PAC應(yīng)用于某動(dòng)力系統(tǒng)訓(xùn)練模擬器中

　　摘 要：介紹了某型艦艇動(dòng)力系統(tǒng)訓(xùn)練模擬器的組成與基本工作原理。詳細(xì)介紹了I/O設(shè)備的選型依據(jù)，給出了ADAM5510-E/TCP 的基本性能，并詳細(xì)介紹了其在模擬器中的硬件配置方法和主要軟件的編制思想。實(shí)踐證明，基于ADAM5510-E/TCP 所設(shè)計(jì)的訓(xùn)練模擬器運(yùn)行穩(wěn)定、擴(kuò)展靈活，完全滿足軍事訓(xùn)練需求。
　　0 引言

　　上世紀(jì)九十年代以來(lái)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和仿真技術(shù)的飛速發(fā)展，訓(xùn)練模擬器在各個(gè)領(lǐng)域特別是航海、航天、軍事領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用并取得了很好的應(yīng)用成果。動(dòng)力系統(tǒng)是艦艇的重要系統(tǒng)之一，其操作人員的操作水平對(duì)艦艇能否遂行各項(xiàng)戰(zhàn)斗任務(wù)影響重大。因此，動(dòng)力系統(tǒng)訓(xùn)練模擬器在我國(guó)海軍已得到較廣泛應(yīng)用。這些訓(xùn)練模擬器大都采用半實(shí)物仿真的模式，模擬器在設(shè)備外觀上與被仿真設(shè)備完全一致，但其內(nèi)部為計(jì)算機(jī)控制，并沒(méi)有真實(shí)設(shè)備。這種訓(xùn)練模式的優(yōu)點(diǎn)是學(xué)員的操作手感與被仿真設(shè)備完全一致，學(xué)員完成訓(xùn)練后完全可以達(dá)到操作實(shí)際裝備所需的操作技能，能顯著提高軍事訓(xùn)練的質(zhì)量與速度。

　　半實(shí)物仿真設(shè)備面板上有各類操作與顯示部件，必須用數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集操作人員操作開(kāi)關(guān)等部件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，同時(shí)還要驅(qū)動(dòng)指示燈、儀表等顯示部件將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行輸出。因此，設(shè)計(jì)一套可靠工作的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)是研制半實(shí)物訓(xùn)練模擬器的關(guān)鍵技術(shù)之一。

　　1 系統(tǒng)概述

　　動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)備多而且關(guān)系復(fù)雜，筆者開(kāi)發(fā)的模擬器包括37 臺(tái)模擬設(shè)備，合計(jì)開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)733 個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)1115 個(gè)，模擬量輸入點(diǎn)19 個(gè)，模擬量輸出點(diǎn)149 個(gè)。系統(tǒng)的核心是仿真服務(wù)器（該服務(wù)器同時(shí)作為模擬器的教練員臺(tái)）。服務(wù)器上運(yùn)行SimuEngine 仿真引擎，系統(tǒng)中所有的數(shù)學(xué)模型都由仿真引擎調(diào)度。I/O 設(shè)備采集半實(shí)物設(shè)備上的操作，由通信程序?qū)⒉僮鲾?shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)上傳至服務(wù)器上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，服務(wù)器根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果也寫入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。通信程序?qū)⒆钚掠?jì)算結(jié)果發(fā)送給I/O 設(shè)備，I/O 設(shè)備驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的指示燈或儀表進(jìn)行顯示。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

　　2 設(shè)備選型

　　接口系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有四種方案可供選擇：

　　（1）基于某種型號(hào)的微處理器或單片機(jī)設(shè)計(jì)專用的接口硬件。該方案的優(yōu)點(diǎn)是成本低，但設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，可靠性難以保證，且開(kāi)發(fā)調(diào)試?yán)щy。

　?。?） 采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)以及配套的硬件接口。該方案的優(yōu)點(diǎn)是成本較低，選型方便快捷、開(kāi)發(fā)調(diào)試方便。但由于這種接口系統(tǒng)依賴于WINDOWS 操作系統(tǒng)運(yùn)行，可靠性不高。

　　圖 1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)