装甲装备发电系统综合检测调试平台设计与开发

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电传动装甲车辆显控终端设计

电源自动供电控制电路设计为了减小工作量．希望当驾驶员打开电路总开
几何图形、位图等对象的基本函数。因此绘图前．需要先对设汁好的各子界面进行分析．得到界面涉及到的颜色，界面中包含那些相似的复杂形状．并将其归类．将功能相近的函数归一化，以便在编程时进行封装．提高代码的利用率。尽量避免位图的动画显示，将其转换成几何图形，以提高软件处理的速度。图形界面包含丰富的颜色．可以对其进行自定义。ＷｉｎｄＭＬ中的颜色参数通过￥（ＷＩＮＤＢＡＳＥ）／
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ｔｅｒｍｉｎａｌ；Ｖｘｗｏｒｋｓ
在电传动装甲车辆中．发电机和蓄电池组的组合能够提供充足和高峰值的电力。有利于转向、制动及悬挂电子调节控制等．使车辆的机动性能得到明显提高［１’引。也正是由于加入了发电机、动力电池、大功率电机等部件．使得对于电传动装甲车辆的控制更加复杂。作为车辆的驾驶员不仅要了解关键部件的状态数据．还需要对车辆工况进行实时监控，以调整相应的控制参数。因此，为其提供一个既能显示车辆运行状态参数．又能对关键部件实施控制的终端显控系统尤为必要。该终端显控系统要求能够实现状态信息的接收和处理，使状态数据以虚拟仪表、波形、动画等形
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装甲车辆信息系统人机工效试验平台设计与开发

