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某型号火炮发射制导系统半实物仿真平台的研究

作　者: 张跃文
导　师: 张桂香
学　校: 湖南大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 半实物仿真教学培训无线通信三维仿真 Virtools
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

现代战争越来越依赖于复杂、昂贵的新型武器装备，要形成战斗力就必须进行反复训练。本文针对某型号火炮发射制导系统，利用半实物仿真技术、无线通信技术和三维仿真技术，设计并实现用于教学培训的半实物仿真平台。首先，提出了半实物仿真平台解决方案，研究了发射制导系统特别是其操作和使用方法，分析了仿真平台的总体结构，设计了仿真操作台和控制系统硬件电路，并根据操作流程编写了控制软件。在无线通信方面，研究了无线通信的原理和可靠性技术，以及无线通信系统的总体结构。开发了无线通信模块、无线接口模块以及软件，实现控制系统和仿真系统之间的信息连接，进行可靠的无线数据通信。在三维仿真方面，对发射制导系统进行了三维建模，研究了基于Virtools软件的视景仿真系统开发流程。开发了半实物仿真接口，实现了无线接口模块和仿真系统之间的串口通信和仿真运动控制，并具有碰撞检测和信息提示等辅助功能。通过实证研究，成功地实现了仿真平台的信号采集，无线通信和运动仿真控制等功能。利用本平台进行教学培训，使用者可以获得真实的操作感，理解并掌握发射制导系统的使用方法和步骤。本课题将半实物仿真技术应用于教育培训领域，推动教育技术的发展，对类似系统的开发也具有很好的参考价值。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 课题研究背景  10-12
    1.1.1 系统仿真和半实物仿真  10-11
    1.1.2 半实物仿真技术发展历程与现状  11
    1.1.3 无线通信技术  11-12
    1.1.4 无线通信技术应用现状  12
  1.2 半实物仿真平台解决方案  12-13
  1.3 课题研究意义  13-14
  1.4 本文的主要内容和创新点  14
    1.4.1 本文的主要内容  14
    1.4.2 本文的创新点  14
  1.5 论文的组织结构  14-16
第2章仿真平台结构设计  16-26
  2.1 某型号火炮发射制导系统研究  16-19
  2.2 仿真平台的功能分析  19-20
  2.3 仿真平台的结构设计  20-24
    2.3.1 操作与控制系统设计方案  21-22
    2.3.2 无线通信系统设计方案  22-23
    2.3.3 视景仿真系统设计方案  23-24
  2.4 开发软件介绍  24-25
  2.5 本章小结  25-26
第3章操作和控制系统开发  26-41
  3.1 操作与控制系统结构设计  26
  3.2 操作台设计  26-27
  3.3 控制系统开发  27-33
    3.3.1 控制系统硬件开发概述  27-28
    3.3.2 系统主电路  28
    3.3.3 电源模块  28-29
    3.3.4 下载和调试模块  29-30
    3.3.5 操作信号输入电路  30-32
    3.3.6 输出电路  32-33
    3.3.7 硬件抗干扰措施  33
  3.4 通信接口研究  33-35
    3.4.1 技术性能和接口分析  34
    3.4.2 控制与数据传输过程  34-35
  3.5 控制系统软件开发  35-40
    3.5.1 软件开发概述  35
    3.5.2 系统初始化  35-37
    3.5.3 控制信号采集  37
    3.5.4 模拟信号采集  37-38
    3.5.5 控制信号处理  38
    3.5.6 通信协议制定  38-39
    3.5.7 软件抗干扰措施  39-40
  3.6 本章小结  40-41
第4章无线通信系统研究  41-59
  4.1 无线通信原理和可靠性技术研究  41-44
    4.1.1 无线通信原理  41-42
    4.1.2 无线通信可靠性技术  42-44
  4.2 无线通信系统的组成  44-45
  4.3 无线通信技术研究  45-46
  4.4 无线通信系统的硬件设计  46-52
    4.4.1 无线通信模块  46-49
    4.4.2 无线接口模块  49-52
  4.5 无线通信系统的软件开发  52-58
    4.5.1 配置无线通信模块  52-53
    4.5.2 无线数据发射和接收  53-54
    4.5.3 无线芯片控制函数  54-58
  4.6 本章小结  58-59
第5章视景仿真系统研究  59-76
  5.1 视景仿真系统组成  59
  5.2 视景仿真技术研究  59-62
    5.2.1 三维建模技术  60
    5.2.2 图形编程接口  60-62
  5.3 视景仿真实现  62-75
    5.3.1 Virtools 的开发流程  62-63
    5.3.2 系统几何建模  63
    5.3.3 半实物仿真接口开发  63-66
    5.3.4 串口通信流程  66-68
    5.3.5 仿真运动控制  68-73
    5.3.6 碰撞检测研究  73-74
    5.3.7 信息提示控制  74-75
  5.4 本章小结  75-76
第6章实证研究  76-83
  6.1 测试系统结构  76
  6.2 无线通信系统测试  76-78
  6.3 控制与操作系统测试  78-80
  6.4 仿真平台测试  80-82
    6.4.1 功能测试  80
    6.4.2 系统美化  80-81
    6.4.3 视角变换  81-82
  6.5 本章小结  82-83
结论  83-85
参考文献  85-88
致谢  88-89
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某型号火炮发射制导系统半实物仿真平台的研究

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