訓練。

1.3 故障維修數據庫系統

依據部隊訓練和工廠維修經驗，搜集整理出系統的、便于查詢的火控系統維修所需要的圖紙、軟件、維修技術條件等全部資料和數據。

1.4 故障考核系統

依托故障在線設置系統進行實車故障設置，供受訓人員進行自我測試，也可組織受訓人員進行統一考核，考核結果系統智能判定。

2 故障設置單元

故障設置單元完成故障代碼發收及故障嵌入，主要由故障編碼數據發送裝置、數據接收處理裝置和故障嵌入部件組成。

2.1 故障數據發送裝置

根據訓練內容，從故障庫中選擇故障案例，由計算機形成故障代碼和地址編碼，經無線通訊系統調制后發送至故障接收裝置。

2.2 數據接收處理裝置

接收故障發送裝置的故障代碼指令，根據信號指令激活相應的故障點。

2.3 故障嵌入部件

將典型故障嵌入裝備部件（或電路板）內部，且不影響裝備技術性能和使用，訓練時激活故障點，實現故障在線設置，完成故障現象再現。

3 故障嵌入方案設計

為了對各類不同類型的故障進行故障嵌入，達到故障重構目的，本文在故障分類基礎上，針對各種不同類型的故障，設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，設計中將15V電源穩壓至6.2V，采用程控電位器進行分壓調節，經過電壓跟隨器后，由AD開關輸出，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節，設計中將直流偏置注入到原有信號中，與原有信號進行疊加放大，由AD開關給出。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，設計中運用程控調節信號的反饋系數，進而改變信號的放大系數，達到信號的放大或縮小，由AD開關給出。如圖4所示。

3.1.4 交流信號

采用文式電橋振蕩電路，產生固定頻率，幅度可調的交流信號，由AD開關給出。如圖5所示。

3.2 電源信號和開關量

電源信號和開關量的控制信號，經驅動芯片驅動后，控制繼電器動作，使輸出狀態變為接地或高阻狀態。電路圖如圖6所示。

3.3 TTL電平及TTL數據信號

控制模塊根據故障代碼，斷開對應接口，通過程控直接輸出相應的故障數據。如圖7所示：

正常模式：OUT=IN；

故障模式：OUT=故障數據。

4 結論

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

參考文獻

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

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

作者簡介

高飛（1982-），男，吉林省伊通滿族自治縣人。碩士學位。現為裝甲兵技術學院講師。研究方向為自動控制。

姚兆（1979-），男，遼寧省營口市人。碩士學位。現為裝甲兵技術學院講師。研究方向為機電一體化。

陳宏偉（1979-），男，吉林省輝南縣人。學士學位。現為裝甲兵技術學院講師。研究方向為自動控制。