第40卷第7期2019年7月兵工学报ACTA ARMAMENTARIIVol.40No.7Jul.2019装甲车辆信息系统人机工效试验平台设计与开发傅斌贺,刘维平,刘西侠,宋海军(陆军装甲兵学院车辆工程系,北京100072) 摘要:为满足装甲车辆乘员信息作业人机工效试验需求,设计开发了装甲车辆信息系统人机工效试验平台㊂分析了试验平台的系统方案,包括主控系统㊁模拟测试系统和数据处理系统;依据实车环境设计了试验座舱及控制台㊁操作模拟装置和综合测试装置;采用嵌入式测试方法,将绩效测试功能嵌入到作业模拟过程中,开发了主控软件㊁信息终端软件和射击模拟软件;通过具体实例对试验平台的有效性和实用性进行了验证㊂研究结果表明,试验平台能够实现乘员信息作业绩效的全程测试,以及乘员认知能力㊁脑力负荷和生理参数的综合测试,有效甄别相关因素对乘员信息作业绩效的影响,为准确测量乘员信息作业绩效提供技术手段㊂关键词:装甲车辆;信息系统;试验平台;人机工效中图分类号:TJ810.6文献标志码:A文章编号:1000⁃1093(2019)07⁃1537⁃09 DOI :10.3969/j.issn.1000⁃1093.2019.07.024Design and Development of Ergonomic Test Platform ofArmored Vehicle Information SystemFU Binhe,LIU Weiping,LIU Xixia,SONG Haijun(Department of Vehicle Engineering,Army Academy of Armored Forces,Beijing 100072,China)Abstract :An ergonomic test platform of armored vehicle information system is designed and developed to meet the requirement of ergonomic experiment of crew information operation in armored vehicles.The sys⁃tem scheme of test platform is analyzed,including main control system,simulation and test system,and data processing system.Test cabin and console,operation simulator,integrated test device were designed according to the real vehicle situation.Main control,information terminal and fire simulation software were developed.Embedded test method is used to embed the performance test function into the process of operation simulation.The effectiveness and practicality of test platform are demonstrated by a specific ex⁃ample.The results show that the test platform can realize the whole⁃course test of information operation performance,and the integrated test of cognitive ability,mental workload and physiological parameters.Theinfluences of relative factors on crew information operation performance can be discriminated effectively.Keywords :armored vehicle;information system;test platform;ergonomics 收稿日期:2018⁃10⁃09作者简介:傅斌贺(1991 ),男,博士研究生㊂E⁃mail:fubinhe@ 通信作者:刘西侠(1974 ),男,教授,博士生导师㊂E⁃mail:lxxljh@0　引言装甲车辆信息系统对外通过射频连接各级通信,对内为乘员提供信息显示和操控(简称显控)功能,是实现装甲车辆信息采集㊁传输㊁处理㊁存储和显控的信息作业平台[1],为乘员及时准确把握战场态兵　工　学　报第40卷势㊁制定决策和实现决策起到关键作用㊂随着我军装备信息化建设的快速发展,装备性能得到了有效提升,但同时也使装甲车辆舱室系统呈现出构成复杂化㊁作业环境多维化和作业区域界限淡化的趋势㊂装甲车辆信息作业任务随机性强,实时信息交互量大,功能和信息显示维度多,操作行为复杂,相比于传统的力量型为主作业形式,乘员作业模式向知识型信息作业转化㊂这不仅对乘员在复杂任务背景下的作业能力提出了新的要求,同时也对装甲车辆信息系统的研发与训练提出了人机适应性新要求㊂目前,装甲车辆信息系统的研发和使用中,更侧重于功能研究和技能培训,缺乏针对人机适应性的工效学试验和评估技术研究,缺少准确表征作业行为㊁测量作业绩效的试验手段㊂人机工效评估主要是分析作业人员㊁机器设备㊁作业环境三者之间的适应性问题,从而使人机系统达到更高的工作效能㊂研究方法多采用主观评价法㊁现场试验法和模拟试验法[2]:主观评价法受到调查者个人因素影响较大,不同调查者的评价结论存在差异,评价的一致性和客观性有待进一步提高;现场试验法一方面人机界面的尺寸㊁功能相对固定,无法提供充分的自变量水平范围,影响所得结论的外延性,另一方面现场试验保障需求较大,难以开展大样本量统计学研究;相比较而言,模拟试验法既可以采用多种模拟技术提供机器设备和作业环境的实物模型,模拟真实作业条件,又能够对各项试验参数进行客观㊁可重复测量,是人机工效评估的一种先进研究方法㊂国内外学者针对信息系统人机工效试验评估技术进行了大量应用研究,为了对载人地面车辆乘员的作业绩效进行建模研究,美国陆军研究实验室人类研究与工程局开发了改进的绩效研究集成工具(IMPRINT),采用了任务网络建模和离散事件仿真技术,能够有效测量乘员的任务完成时间和准确率等绩效指标[3-5]㊂为研究车辆运动对车载战斗管理系统操作绩效的影响,Salmon等[6]和Goode等[7]将战斗管理系统软件嵌入到驾驶模拟器中,有效测量了任务完成时间㊁准确性㊁脑力负荷和生理指标等参数㊂Abich等[8]和Reinerman⁃Jones等[9]设计了混合计划试验(MIX)测试平台,集成了多属性任务组和虚拟战场系统两种软件,能够在MIX测试平台上同时实现认知能力㊁生理指标㊁脑力负荷和作业绩效等多种参数的测量,并应用在无人地面车辆操作绩效研究中㊂周伯河等[10]为研究航天员作业能力变化规律,建立了航天员空间操作人因分析一体化仿真平台,设计了认知和生物力学仿真㊁作业可视化㊁负荷预测和绩效分析软件,可对负荷和绩效进行有效评估㊂张玉刚等[11]设计了无人机地面控制系统操作员控制台,实现了无人机战场环境与飞机性能监控和信息监控及视景仿真功能,为地面控制系统人机界面研究提供平台支撑㊂JACK人体建模仿真与人机工效评估软件采用虚拟仿真方法进行数字化人体建模,广泛应用于虚拟环境下可视域㊁可达域㊁舒适度等方面的人机工效评估研究㊂尹清松等[12]基于JACK软件建立了个性化数字人模型,分析了下肢关节力矩随角度及外力变化的规律㊂综上所述,国外信息系统人机工效试验技术已广泛应用在军用车辆领域,国内航空航天领域发展较为成熟,而缺乏针对乘员作业绩效的军用车辆信息系统人机工效试验技术研究㊂鉴于此,为开展乘员信息作业能力及作业绩效试验研究,本文设计开发了装甲车辆信息系统人机工效试验平台,具有作业模拟㊁绩效测试和数据管理功能,实现了装甲车辆乘员信息作业绩效的全程测试,以及乘员认知能力㊁脑力负荷和生理指标的综合测试,从而解决乘员作业行为和绩效难于准确表征和测量的技术难题㊂1　系统方案设计1.1　功能需求分析为满足乘员信息作业能力及作业绩效试验研究需求,分析装甲车辆信息系统人机工效试验平台的功能,要求能够准确测量乘员在各种实际操作中的作业绩效,并对乘员信息作业能力相关影响因素进行分析㊂据此试验平台应具有以下功能:1)作业模拟功能㊂对乘员作业能力进行工效学评价,应基于乘员实际作业任务,反映乘员信息处理的操作过程,且所选任务具有典型性,能够有效甄别相关因素对作业绩效的影响㊂因此,试验平台应具有准确的作业模拟功能,能够提供与真实信息系统相同的操作界面和操作流程㊂2)测试功能㊂研究乘员的信息作业能力及作业绩效,需要采集乘员信息处理过程的生理㊁心理㊁作业绩效及脑力负荷等各类参数,要求试验平台应具有相应的测试功能和测试手段㊂3)数据管理功能㊂基于试验平台设置试验参数㊁选择试验项目㊁记录和保存乘员个人基本信息以及操作过程各类测试参数,试验数据的处理和存储量巨大㊂为便于对试验结果的分析处理,需要能够8351　第7期装甲车辆信息系统人机工效试验平台设计与开发对试验涉及的各种数据进行统计和管理㊂1.2　系统总体结构根据功能需求分析,试验平台由主控系统㊁模拟测试系统和数据处理系统3部分构成㊂主控系统在控制台进行操作,通过主控软件选择试验任务,设置任务参数;模拟测试系统包括操作模拟装置㊁综合测试装置㊁信息终端软件作业模拟模块和射击模拟软件射击模拟模块,能够模拟乘员任务过程,测试乘员的生理㊁心理㊁作业绩效和脑力负荷等参数;数据处理系统包括综合测试装置㊁信息终端软件数据管理模块和射击模拟软件数据管理模块,能够对测试结果进行统计分析㊂试验平台系统框架如图1所示㊂图1　试验平台系统框架Fig.1　System framework of test platform2　硬件设计2.1　试验座舱及控制台设计为使试验环境与实车环境具有较高相似度,提高人机工效测量准确性,试验座舱参考我军现役某型主战坦克战斗舱室布局结构和数据,进行了设计和构建㊂其内部结构如图2所示㊂图2　试验座舱内部结构图Fig.2　Internal structure of test cabin考虑到通用性和拆装的方便性,座舱整体采用组合式骨架结构进行设计㊂座舱中间布置操作模拟装置和位置调整机构,可根据不同车型及研究需要进行调整,能够模拟车长和炮长的工作位置,达到一种舱体多种用途的效果㊂控制台内布置有主控计算机,用于对各类试验的控制㊁管理与测试结果分析,如图3所示㊂图3　主控系统控制台Fig.3　Console of main control system试验平台采用组网方式集成,通过控制台的主控计算机,不仅可以实现对操作模拟装置和综合测试装置的一体化联合控制,还可实现多机同步试验,科目选择和参数设置与试验操作主从分工明确,试验连续性好㊁效率高,易于扩展用户㊂试验平台组网方式如图4所示㊂2.2　操作模拟装置硬件设计操作模拟装置包括信息终端模拟装置和射击模拟装置㊂信息终端模拟装置主要用于乘员信息处理的作业模拟,以我军现役装备典型信息终端为参考,9351兵　工　学　报第40卷图4　试验平台组网方案Fig.4　Network scheme of test platform选择乘员信息作业绩效具有显著差异的操作任务,作为主要作业模拟功能,在此基础上,自主开发信息终端模拟装置,模拟装置外型㊁功能设置及操作界面与实装保持一致㊂基于不同研究目的,开发了两种信息终端模拟装置㊂第1种模拟装置主要用于乘员信息作业能力和作业绩效等试验与评估研究,是信息终端模拟装置的研发重点,其特点是屏幕外型设计㊁功能设置及操作界面与实车终端保持一致,尺寸与实装基本相同,如图5所示为信息终端模拟装置㊂其中显示屏选用了日本三菱公司产AA104XD02型10.4寸显示屏,键盘选用与实装尺寸和触感相同的定制硅胶键盘㊂第2种模拟装置主要用于信息终端人机界面匹配的工效学研究,它与第1种模拟装置的不同之处,在于键盘为虚拟键盘,信息终端模拟装置的显控界面采用触摸屏操作㊂在保持原有操作功能不变的前提下,键盘的尺寸和间距等人机界面参数均可根据研究需要进行调整㊂显示屏选用瑞士TE Connectiv⁃ity公司产E512043型15寸触摸屏,整个显示屏分为虚拟键盘区和显示屏区两个区域,显示屏区与实车保持一致,键盘区根据需要进行调整㊂图6所示为触摸屏信息终端模拟装置㊂射击模拟装置参考了某型主战坦克火控系统,主要用于乘员战场侦察㊁火炮射击作业的操作模拟,选用已有的训练模拟系统,包括车长㊁炮长瞄准镜和操纵台,尺寸及外形均以实装相同,操纵台选用实装部件㊂图7所示为试验平台操作模拟装置㊂2.3　综合测试装置组成综合测试装置主要用于对乘员的生理㊁心理㊁作业绩效和脑力负荷等参数进行测试,它由生理测试仪器㊁心理测试系统㊁作业绩效测试装置和主观评价量表4部分构成㊂图5　信息终端模拟装置Fig.5　Simulator of information terminal图6　触摸屏信息终端模拟装置Fig.6　Simulator of information terminal with touch screen图7　试验平台操作模拟装置Fig.7　Operation simulator of test platform作业绩效测试装置与操作模拟装置集成,通过自主开发的信息终端软件和射击模拟软件实现测试功能,该软件是本文研究和开发的重点㊂考虑到测试的可操作性及有效性,生理测试仪器采用芬兰Polar公司产RS800CX心率表和日本OMRON公司产HEM⁃629血压计测量心率变异性㊁脉搏及血压3个生理参数㊂乘员认知行为局限性是装甲装备人因事故的重要原因[13],心理测试系统选用北京心灵0451　第7期装甲车辆信息系统人机工效试验平台设计与开发方舟科技有限公司产PsyKey 心理测试软件测试乘员认知能力㊂作业过程中乘员脑力负荷采用美国国家航空航天局任务负荷指数(NASA⁃TLX)量表[14]进行测量㊂3　软件开发软件开发采用自顶向下的系统设计方法,功能实现上,软件应能够实现作业模拟㊁绩效测试㊁参数设置和数据管理等功能㊂测试内容方面,科目选取应突出工效学研究特点,立足评估研究敏感性㊁有效性和可测试性㊂实际操作中,应既可进行信息处理㊁射击模拟等单项作业模拟试验及工效学评估,也可进行综合作业模拟试验及工效学评估㊂基于此,提出如图8所示的软件开发方案㊂首先,依据乘员作业能力和作业绩效研究需要,提出作业模拟科目㊁测试内容及数据采集时机与要求;其次,划分软件开发模块,采取分模块开发㊁按需集成的模式进行软件开发;最后,软件运行,系统联调,功能测试及修改㊂图8　软件开发方案Fig.8　Software development scheme3.1　主控软件开发主控软件用于对操作模拟装置和综合测试装置的控制,由启动㊁试验任务选择㊁试验参数设置㊁试验启动控制4个模块组成㊂启动模块用于启动程序和系统初始化㊂其中注册功能用于管理乘员编号㊁姓名㊁性别等个人基本信息,便于软件档案管理和查询,以及测试后生成规范性数据报告㊂试验任务选择模块主要用于选择试验任务,根据信息作业特点,共确定了两种作业模拟的12项任务,其中综合性任务3项,其余为单项任务㊂试验参数设置模块主要由主试人员根据研究需要,对任务的作业次数㊁间隔时间㊁完成时间等任务相关参数进行设置㊂试验启动控制模块主要用于与下位机进行通信,向操作模拟装置和综合测试装置发出控制指令,并接收试验数据㊂3.2　信息终端软件开发3.2.1　功能特点信息终端软件主要用于信息终端作业模拟和绩效测试,是实现装甲车辆信息系统人机工效试验平台功能的关键和核心部分㊂模拟任务具有典型性,能够充分反映任务的任务复杂度㊁时间压力以及人机界面变化对作业绩效的影响,具有任务负荷差异显著㊁测试敏感性高㊁战时常用的特点㊂绩效测试功能嵌入到模拟作业过程中,能够针对任务操作过程中的每个阶段进行测量,实现作业绩效测试全程覆盖㊂3.2.2　软件开发工具在软件开发工具的选择上,对常用的VisualBasic㊁Visual C ++㊁LabVIEW 3种软件开发工具进行对比分析后认为,LabVIEW 软件能够满足软件交互和界面仿真功能的需要,可实时分析处理数据,支持多种文件数据格式,与其他仪器设备㊁网络连接方便,因此最终选择美国NI 公司的LabVIEW 作为信息终端软件的开发工具,并使用MySQL 数据库进行数据管理㊂3.2.3　软件平台功能实现3.2.3.1　功能实现方法软件采用分模块编程实现功能,包括软件登录模块㊁模拟测试模块和数据管理模块,能够实现登录㊁作业模拟㊁绩效测试和数据管理等功能㊂信息终端软件总体结构及功能如图9所示㊂图9　信息终端软件总体结构Fig.9　Overall structure of information terminal software3.2.3.2　模拟测试模块模拟测试模块主要对典型作业任务进行模拟及作业绩效测量,采用虚拟界面设计,模拟实装操作过程,保证了模拟测试能够真实反映作业绩效的变化规律,并且可根据不同车载信息系统研究需要,灵活调整按键大小㊁间隙㊁界面布局方式等㊂模拟测试模块将绩效测量功能嵌入到作业模拟1451兵　工　学　报第40卷过程中,采取按操作步骤分段与集中统计的方式完成数据测量㊂其操作流程为每次测试以倒计时方式进行预示提醒,以保证每名乘员能保持基本一致的心理应激水平㊂随后软件自动生成任务提示语,并触发计时器开始计时,任务提示语指导乘员进行作业,并为乘员作业正误提供判断依据㊂然后乘员根据任务提示语进行作业,软件自动判断操作正误并记录完成时间㊂信息终端作业测试流程如图10所示,图10中M 和N 分别为主试人员在测试前设定的最大完成时间和作业次数㊂图10　信息终端作业测试流程图Fig.10　Test flow chart of information terminal operation作业绩效数据的获取以作业模拟为基础,由于作业模拟程序量大,在此仅介绍数据的输入与删除,其程序如图11所示㊂通过事件结构感知模拟键盘簇的值是否发生改变,若发现真值即可确定乘员操作按键,然后通过条件结构判定下一步程序的执行,即是输入哪个数字或者删除数字㊂移位寄存器主要用于保存上一操作输入的数字,界面标记用来区分不同操作界面中数字键实现不同功能㊂模拟测试模块中,分段记录各步骤的完成时间图11　数据输入㊁删除程序Fig.11　Data entry and remove program是重要功能之一,获取完成时间通过应用时间计数器函数实现,其程序如图12所示㊂首先在需要测试的位置放置时间计数器函数,然后运用减法算出前后测试输入的时间差,即该测试步骤的完成时间,在操作最后还可直接计算出整个任务的完成时间㊂图12　完成时间获取程序Fig.12　Program of accessing completion time测试中错误率定义为乘员在完成一次作业中错误按键数除以按键总数,通过获取错误按键数和按键总数计算得到,错误按键数获取程序如图13所示㊂任务提示语已经明确每步操作的答案”,通过事件结构获取乘员的操作,然后判定操作与答案”是否一致,如果操作错误,则错误按键计数器加1.图13　错误按键数获取程序Fig.13　Program of accessing erroneous pressing3.2.3.3　数据管理模块数据管理模块主要用于实现试验数据的存储㊁查询㊁删除及统计结果输出等功能,采用PSDMS _Get_SQL_Command.vi 条件结构获取命令执行相应操作,其程序如图14所示㊂2451　第7期装甲车辆信息系统人机工效试验平台设计与开发图14　数据管理模块程序Fig.14　Data management module program3.3　射击模拟软件开发3.3.1　功能特点软件主要功能为典型射击科目下射击作业模拟和作业绩效测试,其功能特点是在保持原有射击模拟功能的基础上,嵌入了绩效测试功能,实现了对乘员射击作业绩效的各阶段及全过程的实时测量㊂结合实验心理学原理与乘员射击训练的实际,将作业绩效测试嵌入到模拟射击过程中,将传统的各类反应时㊁目标辨识㊁双臂协调㊁目标跟踪㊁多目标识别等反应特性和动作协调特性测试与乘员的专项作业绩效测试融合,实现了射击作业模拟与作业绩效测试的一体化,以及乘员专项基础能力和综合作业能力测试的有机结合㊂既可用于乘员基本作业能力测试,也可用于乘员作业绩效的试验研究㊂3.3.2　软件开发工具软件基于已有射击模拟器软件,通过二次开发实现㊂原有射击模拟器软件采用C ++语言编程,为保持软件开发的连续性,提高软件开发效率,本软件采用Visual C ++软件开发工具编写㊂3.3.3　软件平台功能实现射击模拟软件结构类似于信息终端软件,采用分模块编程实现功能,包括软件登录模块㊁模拟测试模块和数据管理模块,能够实现登录㊁作业模拟㊁绩效测试和数据管理功能,软件程序流程如图15所示㊂软件开发保持原有的射击模拟功能和软件结构不变,针对绩效测试的试验需要进行修改完善,主要嵌入增加了3部分功能:1)参数设置,用于对作业时间㊁间隔时间㊁作业次数㊁目标速度㊁目标种类等任务参数进行设置㊂每次试验前主试人员进行参数设置,然后从主控计算机通过接口文件传递给射击模拟装置和综合测试装置㊂2)测试部分,根据各科目拟定的测试参数,对各项作业过程的绩效参数进行测量,完成后立即进图15　射击模拟软件程序流程图Fig.15　Flow chart of fire simulated software program行结果统计,将统计结果和相关数据上传主机并存储㊂3)接口部分,主要接收主控计算机的指令,并上传统计结果㊂作业模拟科目选取立足突出作业绩效测试评估的敏感性㊁有效性和可测试性要求,通过对现有射击科目的分析,选取了稳定器操作的描绘信封靶㊁对多个不动目标射击㊁平稳跟踪目标㊁对不动目标射击㊁对运动目标射击等5个典型训练科目作为试验测试科目,并根据工效学研究需要,对科目的目标设置方式㊁目标类型等方面进行调整㊂4　应用实例装甲车辆人机工效研究主要是分析乘员个体差异与人机界面㊁舱室环境㊁任务需求等外界因素相互作用的人机适应性问题,其中乘员认知能力的个体差异会对信息作业绩效产生影响,是装甲车辆人机工效评估的重要方面㊂应用装甲车辆信息系统人机工效试验平台,开展了不同记忆能力乘员信息作业行为对比试验,对试验平台功能进行了测试验证㊂信息录入任务是装甲车辆乘员最常用的信息作业之一,贯穿作战任务始终[15]㊂本文以信息录入任务作为模拟测试任务,选取了88名本科学员作为被试人员进行对比测试㊂测试内容包括信息作业行为特征和记忆能力两部分,其中信息作业行为特征以行为完成时间和错误率为评价指标,记忆能力通过短时记忆广度来表征㊂信息录入任务可以划分为8个信息作业行为,如表1所示㊂将被试人员按照短时记忆广度均值(8.2)分为3451兵　工　学　报第40卷表1　信息录入任务行为Tab.1　Behaviors of information entry task序号信息作业行为1发现提示信息并作出应答2记忆信息内容3选择目标属性4选择目标类型5输入目标数量6选择目标方位7输入目标速度8核对信息后确认记忆能力优秀组和一般组,采用Mann⁃Whitney U检验法对比分析优秀组与一般组的信息作业行为绩效㊂如表2所示为任务完成时间和错误率结果,可以看出优秀组任务完成时间和错误率均优于一般组,记忆能力对任务完成时间(概率P=0.005)和错误率(概率P=0.033)均具有显著影响㊂表2　不同记忆能力下任务完成时间和错误率Tab.2　Task completion time and error rate of crewwith different memory abilities参数优秀组一般组P样本容量4345短时记忆广度均值9.27.10.000*任务完成时间均值/ms20743.924110.90.005*任务错误率均值/%13.732.70.033* 注:*表示差异显著,P值取0.05. 如图16㊁表3所示为被试人员行为特征结果,可以看出,优秀组在行为速度和准度上均优于一般组㊂两组的行为完成时间在行为2㊁行为4㊁行为5㊁行为7上具有显著差异,说明记忆能力对行为完成时间具有显著影响,主要体现在记忆信息内容”(P=0.005)㊁选择目标类型”(P=0.026)㊁输入目标数量”(P=0.001)㊁输入目标速度”(P= 0.002)4种行为㊂行为错误率在行为4㊁行为5㊁行为6㊁行为7上具有显著差异,说明记忆能力对行为错误率具有显著影响,主要体现在选择目标类型”(P=0.003)㊁输入目标数量”(P=0.001)㊁选择目标方位”(P=0.023)㊁输入目标速度”(P= 0.012)4种行为㊂以上结果表明,记忆能力对信息作业行为的速度和准度均具有显著影响,与文献[16-17]的研究结果相一致㊂通过试验证明了试验平台能够实现乘员信息作业各阶段行为绩效的全程测量,有效甄别乘员不同作业能力对作业绩效的影响,证实了所建立试验平台的实用性和有效性㊂图16　不同记忆能力下行为绩效Fig.16　Behavior performance of crew with differentmemory abilities表3　不同记忆能力下行为完成时间和错误率Tab.3　Behavior completion time and error rate ofcrew with different memory abilities行为行为完成时间/ms行为错误率/%优秀组一般组P优秀组一般组P 1620.1662.20.42623847.74613.30.005*31716.11854.60.4291.6281.7780.706 44639.05335.40.026*3.7217.7780.003* 52702.43384.80.001*2.3268.8890.001* 62892.93186.50.0711.6283.5560.023* 73526.24242.00.002*4.41910.6670.012* 8843.2832.10.559 注:*表示差异显著,P值取0.05.5摇结论1)提出了装甲车辆信息系统人机工效试验平台的系统方案,设计了试验座舱及控制台㊁操作模拟装置和综合测试装置,开发了主控软件㊁信息终端软件和射击模拟软件,能够实现装甲车辆乘员信息处理和射击模拟的作业模拟㊁绩效测试㊁参数设置和数据管理功能㊂4451。

某型坦克火力系统技术状况综合检测系统设计与实现

连续的动态的变量，需要对指标参数进行连续的采样、记
录，并且可以进行并行测试。
０引
言
标。复进时间和复进速度是反映反后坐装置的综合指标，通过对该指标的测试可以反映出反后坐装置的磨损情况、复进杆和驻退杆的弯曲情况、液量和气压是否标准等。对开闩速度、筒速度、抽复进时间、进速度这几个指复标的测试，统的静态测试方法已不再适用，传因为这些指
维护保养和临战技术状况检查提供了有力的技术途径。
关键词：火力系统；虚拟仪器；综合测试
中图分类号：ＴＪ６２文献标识码：Ａ
Ｄｅｉｎａｃｕａｉａｉｎｏｅｔｉａｋｆｒｐｗｅｅｈｎｃｌｓｇｎｄａｔｌｚｔｏｆｃｒａｎｔｎｉｅｏｒｔｃｉａ
电
子
测
量
技
术
第３卷第１２０期
２００９年１Ｏ月
ＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ
某型坦克火力系统技术状况综合检测系统设计与实现
赵富全徐振辉贾永前吴晓波
（．甲兵工程学院兵器工程系北京１装１０７；．２厂军事代表室南京００２２５８２００１０６）
随着我军装甲装备的发展，装备结构日趋复杂，信息化程度越来越高，长期以来沿袭旧型号装备以摩托小时消
耗为基础的装备技术状况评定标准，已不再符合新装备的特征，得新装备技术状况评定工作的难度越来越大，使严

两栖装甲装备故障诊断智能检测系统设计

１引言
两栖装甲装备是我海军陆战部队的机械化主战装备，是未来信息化作战的基础平台。目前，两栖装甲装备的管
３系统组成
系统主要由数据采集检测系统、数据处理存储系统、３信息记录与故障诊断系统三个部分组成（图１所如
而且每一路都可以单独设置量程。由于变送电路输出信号
的范围决定了本系统采集卡各通道的量程，它们分别为：蓄
电池电压、压、压、电机电压、流为Ｏ５水温点、电油发电～Ｖ；
３２系统软件设计．
本系统使用ＰＭ－３０２作为一种３的核心处理Ｃ３５Ｚ２位模块，采用目前比较成熟的硬件管理驱动方案ＷｉＣｎＥ作为底层操作系统软件，使用ＥＶＣ编译定制的嵌入式软件来编写任务管理流程，用ＭＣＥ嵌入版组态软件来完成底选ＧＳ层数据采集存储任务，利用ＭＣＧＳ通用版组态软件来完成分析和显示功能ｌ１。上述软件具有简单灵活的可视化操作界面，实时性强，具有良好的并行处理能力、泛的数据广获取能力和强大的数据处理能力，良好的可靠性、有可维护性和可扩充性。具体可划分为驱动软件层和应用软件层两
存储驱动ｅ ≥ 据转储ｌ１＝数
塑譬 … … 一ｊ巡竺堡型ｊ塑一塑墨堕一ｊ
图ｉ检测系统模块框图
数据采集检测系统主要用于采集相关数据，故障诊供断和信息记录系统使用。根据装备的具体工作情况，过通

两栖装甲装备智能故障诊断系统硬件设计

系统硬件部分基本组成如图ｌ示。所
变送电路
２芯片选型
微处理芯片目前已有几十个系列，几百个品种，高性能的６４位机也已经面世。选择一种性能优良、性价比高、能胜任本项目
要求的微处理芯片，是本项目成败的关键。
（）采集卡选型１采集卡为研华的ＰＭ一７８该卡为量程可选的１Ｃ３１Ｈ，６路模拟量采集板卡，同时带可编程的８路数字输入输出ＩＯ口，以／可
内，在下壳体和壳体上盖之间压装密封条，达到了密封和防水的
图３脉冲信号采样电路（）开关量信号采样电路３
效果；采用全封闭铝合金外壳还可以使设备工作在全屏蔽的环境下，提高了其抗电磁干扰能力；金属壳体的上盖设计由金属凸
电机电压、蓄电池电压、扩大机输出、炮耳轴倾斜角、温、温、水油油压、电压、电流）脉冲信号（，水平角速度、转速、闭锁器）开关，
量信号（位浮标）１水等３路信号。通过变送板电路将原始信号转换成处理器和采集卡能接收和处理的标准信号（拟信号相模应量程为一５Ｖ～＋Ｖ，５数字信号高低电平分别为５Ｖ和０Ｖ）。
维护保养和故障分析判断，然采用传统的履历本和现场咨询仍
的方式来获取相关数据，备在使用中的大部分数据，以实装难
时、准确获取，随意性较大，难为管理、用、很使维护保养和故障

装甲车辆电传动系统仿真平台设计

收稿日期622作者简介黄站敏(2　),女,河南人,硕士研究生,主要从事电子与电力传动方面的研究。

文章编号:1002206402(2006)增刊20068203装甲车辆电传动系统仿真平台设计黄站敏,马晓军,李　华(装甲兵工程学院,北京　100072) 摘　要:为了更方便地评估和优化装甲车辆电传动系统的性能,基于M A TLAB 下的S i m uli nk 和G U I DE 建立了装甲车辆电传动系统仿真平台。

该仿真平台由用户操作界面与底层仿真模型组成,用户可方便地在界面上设置底层仿真模型的参数,并对装甲车辆电传动系统总体性能和其子系统仿真模型进行仿真、输出仿真结果。

经仿真证明,该仿真平台能够方便地进行装甲车辆电传动系统仿真,其仿真结果可为装甲车辆电传动系统的性能评估提供依据。

关键词:电传动,仿真,跨空间变量的传递中图分类号:TJ811 文献标识号:AD esign of Si m u la t i on P la tform of Arm or edVeh icle Electr ic D r ive SystemHU AN G Zhan 2m in,MA X iao 2jun,L I H ua(A ca de my o f A rm ored F orce E ngineering ,B eij ing 100072,C hina ) Abstra ct:In orde r to conven ient ly app raise and op ti m ize the pe rfo r m ance of the elect ric dr ive syste m of a r m o red vehic le,the si m ulat i on p la tfor m of the a r m ored vehicle elec tr ic drive syste m ba sed on MA TLABS i m u link and G U I D E is estab lished in t his pap er .Th is si m ulat ion platfo r m is com po sed by the use r opera 2t i on int erface and si m ulat ion m odel s ,so the user m ay conven ien tly set the p ara m ete rs of si m u lat ion m ode lson the inte rface,si m ulate overall p erfo r m ance of t he e lect ric drive syste m and it s subsystem si m u la t i on m ode ls of t he ar m o red veh icle ,and outp ut si m u la tion re su lt s .It p roves tha t th is si m u la t i on p latfo r m can convenient ly si m ulate the e lect ric drive system of the ar m ored vehic le .A nd it s si m u lat ion result s m ay p ro 2vide t he ba sis fo r pe rfo r m ance app raisal of the e lect ric drive syste m of the a r m ored veh icle .Key words:elect ric drive,si m u la tion,the t rans m issi on of variab les betw een diffe rent w o rkspace引　言装甲车辆电传动技术不但涉及先进的控制技术、电机技术和电力电子技术,还是一个非常复杂的系统工程,很多技术问题还处于摸索阶段,具有一定的技术风险。

基于组态软件的装甲装备发电系统综合检测平台

ｉｐｒｖｅｍｏｄ．
Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：ｏｉｒｔｏｎｓｔｒｉｃｎｆｇｕａｉｏｆｗａｅ，ｎｄｕｔｉｌｃｍｐｕｅｆｅｓｒａｏｔｒ，ｒｑｕｅｙｃｎｖｒｉｎｓｅｏｒｌｆｚＤｎｃｏｅｓｏｐｅｄｃｎｔｏ，ｕｚｙＰＩ
基于组态软件的装甲装备发电系统综合检测平台
张强，加林，侯闫银发
泰安２１１）７０８（山东农业大学机械与电子工程学院，东山
摘
要：对装甲装备发电系统的检测要求，用组态软件作戈平台，计了一种新型的发电系统综合检测平台。介绍了针利设
ＰｏｒＧｅｒｔｒｂｓｄｏｎｆｇｒｔ０ｏｔｒｗｅｎｅａｏａｅｎＣ０ｉｕａｉｎＳｆｗａｅ
ＺＨＡＮＧａｇ，ＱｉｎＨＯＵｉ—ｉＹＡＮｎｆＪａｌｎ，Ｙｉ —ａ
（ｌｅｆｃａｉａｎｅｔｏｉｇｎｅｉｇ，ＳａｄｎＡｇｉｕｔｒｌＵｎｖｒｉＴａａ７０８，ｈｎＣｏｌｇｅｏＭｅｈｎｃｌａｄＥｌｃｒｎｃＥｎｉｅｒｎｈｎｏｇｒｃｌｕａｉｅｓｔｙ，ｉｎ２１１Ｃｉａ）
关键词：态软件，控计算机，频调速，糊ＰＤ控制器组工变模Ｉ中图分类号：Ｐ７．Ｔ２４２文献标识码：Ａ
ＩｅｒｔｄＤｅｅｔｏａｆｒｆＡｒｏｅｎｔｇａｅｔｃｉｎＰｌｔｏｍｏｍｒｄＥｑｕｐｍｅｔｉｎ

自动装弹机测试性验证平台需求与方案设计

第４１卷　第８期兵器装备工程学报２０２０年８月收稿日期：２０１９－０９－１６；修回日期：２０１９－１０－１６作者简介：罗建华（１９６７—），男，教授，博士生导师，主要从事装备系统工程研究，Ｅｍａｉｌ：ｊｈ．ｌｕｏ＠ｖｉｐ．ｓｉｎａ．ｃｏｍ。

通讯作者：王庆树（１９８４—），男，硕士研究生，主要从事武器系统工程研究，Ｅｍａｉｌ：ｓｈｕｑｉｎｇ６５４３２１＠１６３．ｃｏｍ。

【装备理论与装备技术】ｄｏｉ：１０．１１８０９／ｂｑｚｂｇｃｘｂ２０２０．０８．０１４自动装弹机测试性验证平台需求与方案设计罗建华，王庆树，李　华（陆军装甲兵学院，北京　１０００７２）摘要：针对装甲装备使用过程中设备复杂、运行环境恶劣、故障检测与隔离困难、维修保障难度较大等问题，结合测试性验证要求对自动装弹机测试性验证平台的需求进行了分析，在兼顾经济与安全的前提下设计了一种基于物理的软件混合模式故障注入方法，构建了自动装弹机测试性验证平台，为改进和提高自动装弹机的测试性水平提供了技术参考。

关键词：自动装弹机；测试性；测试性验证；程控盒；故障注入本文引用格式：罗建华，王庆树，李华．自动装弹机测试性验证平台需求与方案设计［Ｊ］．兵器装备工程学报，２０２０，４１（０８）：６８－７１．Ｃｉｔａｔｉｏｎｆｏｒｍａｔ：ＬＵＯＪｉａｎｈｕａ，ＷＡＮＧＱｉｎｇｓｈｕ，ＬＩＨｕａ．ＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄＳｃｈｅｍｅＤｅｓｉｇｎｏｆＴｅｓｔａｂｉｌｉｔｙＶｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＰｌａｔｆｏｒｍｆｏｒＡｕｔｏｍａｔｉｃＬｏａｄｉｎｇＭａｃｈｉｎｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｒｄｎａｎｃｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，４１（０８）：６８－７１．中图分类号：ＴＪ０６文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３０４（２０２０）０８－００６８－０４ＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄＳｃｈｅｍｅＤｅｓｉｇｎｏｆＴｅｓｔａｂｉｌｉｔｙＶｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＰｌａｔｆｏｒｍｆｏｒＡｕｔｏｍａｔｉｃＬｏａｄｉｎｇＭａｃｈｉｎｅＬＵＯＪｉａｎｈｕａ，ＷＡＮＧＱｉｎｇｓｈｕ，ＬＩＨｕａ（ＡｒｍｙＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｒｍｏｒｅｄＦｏｒｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｂａｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｆａｕｌｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｉｓｏｌａｔｉｏｎ，ａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｒｍｏｒｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｕｓｅ，ｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒａｕｔｏｌｏａｄｅｒｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄａｐｈｙｓｉｃａｌｂａｓｅｄｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｏｎｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｏｆｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｂｏｔｈｅｃｏｎｏｍｙａｎｄｓｅｃｕｒｉｔｙ．Ａｔｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒａｕｔｏｌｏａｄｅｒｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｉｘｅｄｍｏｄｅｆａｕｌｔｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇａｎｄｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｔｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌｏｆａｕｔｏｌｏａｄｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｌｏａｄｅｒ；ｔｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｔｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｃｏｎｔｒｏｌｂｏｘ；ｄｅｆａｕｌｔｉｎｊｅｃｔｉｏｎ测试性是指能及时、可靠地确定产品的状态（可工作、不可工作、性能下降）并对其内部故障进行隔离的能力［１］，是在产品设计时即被赋予的一种固有属性。

装甲装备交互式电子技术手册系统研究

摘要：为提高装甲装备保障的信息化和智能化水平，中国兵器工业新技术推广研究所研究开发了
一
系列装甲装备交互式电子技术手册（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｅｃｈｎｉｃａｌｍａｎｕａｌ，简称ＩＥＴＭ）软硬件产品，
随着我军装甲装备向高精度、自动化和信息化
ｍｉｎｄａｂｏｕｔａｒｍｏｒｅｄｍｉｌｉｔａｒｙｈａｒｄｗａｒｅＩＥＴＭ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｉｍｐｒｏｖｅｉｔｓｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｌｅｖｅ１．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｒｍｏｒｅｄｖｅｈｉｃｌｅｓ，ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｅｃｈｎｉｃａｌｍａｎｕａｌ（ＩＥＴＭ），ｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｐｒｏｄｕｃｔ
ＡｒｍｙＴｒｏｏｐ６６１８４，Ｙｉｘｉａｎ０７４２００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｌｅｖｅｌｏｆａｓｓｕｒａｎｃｅｆｏｒａｒｍｏｒｅｄｖｅｈｉｃｌｅｓ．ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏ— ｇＹＧｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣＮＧＣｈａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｓｅｒｉｅｓｏｆＩＥＴＭｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｐｒｏｄｕｃｔ．Ｔｈｅｓｅｐｒｏｄｕｃｔｓａｒｅｉｍ— ｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｒａｉｓｉｎｇａｓｓｕｒａｎｃｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｒｅｄｕｃｉｎｇａｌｌｌｉｆｅａｓｓｕｒａｎｃｅｃｏｓｔｓａｎｄｐｒｏｍｏｔｉｎｇｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｓｕｐｐｏｒｔｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．ＢａｓｅｏｎｔｈｅｒｉｃｈｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｏｎＩＥＴＭ，ｔｈｅｐａｐｅｒｍａｉｎｌｙｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔＩＥＴＭｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ａｓｓｅｍｌｉｎｇｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｉｄｅａｓ．Ｉｔｗａｓｈｏｐｅｄｔｈａｔｔｈｅｖｉｅｗｐｏｉｎｔｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｙｈｅｌｐｒｅａｄｅｒｓｒｅｃｅｉｖｅｍｏｒｅｃｒｅａｔｉｖｅ

一种小型运动平台的设计与建模

表 1 技术要求
最高车速最大爬坡度最大重量适用地形 /h 约 10° 约 100kg（含自重）普通硬化路面
2 平台的建模平台的三维模型选择在 Solid Works 中建立 [2]。模型建立好后，如图 1、图 2 所示。其中，1 为万向轮，2 为主动轮， 3 为车体， 4 为把手， 5 为电机， 6 为电源， 7 为控制器。
摘要：本文展开了关于液压传动机构位姿检测方法的探究，首先进行了基本的理论建模，其次从传感器、数据采集两个角度进行检测系统的具体设计，最后在此基础上对所设计的液压传动机构位姿检测系统进行仿真探索。关键词：液压传动机构位姿检测轨迹跟踪
液压传动具有无极调速的功能，且具有较强的动力输出，在诸多领域获得了一定应用与发展。但是，随着时代的发展，传动精度的要求越来越高，液压控制系统逐渐成为液压技术研究范围内的重点内容。大部分学者在研究中希望能够更加准确且迅速地获取检测信号，创新控制系统的前端技术 [1]。究其原因在于，数据信号不准确或者无法顺利检测到信号，便不能够有效控制液压传动机构。本文在探究液压传动机构的位移检测方法时，主要以液压挖掘机的自主挖掘为例，通过液压传动机构位姿检测方法进行最直接、最准确的位姿检测，以明确各个关节铰的角位移。为此，本文将液压传动机构位姿检测工作的精度性、成本性、可靠性等因素进行融合，从动力学角度和几何装置模型角度入手，重新设计和测试检测系统，以实现有效的挖掘机铲斗轨迹有效跟踪。 1 液压传动机构位姿检测理论建模设计液压传动机构位姿检测系统前，需要建立基本的理论模型，这就必须要明确挖掘机工作装置具体情况。整个挖掘机工作装置包括 3 个位移传感器，分别位于挖掘机的铲斗油缸处、斗杆油缸处和动臂油缸处 [2]。在此基础上，需要建立挖掘机工作装置动臂、斗杆关节几何模型简图，以便进一步进行关节转角的计算。根据挖掘机工作装置和动臂、斗杆关节几何模型，对液压传动机构位姿检测系统进行基本理论建模。第一，动臂关节转角转换。动臂关节转角为 q1，从图 2 的相关信息可以发现， ∠ ACB= ∠ BCF+ ∠ ACO´1+q1，同时得出： 2 2 2 l AC + lBC − l AB （1） cos ∠ACB = 2 × l AC × lBC 因而 q1 的计算如下： l2 + l2 − l2 = q1 arccos AC BC AB − ∠ACO1' − ∠BCF 2 × l AC × lBC （2）第三，铲斗关节转角转换。该关节转角的转换比较复杂，首先需要明确铲斗油缸关节模型（如图 3 所示）。在其运行过程中会使 KQ 杆发生运动，此时将铲斗关节转角设置为 q3，则具体的计算公式为： q3= ∠ KQV+ ∠ NQF+ ∠ NQH+ ∠ HQK-π （5） 2 液压传动机构位姿检测系统设计进行液压传动机构位姿检测系统设计，必须保证应用线性位移传感器直接测量液压缸行程，且要通过单片机实现数据的采集，亦要利用 Lab 实现数据回放、保存与处理等工作。基于此，整个检测系统设计需要选择和模拟传感器，亦需要设计数据采集与处理系统。 2.1 选择和模拟传感器分别于挖掘机动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸处利用滑块位移传感器安装紧固装置，且保证传感器位于液压缸壳的固体装置中。同时，于液压缸光杆中安置拉杆，保证传感器拉杆与液压缸光杆处于同步位移状态 [3]。进行滑块位移传感器安装时，需要将线位移数据转换，并保证整个液压传动机构位姿检测系统的模拟电压为 1 ～ 6V。做好实验调试与设计后，将线性位移传感器由单片机可调电压做好替换，待准确输入电压信号后进行调试与数据编写。 2.2 设计数据采集与处理系统 2.2.1 下位机设计下位机主要负责数据采集和上传。在两级控制情况下，即能够完成数据采集，又能够进行准确的数据上传。这主要依靠下位机中的单片机构成智能化的数据采集系统。一般情况下，在现行位移传感器输出的模拟电压为 0 ～ 6V 时，利用 4 路 8 位逐次逼近 AD 转换器，将能够实现对模数的模拟电压转换。 4 路中有 3 路能够分别采集 3 个液压缸中的数据，第 4 路则能够负责测量液压传动机构转角。事实上，下位机中的单片机 PCF8591AD 可以将采集到的数据进行串行输入或者输出，但该单片机并不存在预留的 I2C 结构。因而，需要编写 I2C 协议后，方能完成单片机通信和数据信息的上传 [4]。 2.2.2 上位机设计上位机主要负责数据处理、保存与回访。它主要利用 LabVIEW 以及单片机联合开发平台实现上述功能，且能够实时显示挖掘机工作装置各个关节转角数据形成 8 位二进制数据，而后根据串行口准确输入到上位机。在此基础上，上位机可以对该数据进行二进制向十进制的转换，比便于计算液压缸行程。由于本液压传动机构位姿检测系统中的模拟电压为 0 ～ 6V，且 PCF8591AD 能够输出二进制数据，因而实际测出的挖掘机液压缸行程应该在 0 ～ 1250mm。

坦克炮控系统综合检测平台设计

收稿日期:2019-12-16;修回日期:202-06-20基金项目:北京市教育委员会科技计划一般项目(KM 201810017007);国家自然科学基金项目(31101088);北京高等学校高水平人才交叉培养实培计划项目㊂作者简介:周建军(1977 ),男,博士,副教授,主要从事检测技术与自动化装置研究,E -m a i l :z h o u j i a n j u n @b i pt .e d u .c n ;李英顺(1971 ),女发,博士,教授,硕士生导师,主要从事故障诊断专家系统与健康管理方面的研究,通信联系人,l i y i n g s h u n @b i pt .e d u .c n ㊂第28卷第4期2020年12月北京石油化工学院学报J o u r n a l o f B e i j i n g I n s t i t u t e o f P e t r o c h e m i c a l T e c h n o l o g yV o l .28 N o .4D e c .2020文章编号:1008-2565(2020)04-0043-06坦克炮控系统综合检测平台设计周建军,周文彬,盛沙,李英顺*,耿思媛,马景兰(北京石油化工学院信息工程学院,北京102617)摘要:坦克炮控系统的快速故障定位与高效检修是我国陆军军械装备未来研究发展的重点方向㊂研制了一种由检测电缆㊁信号调理板㊁P C I 数据采集卡㊁工控机和综合检测软件等几部分组成的坦克炮控系统综合检测平台㊂综合检测软件操作开关量输出卡和信号调理板,控制被测部件的相应接触器或继电器开关动作,模拟被测试工况完成部件功能测试㊂详细分析设计了信号调理电路板与综合检测平台整体结构㊂采用故障树分析方法对炮控箱故障进行总体分析㊁梳理,并建立了炮控箱故障树㊂该综合检测平台可完成对5种型号坦克中的炮控箱㊁电机放大机控制盒和陀螺仪组等部件的综合检测和故障诊断㊂关键词:信号调理;综合检测;故障诊断;炮控系统中图分类号:T J 811文献标志码:AD O I :10.19770/j.c n k i .i s s n .1008-2565.2020.04.0008开放科学(资源服务)标识码:D e s i g n o f C o m pr e h e n s i v e D e t e c t i o n P l a t f o r m f o r T a n k G u n C o n t r o l S ys t e m Z HO U J i a n j u n ,Z HO U W e n b i n ,S H E N G S h a ,L I Y i n g s h u n *,G E N G S i y u a n ,M a J i n gl a n (C o l l e g e o f I n f o r m a t i o n E n g i n e e r i n g ,B e i j i n g I n s t i t u t e o f P e t r o c h e m i c a l T e c h n o l o g y ,B e i j i n g 102617,C h i n a )A b s t r a c t :I t i s t h e k e y d i r e c t i o n i n w h i c h f a u l t l o c a t i o n r a p i d l y a n d m a i n t e n a n c e e f f i c i e n t l y of t a n kg u n c o n t r o l s y s t e m f o r th e f u t u r e o r d n a n c e e q ui p m e n t r e s e a r c h o f C h i n a s A r m y .A c o m pr e h e n -s i v e d e t e c t i o n p l a t f o r m f o r t a n k g u n c o n t r o l s y s t e m w a s d e v e l o p e d i n t h i s p a pe r .T h i s p l a tf o r m i s m a i n l y c o m p o s e d o f d e t e c t i o n c a b l e ,s ig n a l c o n d i t i o n i n g b o a r d ,P C I d a t a a c qu i s i t i o n c a r d ,i n d u s -t r i a l c o m p u t e r a n d c o m p r e h e n s i v e d e t e c t i o n s o f t w a r e .F u r t h e r m o r e ,t h e c o m pr e h e n s i v e d e t e c t i o n s o f t w a r e c a n o p e n o r c l o s e t h e c o r r e s p o n d i n g r e l a y s w i t c h o f t h e t e s t e d c o m p o n e n t b y o p e r a t i n gt h e s w i t c h o u t p u t c a r d a n d t h e s i g n a l c o n d i t i o n i n g b o a r d ,a n d c o m p l e t i n g th e f u n c t i o n a l t e s t o f t h e c o m p o n e n t u n d e r t h e s i m u l a t e d t e s t c o n d i t i o n s .T h e c o m pr e h e n s i v e d e t e c t i o n p l a t f o r m f o r t h e g u n c o n t r o l s y s t e m w a s d e s i g n e d b o t h i n o v e r a l l a n d t h e s t r u c t u r e o f t h e s i g n a l c o n d i t i o n i n g ci r -c u i t b o a r d a n d t h e c o m p r e h e n s i v e d e t e c t i o n p l a t f o r m i n d e t a i l e s p e c i a l l y.I n a d d i t i o n ,t h e f a u l t t r e e d i a gn o s i s m e t h o d w a s u s e d t o l o c a t e t h e f a u l t o f t h e g u n c o n t r o l b o x .T h i s p l a t f o r m c a n c o m -p l e t e t h e c o m p r e h e n s i v e d e t e c t i o n a n d f a u l t d i a g n o s i s f o r t h e g u n c o n t r o l b o x ,m o t o r a m pl i f i e r c o n t r o l b o x a n d g y r o s c o p e g r o u p i n t h e f i v e t y pe s of t a n k s .K e y wo r d s :s i g n a l c o n d i t i o n i n g ;c o m p r e h e n s i v e d e t e c t i o n ;f a u l t d i a g n o s i s ;t h e g u n c o n t r o l s y s t e m随着军事作战原则的发展和高新技术在军事装备中的广泛应用,装备的技术保障能力在部队的战斗力中占据了越来越重要的地位,已成为保证装备完好㊁运行安全可靠㊁形成作战能力的先决条件[1-3]㊂炮控系统是坦克火力控制主线末端的执行系统,承担着驱动和稳定坦克火炮炮塔的作用,是充分发挥火控系统性能,实现先敌开火㊁首发命中的重要保证㊂对于坦克炮控系统而言,其复杂度较高㊁故障排除周期较长[4-5]㊂一些坦克修理厂修理任务繁重,而炮控系统检测平台可快速完成检修工作㊁提高检修效率㊂为此,研制具有采集精度高㊁故障定位准确和体积小等优点的坦克炮控系统综合检测平台是十分必要的㊂国内一些科研单位对坦克炮控系统检测设备方面进行了研究㊂朱斌等[6]研制了某型坦克炮控系统综合检测仪,能够实现对某型坦克炮控系统各部件与中修相应的性能工况检查,包括陀螺仪组㊁配电盒㊁操纵台和角度限制器等8个电气部件㊂张成名等[7]设计了一种基于P C104总线的便携式武器装备电子系统综合检测仪,满足了武器装备基层级可更换单元的检测诊断,该检测仪具有通用性,可以完成武器装备电子系统的现场测试㊂1个综合检测平台只检测1个型号坦克的几个部件,存在占用空间大㊁资源利用率不高等问题,所以笔者设计了一款可以检测5个型号坦克的炮控系统综合检测平台㊂故障树分析法是一种知识组织方式,其打破了传统诊断方法的产生式规则,避免了故障分析数据快速膨胀,可以将系统复杂度大大降低,其优越性还在于逻辑推理严谨且数学计算严密,既可以分析系统故障性质类型,又可以分析顶事件受底事件的影响程度[8]㊂彭华亮等[9]利用故障树分析方法设计了一种发射车电气系统故障诊断系统,并验证了其系统的通用性和有效性㊂李贵虎等[10]提出并建立了机械击发机构的故障树,对可能击发机构故障起因进行故障分析,并应用于某火炮炮弹留膛故障,解决了传统诊断方法不能彻底排除全部故障的问题㊂因此,笔者采用故障树诊断方法与采集的设备状态数据相结合的方法实现炮控系统的故障诊断㊂1综合检测平台总体设计坦克炮控系统综合检测平台主要由检测电缆㊁信号调理板㊁P C I数据采集卡㊁工控机和综合检测软件等几部分组成㊂该平台可完成5种型号坦克的炮控箱㊁电机放大机控制盒㊁线加速度计和陀螺仪组等部件的故障检测,达到系统级㊁部件级㊁板级3个层次的检测维修,具有通用化㊁模块化㊁信息化的特点㊂每种型号的坦克部件由一块信号调理电路板完成检测,这样5种型号坦克部件检测时相互独立㊁互不影响㊂综合检测软件检测部件某一项功能时,通过软件控制开关量输出卡和信号调理板控制被测部件相应接触器或继电器开关,模拟被测试工况完成部件功能测试㊂软件记录P C I采集卡采集的检测部件被测信号的数据,并计算其与正常参考值的偏差,使用数据库存储采集的数据和检测结果㊂该检测平台工作原理如图所示㊂图1坦克炮控系统检测平台工作原理F i g.1 W o r k i n g p r i n c i p l e o f d e t e c t i o n p l a t f o r m f o r t a n kg u n c o n t r o l s y s t e m炮控系统被检测信号可由3种信号组合完成各项检测内容㊂这3种信号分别为模拟输入信号,信号调理到-10~10V范围内;采集卡模拟输出信号,范围为-10~10V,通过信号调理板可以调理到-10~135V;开关量控制信号,可以通过控制继电器实现不同的功能,比如直接连接2个信号㊁信号供电或信号接地等㊂数据采集卡选择:综合检测平台选用2块P C I-1713完成信号采集㊂P C I-1713是一款适用于P C I 总线的隔离高速模拟量输入卡㊂其提供了32个模拟量输入通道㊂通道的采样速率高达100k S/s,分辨率为12b i t且提供2500V D C的隔离保护㊂检测平台模拟量输出卡选择研华P C I-1724U 板卡,是一种适用于P C I总线带隔离的24通道模拟量输出卡㊂P C I-1724U的每个模拟量输出通道都配有1个14b i t的双缓存D A C㊂检测平台开关量输出卡选择研华P C I-1751板卡,P C I-1751是一款适用于P C I总线的48b i t数字量I/O卡㊂其可提供48b i t并行数字输入/输出通道以及3个计时器㊂综合检测平台控制信号由P C I-1724U和P C I-1751板卡经过信号转接板接入信号调理板,再给到被测部件㊂检测信号通过信号调理板,经过信号转接板接入P C I-1713,综合检测软件实现被测信号44北京石油化工学院学报2020年第28卷采集㊂2信号调理板设计信号调理板的主要功能是调理被测部件的信号(一般是电压信号),是整个平台设计的重要内容㊂测试过程中输入输出信号繁多,为适应多车型检测需求,采用模块化设计思想㊂部件被测信号范围很宽,直流信号最大可达135V,需要调理到数据采集卡的量程内㊂被检测部件通过电缆连接检测平台相应的航空插头,检测电缆将部件输出信号首先发送给信号调理板,信号调理板通过信号调理模块将信号调理到P C I数据采集卡允许的信号范围内后,工控机操作数据采集卡完成数据采集,其结构图如图2所示㊂工控机实时显示被测部件的功能情况,发送控制与激励信号,并实现数据汇总㊁显示和存储㊂信号调理板设计及信号流向图如图2所示㊂图2信号调理板硬件设计及信号流向图F i g.2 H a r d w a r e d e s i g n f o r s i g n a l c o n d i t i o n i n g b o a r d a n ds i g n a l f l o w d i a g r a m2.1开关量控制电路为了测试被测部件的工作性能,需要切换被测部件内部不同的继电器或接触器开关,使部件工作于不同工况㊂开关量控制电路控制继电器实现部件内不同工况的切换㊂如其中部分开关电路如图3所示,P C04是数字量输出卡P C I-1751的1个引脚㊂当P C04输出高电平时,固体继电器G25工作,被测部件X2_16接口接入+26V电压㊂2.2电压预处理电路被测部件输出信号大于10V时,采用分压电阻进行分压,通过计算选择合适阻值的分压电阻,将部件输出的电压信号调理到数据采集卡接受的范围内㊂炮控箱的1个信号处理电路如图4所示㊂X S 的G2_1㊁G4_20信号电压为15V左右㊂选用2个62kΩ和30kΩ分压电阻进行分压,分得的电压应为5V左右,在数据采集卡接受范围之内,再由数据采集卡将该信号引至模拟量输入卡P C I-1713的A I11㊁A I12管脚进行测量㊂图3开关量控制电路F i g.3 C o n t r o l c i r c u i t f o r s w i t c h i n g v a l u e图4分压电路F i g.4 V o l t a g e d i v i d e r c i r c u i t2.3交流预处理电路交流信号处理电路原理图如图5所示,选用S P T204A电流型电压互感器进行交流电压采集,此型号电压互感器精度高㊁无漂移㊁可有效进行电磁隔离,可以将三路交流信号调理到采集卡可接受的范围㊂图5交流预处理电路F i g.5 A C p r e p r o c e s s i n g c i r c u i t2.4信号放大电路炮控系统中有一些微小的信号需要进行放大后才能由数据采集卡进行采集㊂因此,选用L M358双运算放大器,其内部含有2个独立的㊁高增益㊁内部频率补偿的双运算放大器,可适合于宽电源电压范围的单电源工作模式使用及双电源工作模式㊂信号放大电路如图6所示,放大器接正负15V电源并附加电容C1㊁C2,信号输入端接2个二极管及1个电容起保护和滤波作用,电阻R50㊁R54和运算放大54第4期周建军等.坦克炮控系统综合检测平台设计器构成一路正相比例运算放大器,电阻R 53㊁R 55和运算放大器构成另一路放大电路㊂同相比例放大倍数为:A u r 1=1+R 54R 50; A u r 2=1+R 55R 53输出信号接入P C I -1713的通道实现电压采集㊂图6 信号放大电路F i g .6 S i g n a l a m pl i f i e r c i r c u i t1个型号坦克部件检测的信号调理板的印刷线路板实物图如图7所示㊂信号调理板尺寸为30c m ˑ140c m ㊂该型号坦克的信号调理板制作加工实物图如图8所示㊂图7 信号调理板版图F i g .7 S i g n a l c o n d i t i o n i n g b o a r d l a yo ut 图8 信号调理板实物图F i g .8 P h y s i c a l m a p f o r s i g n a l c o n d i t i o n i n g bo a r d 3 综合检测软件设计3.1 故障树故障诊断方法应用炮控装置综合控制箱(炮控箱)是炮控系统的综合控制部件,是炮控系统的心脏,几乎与炮控系统的各个部件都有关系,其可靠性直接关系到坦克武器性能㊂因此,选择硬件系统中的炮控箱进行主要的研究和分析,并对其建立故障树㊂步骤1:确定顶事件㊂建立炮控箱故障树是为了对炮控箱进行有效的故障诊断,不论系统何处发生故障均可认为是炮控箱发生故障,故顶事件选取为炮控箱故障,对应事件代码为T ,如表1所示㊂表1 故障事件编码T a b l e 1 F a u l t e v e n t c o d i n g事件代码事件名称T 炮控箱故障M 1电源信号故障M 2水平信号故障M 3垂直信号故障M 4系统开关信号异常M 5火控计算机信号异常x 1直流供电异常x 2交流供电异常x 3正负15V 电源异常x 4正负18V 电源异常x 5135V 电源异常x 6水平瞄准控制信号始端异常x 7水平瞄准控制信号末端异常x 8陀螺仪组水平角度/速度信号异常x 9水平放大输出异常x 10垂直瞄准控制信号始端异常x 11垂直瞄准控制信号末端异常x 12陀螺仪组垂直角度/速度信号异常64北京石油化工学院学报2020年第28卷续表1事件代码事件名称x13垂直放大输出异常x14垂直功率输出异常x15炮塔固定机触点开关前端信号异常x16炮塔固定机触点开关后端信号异常x17驾驶窗安全信号异常x18装表工况控制信号异常x19高低机第一位信号异常x20高低机第二位信号异常x21稳像水平控制信号异常x22稳像垂直控制信号异常步骤2:确定中间事件㊂对应表1中的事件代码M1~M5㊂步骤2:确定底事件㊂对应表1中事件代码x1 ~x22㊂所建立的故障树如图9所示㊂图9炮控箱故障树F i g.9 F a u l t t r e e f o r g u n c o n t r o l b o x故障树定性分析的目的在于寻找导致顶事件发生的全部可能原因及其组合,识别导致顶事件发生的故障模式和分析系统潜在的故障[10]㊂故障树中可以引起顶层事件发生的底事件合集称为1个割集,最小割集是那些属于去掉其中任何1个底事件就不再成为割集的底事件集合,仅当最小割集所包含的底事件同时存在时,顶事件才发生㊂使用上行法进行计算,计算过程如下:M5=x21+x22(1) M4=x15+x16+x17+x18+x19+x20(2)M3=x10+x11+x12+x13+x14(3)M2=x6+x7+x8+x9(4)M1=x1+x2+x3+x4+x5(5)T=M1+M2+M3+M4+M5(6)故得:T=x1+x2+x3+x4+ +x22(7)所以炮控箱故障的最小割集为:{x1},{x2},{x3},{x4},{x5}, ,{x22}由以上分析可得炮控箱故障树的22个最小割集,表示炮控箱发生故障的22种模式,由于最小割集均为1个基本事件组成的一阶割集,因此每一基本事件的发生都会导致顶事件的发生㊂3.2检测软件设计利用v i s u a l C#.n e t语言和S Q L S e r v e r数据库编写综合检测软件,软件应用程序安装于工控机上[11]㊂软件在设计过程中采用模块化㊁层次化的设计方法,综合检测软件主要包括部件检测模块㊁数据查询模块㊁故障分析模块和系统维护模块㊂部件检测模块完成被测试部件的功能检测,并完成一键检测㊂数据查询模块进行测试数据的按日期查询和数据统计功能㊂故障分析模块根据检测数据分析故障可能发生的位置㊂系统维护模块实现用户和密码管理功能㊂软件的工作流程图如图10所示㊂综合检测软件炮控箱性能检测界面如图11所示,用户可以从下拉列表框中选择检测项完成单项检测,测试值显示在表格中,也可以以曲线形式显示,通过不同的给定条件观察测试项的输出信号变化㊂点击全部自动测试按钮,软件自动完成每个测试项自动检测功能㊂图10综合检测软件工作流程图F i g.10 C o m p r e h e n s i v e d e t e c t i o n s o f t w a r e w o r k f l o w图11综合检测软件界面F i g.11 C o m p r e h e n s i v e i n s p e c t i o n s o f t w a r e i n t e r f a c e74第4期周建军等.坦克炮控系统综合检测平台设计4综合检测平台结构检测平台主要包括工控机I P C-610L㊁计算机接口板㊁信号调理板㊁检测电缆㊁A C400H Z电源箱㊁D C电源箱㊁设备操作面板㊁显示屏(22吋触摸式彩色屏)和武器部件接口板㊂计算机接口板实现A O㊁D O板卡输出信号的一对多转换,这样每一块信号调理板都可以引入A O和D O信号㊂电源箱可以提供4种电压:24V D C25A㊁ʃ15V D C5A㊁ʃ18V D C3A㊁5V D C500m A㊂炮控系统综合检测平台的内部视图如图12所示㊂综合检测平台可对5种车型的主要部件进行检测㊂1个信号调理板检测1个车型的部件,计算机接口板用于连接信号调理板和数据采集卡㊂检测部件时通过检测电缆连接被测部件,根据手册操作说明完成各部件的功能检测㊂图12炮控系统综合检测平台的内部视图F i g.12 I n t e r n a l v i e w o f t h e i n t e g r a t e d d e t e c t i o n p l a t f o r mf o r t h eg u n c o n t r o l s y s t e m5结论针对某型坦克炮控系统,利用工控机作为主控单元,集成5块P C I数据采集卡,实现了对炮控系统的部件检测㊂基于故障树智能诊断方法实现了炮控箱故障定位㊂此设备经有关单位使用,检测准确率高㊁软件界面友好㊁方便操作使用,较好地解决了有关型号坦克快速检修的问题㊂参考文献[1]窦亚力,王惠源,张鹏军,等.火炮炮控故障综合检测系统总体设计[J].火力与指挥控制,2011,36(2): 184-187.[2]张金忠,苏忠亭,赵富全,等.坦克火炮反后坐装置在线检测方法研究[J].火炮发射与控制学报,2010(2): 90-93.[3]张振山,赵俊严,赵富全.坦克自动装弹机故障诊断技术[J].火炮发射与控制学报,2006(S1):50-52,57.[4]周启煌,单东升,张豫南.坦克火控系统的控制主线及炮控系统[J].装甲兵工程学院学报,1995(2):13-20.[5]马晓军,袁东,臧克茂,等.数字全电式坦克炮控系统研究现状与发展[J].兵工学报,2012,33(1):69-76. [6]朱斌,张雷,邱小波,等.某型坦克炮控检测系统的实现[J].装甲兵工程学院学报,2002,16(3):26-28. [7]张成名,罗坤,刘宁.便携式武器装备电子系统综合检测仪[J].兵工自动化,2012,4:82-85.[8]周薇,刘庆生.嵌入式火控系统软件故障树分析研究[J].现代电子技术,2015,38(8):105-108. [9]彭华亮.基于故障树的故障诊断专家系统软件平台设计[D].南京:南京理工大学,2017.[10]李贵虎,李强,赵君官,等.基于故障树的机械击发故障仿真分析[J].机械设计,2013,30(3):8-11. [11]张毅,李夏青,范圣韬.基于V C和M a t l a b混合编程的牵引供电故障诊断系统[J].北京石油化工学院学报, 2008(3):21-25.84北京石油化工学院学报2020年第28卷。

浅谈应用VB和数据库开发军队装甲装备综合信息管理系统

浅谈应用VB和数据库开发军队装甲装备综合信息管理系统孟凛
【期刊名称】《科技情报开发与经济》
【年(卷),期】2009(019)003
【摘要】根据我军现阶段实际,探讨了应用VB和数据库在开发军队装甲装备综合信息管理系统中的优势所在,阐明了开发军队装甲装备综合信息管理系统的意义,展望了该系统未来的发展方向.
【总页数】3页(P128-130)
【作者】孟凛
【作者单位】太原理工大学计箅机与软件学院,山西太原,030024
【正文语种】中文
【中图分类】E271.3
【相关文献】
1.军队疗养院综合信息管理系统的设计与实现 [J], 李盼盼;秦建明;刘宇奇
2.VB类模块在数据库开发的应用 [J], 孟铂;王孟石;樊新华
3.架构军队资金区域化集中支付综合信息管理系统研究 [J], 谢振凯;王蓉;刘开峰
4.基于数据库开发中的消息队列应用 [J], 张忠磊;赵永升;孙玉娟
5.ADO数据库开发在VB6中的应用 [J], 毕茹;李光明;李茜
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装甲装备指挥控制性能自动测试系统设计

旅（团）及以下指挥控制系统的战术互联网网络结构可［３］描述为如图３～４所示。
关键词：装甲装备；指挥控制系统；自动测试；方案设计
犛犮犺犲犿犲犇犲狊犻犵狀狅犳犃狌狋狅犿犪狋犻犮犜犲狊狋犛狔狊狋犲犿犳狅狉犆狅犿犿犪狀犱牔犆狅狀狋狉狅犾犘犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲狅犳犃狉犿狅狉犲犱犃狉犿犪犿犲狀狋
ＺｈａｎｇＹｏｕｍｉｎｇ１，ＪｉＷｅｎｌｏｎｇ１，ＬｉｕＲｕｉｚｈｉ１，ＮｉｕＪｉａｎｍｉｎ１，ＺｈａｎｇＹｉｗｕ２
装甲装备指挥控制性能自动测试系统设计
张又 பைடு நூலகம்１，季文龙１，刘瑞之１，牛建民１，张义武２
（１．中国人民解放军３２１８４部队，北京１０００７２；２．中国电科２８所，南京２１０００７）
摘要：指挥控制系统是现代军队的神经中枢和战斗力倍增器，已经成为取得战争胜利的关键因素，性能测试和指标考核对摸清系统性能底数和发现及改进问题非常关键；为了提高装甲装备指挥控制性能试验测试的技术水平，分析了旅（团）及以下指挥控制系统和战术互联网的典型体系结构和信息流程，采用数据包丢失量、报文成功率和端到端平均时延等项目作为主要性能评价指标，提出了一种采集各参试节点信息收发情况，统计计算战术互联网相关性能指标，实现指挥控制性能系统级测试的自动测试方案；采用分布式总体架构，设计了自动测试系统的总体方案，完成试验控制中心、数据采集装置以及通信系统的软硬件设计，实际应用证明自动测试系统方案可行，可显著提高试验测试效率。
· １２０ ·
计算机测量与控制．２０１９．２７（１１）犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾

装甲装备发电系统综合检测调试平台设计与开发

第23卷第6期电子测量与仪器学报 Vol. 23 No. 6 · 98 ·JOURNAL OF ELECTRONIC MEASUREMENT AND INSTRUMENT2009年6月本文于2008年12月收到。

*基金项目: 中国(泰安)装甲坦克大队(编号: 2006AA026)资助项目。

更多电子资料请登录赛微电子网装甲装备发电系统综合检测调试平台设计与开发*张强侯加林闫银发(山东农业大学机电学院, 泰安 271018)摘要: 针对传统测试装甲装备发电系统手段通用性差、自动化程度低、控制精度低的现状, 设计并开发了由工控机、组态软件、编码器和数据采集卡组成的发电系统综合检测调试平台来完成自动检测工作, 从根本上解决了人工测试方法所带来的不便, 实现了在一台测试设备上完成对多种车型发电系统的检测; 分析了基于组态软件的神经网络PID 控制器的实现和组成、控制策略和实现算法。

该系统可视化地控制电机的运行并实时显示和保存实验数据, 能完成多种装甲装备发电机系统的检测与调试工作; 实验数据表明: 发电机在不同转速下, 其转速误差均小于±0.1%, 电压、电流误差均小于±0.5%。

关键词: 工控计算机；组态软件；编码器；变频调速；神经网络PID 控制器中图分类号: TP 391.8 文献标识码: A 国家标准学科分类代码: 460.40Design and development of integrated test debugging platform of armoredequipment power generation systemZhang Qiang Hou Jialin Yan Yinfa(Mechanical and Electronic Engineering College, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China)Abstract: Aiming at the status of poor universality, low degree of automation, low control precision of traditional test armored equipment power generation systems, an integrated detection debugging platform of power generation system, which is composed of IPC, configuration software, encoder and DAQ, is designed and developed to complete the automatic test. It solved the inconvenience brought by the artificial test method fundamentally, realized the detection to a variety of models generating system in a testing device, analyzed the realization and composition of control strate-gies and algorithms. The system is visualized to control the motor running, display and save experimental data in real time, and can complete a large number of testing and debugging work of armored equipment and generator system. The experimental data results indicate that the rotation rate errors of the generator at different speeds are less than ±0.1%, the voltage and current errors are less than ±0.5%.Keywords: industrial computer; configuration software; encoder; frequency conversion speed control; neural PID controller1 引言发电系统性能的好坏直接影响装甲装备的正常运行。

基于组态软件装甲装备发电系统综合检测平台的研究的开题报告

基于组态软件装甲装备发电系统综合检测平台的研究的开题报告一、研究背景及意义随着新能源装备的不断发展，装甲装备发电系统的安全稳定性变得越来越重要。

目前，国内外许多装备的发电系统缺乏高效的检测手段，无法有效保障其可靠性。

因此，建立一种基于组态软件的综合检测平台，对发电系统进行综合检测和评估，对于提高装备的安全可靠性和稳定性具有十分重要的意义。

二、研究目的和内容本研究旨在基于组态软件，建立一种装甲装备发电系统综合检测平台，对发电机组、电池组、控制系统等进行全面检测和评估，以实现对装备安全性能的监测和管理。

具体内容包括：1. 构建发电系统模型：采用组态软件，建立发电系统模型，将其分为发电机组、电池组、控制系统等模块，以实现综合检测。

2. 设计检测模块：根据发电系统的特点，设计相应的检测模块，包括电量检测、电压检测、故障代码检测、绝缘检测等。

3. 实现数据采集和处理：在检测过程中，通过传感器获取系统数据，对采集到的数据进行处理和分析，生成评估报告。

4. 建立预警机制：根据检测结果，建立相应的预警机制，对系统故障进行诊断和矫正。

三、研究方法和步骤1. 文献调研：对组态软件应用于装备发电系统综合检测平台方面的文献进行调研和分析，确定研究方向和方法。

2. 系统分析设计：对发电系统进行分析和设计，构建系统模型，确定检测内容和方法。

3. 硬件选型：根据分析结果和系统设计要求，选择相应的传感器、数据采集器、控制器等硬件。

4. 软件开发：基于组态软件和相关开发工具，进行软件开发和调试。

5. 系统测试和评估：根据测试计划和评估方法，对综合检测平台进行测试和评估，确定其性能和可靠性。

6. 优化升级：根据测试结果和用户反馈，对系统进行优化和升级，提高其实用性和可扩展性。

四、预期成果和意义本研究的预期成果是建立一种基于组态软件的装甲装备发电系统综合检测平台，能够实现对发电机组、电池组、控制系统等配件的全面检测和评估。

该平台将具有以下意义：1. 实现对装备安全性能的监测和管理，提高装备的安全可靠性和稳定性。

舰载内部通信系统一体化维修检测平台设计与实现

舰载内部通信系统一体化维修检测平台设计与实现提纲：第一章：绪论1.1 研究背景1.2 研究意义1.3 国内外研究现状1.4 论文主要内容第二章：系统设计2.1 舰载内部通信系统概述2.2 设计目标和需求分析2.3 系统架构设计2.4 硬件设计2.5 软件设计第三章：关键技术及实现3.1 软件设计3.2 硬件集成实现3.3 数据分析及故障诊断实现3.4 通信系统集成实现第四章：应用与测试4.1 平台应用场景4.2 平台性能测试4.3 故障诊断测试4.4 实验结果分析第五章：总结与展望5.1 论文工作总结5.2 存在问题与展望5.3 后续研究方向注：以上提纲仅供参考，具体可根据论文实际情况进行调整完善。

第一章：绪论1.1 研究背景现代军事作战中，舰船作战性能越来越依赖各种先进的电子装备和通讯设备。

舰载内部通信系统作为一种重要的舰船通讯设备，在保证舰船内通讯安全、快捷、可靠的同时，也要具备故障自诊断、状态监测和在线维修等功能，以确保舰船通讯设备的稳定运行和作战效能的提高。

但是，现有的舰载内部通信系统检测和维修技术大多分散在各个系统和设备中，不利于整体管理和维护，而且其故障自诊断和状态监测能力也不够强大，难以满足实际作战需要。

因此，针对这一问题，开发一种舰载内部通信系统一体化维修检测平台，显得尤为必要。

1.2 研究意义本文基于舰载内部通信系统检测和维修技术的需求，旨在提出一种基于网络数据采集技术和人工智能算法的舰载内部通信系统一体化维修检测平台，并通过其应用与测试，验证其可行性和有效性。

研究结果具有以下重要意义：（1）提高舰船通讯设备的稳定运行和作战效能，增强国家海军的军事实力和影响力；（2）促进了通讯装备技术的发展和升级，推动了我国军事通讯技术的进步；（3）为其他类似环境下的设备维修与检测提供了参考和借鉴，具有一定的推广价值。

1.3 国内外研究现状舰载内部通信系统一体化维修检测平台是一个复杂的系统工程，涉及到了多个学科领域。

工程装备作业装置电控系统开发与评估平台设计

工程装备作业装置电控系统开发与评估平台设计
曹有辉;杨国锋;卞斌华;刘津
【期刊名称】《工兵装备研究》
【年(卷),期】2016(035)002
【摘要】针对工程装备及技术的发展需求,设计了作业装置电控系统开发与评估平台.首先介绍了该平台的总体方案,其次对仿真控制系统、半实物仿真系统、信号适配及故障注入系统、人机交互系统和总线网络测试系统进行了详细分析,最后从3个方面阐述了该平台建成后,能够在装备建设中发挥的作用.
【总页数】4页(P14-17)
【作者】曹有辉;杨国锋;卞斌华;刘津
【作者单位】工程兵科研一所,江苏无锡214035;工程兵科研一所,江苏无锡214035;工程兵科研一所,江苏无锡214035;工程兵科研一所,江苏无锡214035【正文语种】中文
【中图分类】TP273
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5.水田作业移动平台电控液压转向系统设计
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装甲指控系统功能测试方案设计与实施的开题报告

装甲指控系统功能测试方案设计与实施的开题报告一、项目背景装甲指控系统是指将装甲车辆与计算机技术相结合，在车辆上安装的一套控制系统，目的是达到对装甲车辆进行全天候可控制和远程操控的目的。

其主要功能包括：远程监测车辆信息，控制装甲车辆移动和武器的控制和射击。

随着科技的发展，装甲指控系统的复杂度越来越高，其功能也越来越多样化。

为了确保装甲指控系统的稳定性，需要进行系统功能测试，以保证系统能够完整地实现各项功能。

本文将基于上述背景，对装甲指控系统功能测试方案进行设计与实施的研究。

二、问题阐述装甲指控系统功能测试的目的是为确保系统能够实现各项功能，同时要求测试结果具有科学性和可靠性。

但是，在实施测试过程中可能存在以下问题：1. 测试过程过长，影响装甲车辆的使用和训练；2. 测试数据不准确，导致测试结果不可靠；3. 测试环境与实际战场环境差异较大，不利于测试结果的可靠性和实用性。

因此，需要设计一套测试方案，既能够达到测试目的，又能够缩短测试时间，提高测试数据的准确性和可靠性，并且保证测试环境与实际战场环境的一致性。

三、研究目标本文的研究目标是设计并实施一套装甲指控系统功能测试方案，以保证测试结果可靠性和科学性。

具体来说，研究目标包括以下几个方面：1. 针对测试过程过长的问题，设计一种高效的测试方案，缩短测试时间；2. 针对测试数据不准确的问题，设计一套测试数据采集方式，提高测试数据的准确性；3. 针对测试环境与实际战场环境差异大的问题，设计一套测试环境模拟方案，提高测试环境的可靠性和实用性。

四、研究内容及方法本文的研究内容主要包括如下几个方面：1. 装甲指控系统功能测试需求分析，明确测试目标和测试内容；2. 设计测试方案，包括测试环境的搭建、测试数据采集以及测试过程的安排；3. 实施测试，检验测试方案的有效性和可行性；4. 对测试结果进行分析和评估，制定测试报告。

在研究方法上，本文主要采用文献资料法、实验研究法和问卷调查法。

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第23卷第6期电子测量与仪器学报 Vol. 23 No. 6 · 98 ·JOURNAL OF ELECTRONIC MEASUREMENT AND INSTRUMENT2009年6月本文于2008年12月收到。

*基金项目: 中国(泰安)装甲坦克大队(编号: 2006AA026)资助项目。

它负责全车的电力分配, 保证各路用电器的安全使用。

随着现代装甲装备配电装置的日益集成化、数字化、智能化, 要求在配电装置的检测中采用先进的基于工控机的自动检测调试系统, 是装甲装备检测调试的发展方向, 也是陆战车辆综合保障的有力保证。

电机调速通常采用经典PID 控制算法, 建立在第6期装甲装备发电系统综合检测调试平台设计与开发·99 ·线性模型和参数不变之上, 当参数变化或模型不准确时, 系统传递函数的零、极点位置可能变化, 使控制系统性能降低, 甚至不稳定[1-2]。

神经网络具有并行结构和学习记忆功能及多层网络逼近任意数的能力。

而基于BP神经网络的PID控制器兼有两者之长, 具有很高的精度和很强的适应性, 较好地解决了交流变频调速系统负载扰动、时滞现象及非线性控制的问题。

本文将先进的测控技术、计算机控制技术、变频调速技术、神经网络PID和工业组态软件技术应用于装甲装备发电系统综合检测调试平台, 具有操作方便, 结构简单, 工作稳定可靠, 控制精度高等优点。

2系统组成和工作原理装甲装备发电系统综合检测调试平台由综合操作测控系统、动力传动发电系统和模拟负载接入系统3部分组成, 结构示意图如图1 所示。

图1 试验台系统结构Fig. 1 Diagram of system structure of test bed2.1综合操作测控系统综合操作测控系统是实验平台的控制中心, 负责向动力传动发电系统发送调速指令和向模拟负载接入系统发送接入模拟负载指令, 并实时检测发电机输出电压、输出电流、他励式发电机的励磁电压、模拟负载端的电压和电流、电机的实际转速等参数, 完成整个系统的操作和测控任务。

其硬件组成如图2所示。

系统采用工控组态软件KingView, 能快速构造和生成计算机监测系统, 包括组态环境和运行环境。

组态环境帮助用户设计和构造应用系统,生成组态结果数据库,实现对现场数据的采集处理、动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种功能;运行环境按照组态结果数据库中用户指定的方式进行各种处理,完成用户组态设计的应用要求[3]。

组态设计流程图如图3所示。

2.2动力传动发电系统工业控制计算机通过光电隔离的RS232/485总线和变频器的串口连接, 通过计算机指令控制变频器的输出, 完成对变频电机的启动、停止和转速大小调节, 为发电机实验提供所须的动力和转速[4]。

工业控制计算机通过数字逻辑信号控制固态继电器的接通和关断, 从而控制各路接触器的接通和关断, 完成不同负载接入、蓄电池充电控制、他励式电机励磁电压接入等操作。

执行系统连接控制方式如图4所示。

图2 综合操作测控系统的硬件组成结构图Fig. 2 Structure diagram of hardware composition for synthesis operation measurement and control system图3 组态设计流程Fig. 3 Flow of configuration design·100 ·电子测量与仪器学报2009年图4 平台连接控制系统图Fig. 4 Platform connection control system2.3模拟负载接入系统设计模拟负载接入系统由模拟负载箱、计算机控制负载单元、手动控制微调单元、冷却装置和连接部件组成。

3 BP神经网络PID控制系统结构3.1系统设计控制系统结构是由BP神经网络NN、经典PID 控制器构成,其结构如图5 所示, V e和Y分别对应电机转速的给定值和输出值[5-7]。

图5 神经网络PID控制原理方框图Fig. 5 Sketch map for control principle of neuralnetwork PID controller其中, 经典的PID 控制器直接对电动机转速进行闭环控制,它的3个参数kp、ki、kd由神经网络在线整定; 神经网络NN包括学习算法和神经网络NN 两部分,它可以根据系统的运行状态,按照学习算法,在线调整PID控制器的参数,以使得给定性能指标最优化,满足系统的要求[8-9]。

3.2控制算法的实现BP 神经网络PID 控制器算法可表述为: 利用神经网络具有自学习能力的特性, 在离线时对控制对象模型进行辨识, 来修正其网络权值, 使其逐步适应被辨识对象的特性, 当它学习到与被控对象一致时再由神经网络控制器NNPID 进行在线控制, 而在这个过程中, 辨识器网络(NNI)利用BP 神经网络的误差反向传播特性, 把控制偏差e1传回到神经网络自身神经元, 从而修正其自身权值; 而对象的设定输入和对象的实际输出的偏差e0通过NNI 后, 通过反向传播为NNPID控制网络提供误差信号e2, NNPID 利用此误差信号e2其网络权值进行修正, 经过多次学习NNPID便能逐渐跟上系统的变化[10]。

PID是比例、积分、微分控制的简称。

其离散PID控制规律为:[]11()()()()(1)kp I DIu k K e k K e i K e k e k-==++--∑(1) 式中: u(k)为k时刻控制器的输出量; K p、K i、K d分别为比例系数, 积分系数和微分系数; e(k)为当前时刻的交流伺服系统位置与期望值之差; e(k-1)为上次采样时刻的交流伺服系统的位置与期望值之差。

由式(1)可得到控制器输出第k个周期时刻的控制u(k)第k-1个周期时刻的控制量u(k-1)之间的增量为:()()(1)[()(1)]Pu k u k u k K e k e k∆=--=--+(1)[()2(1)(2)]I DK e k K e k e k e k-+--+-(2) 所采用的NNI的结构为3-5-3 结构, 如图6所示。

其输入层设置3个神经元, 分别为输入速度V0、速度偏差E和偏差变化量E c; 隐含层节点数为5个; 输出层有3个神经元, 为PID 控制器的3 个可调节参数k p、k i、k d。