雷達裝備維修類訓(xùn)練模擬器研制新方法

劉曦霞　陳珂

摘要：目前軍事訓(xùn)練中大規(guī)模的使用訓(xùn)練模擬器，但維修類訓(xùn)練模擬器的研制還存在訓(xùn)練真實度不高、研制成本較高等問題，該文依據(jù)對維修能力訓(xùn)練過程的分析，提出“積木式”研制方法，可有效地提高訓(xùn)練真實度、降低研制成本。

關(guān)鍵詞：訓(xùn)練模擬器；維修；“積木式”研制方法

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）13-0263-02

雷達在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著越來越重要的作用，為了保證雷達裝備的安全穩(wěn)定，提高職手的裝備維修能力就具有重要的意義。雷達裝備由于型號多、價值高、安裝空間較小等特點，不適合利用實裝進行職手維修能力培訓(xùn)，而訓(xùn)練模擬器具有訓(xùn)練成本低、可大規(guī)模開展訓(xùn)練等特點，所以采用訓(xùn)練模擬器進行培訓(xùn)是一種較好的做法。然而目前維修類訓(xùn)練模擬器的研發(fā)還存在訓(xùn)練真實度不高、研制周期長、研制成本較高等問題，制約了維修訓(xùn)練的效益。本文從維修類訓(xùn)練模擬器的研制出發(fā)，提出“積木式”研制方法，可很大程度上降低研制成本、提高訓(xùn)練真實度，進而提高訓(xùn)練效益。

1 雷達維修類訓(xùn)練模擬器研制存在的主要問題

目前研制維修類訓(xùn)練模擬器采用的方法一般是“半實物仿真”法，即依據(jù)實裝的結(jié)構(gòu)原理和信號流程進行仿真，訓(xùn)練模擬器的仿真程度越高則成本越接近于實裝價值，并不能有效的提高訓(xùn)練模擬器的研制效益。且采用此方法研制訓(xùn)練模擬器均是針對單型號裝備的，而雷達裝備型號多的特點就導(dǎo)致要想大規(guī)模開展訓(xùn)練需研制的訓(xùn)練模擬器型號多，大大制約了大規(guī)模開展維修技能培訓(xùn)的成本和周期。

2 “積木式”訓(xùn)練模擬器研制方法內(nèi)涵

根據(jù)維修能力訓(xùn)練過程和形成規(guī)律，開展艦員級維修訓(xùn)練對訓(xùn)練模擬器的要求主要有以下四點：1）正常情況下模擬器的表現(xiàn)與實裝一致；2）模擬的故障現(xiàn)象必須與實裝的故障現(xiàn)象保持一致；3）模擬的維修過程必須與實裝的維修過程保持一致；4）模擬的維修結(jié)果必須與實裝的維修結(jié)果保持一致。

通過上述四點要求，我們可以發(fā)現(xiàn)，維修訓(xùn)練模擬器不關(guān)注其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理和信號流程是否與實裝一致，而只關(guān)注所需模擬的直觀現(xiàn)象，具體到對雷達裝備的模擬就體現(xiàn)在以下幾個方面：

1）聲光響應(yīng)與實裝一致，包括正常和故障狀態(tài)下的LED燈指示、蜂鳴器報警、顯示界面等；

2）關(guān)鍵點信號應(yīng)與實裝一致，包括正常和故障狀態(tài)下的門開關(guān)信號、直流電壓、電流信號和頻率信號。在此需要特別指出的是，雷達裝備中的頻率信號一般為高頻、高壓信號，而此類信號并不利于訓(xùn)練的開展，所以在研制訓(xùn)練模擬器時，應(yīng)對此類信號進行合適的降頻、降幅處理，既節(jié)約經(jīng)費、提高訓(xùn)練的安全性，又能保證訓(xùn)練的效果。

針對上述七個方面直觀現(xiàn)象的模擬，本文提出開發(fā)七種功能性模塊：LED燈控制模塊、蜂鳴器控制模塊、顯示界面故障報警控制模塊（軟件）、門開關(guān)信號控制模塊、直流電壓信號產(chǎn)生模塊、直流電流信號產(chǎn)生模塊和頻率信號產(chǎn)生模塊。開發(fā)時，應(yīng)在這七種功能性模塊內(nèi)預(yù)置控制模塊，使其輸出在一定范圍內(nèi)可調(diào)且受控于上位機，通過上位機統(tǒng)一管理其輸出狀態(tài)，實現(xiàn)各模塊的正?；蚬收蠣顟B(tài)輸出，如LED燈控制模塊的組成如圖1所示。

上圖中，LED燈控制電路共有四路輸出，分別為：正常狀態(tài)輸出（常綠）、故障狀態(tài)1輸出（常紅）、故障狀態(tài)2輸出（閃綠）和故障狀態(tài)3輸出（常滅）?？刂颇K在上位機的實時控制下，給每個LED燈送出對應(yīng)的輸出信號，實現(xiàn)LED燈的實時狀態(tài)控制。

利用上述功能模塊進行訓(xùn)練模擬器研制時，即可依據(jù)需模擬的直觀現(xiàn)象，選擇各功能模塊進行組合，進而像搭積木一樣將整型訓(xùn)練模擬器搭建起來，而裝備實時工作狀態(tài)的模擬，通過上位機實時控制即可實現(xiàn)。

3 “積木式”訓(xùn)練模擬器研制流程

研制訓(xùn)練模擬器時，可分為四個步驟進行。

第一步進行裝備外觀仿真。裝備外觀仿真的意義在于提高訓(xùn)練的環(huán)境真實度，使訓(xùn)練人員具備很強的代入感，增強訓(xùn)練的針對性。裝備外觀仿真的內(nèi)容主要是依據(jù)實裝制作各機柜、機柜內(nèi)面板及接插件、分立元件模型和關(guān)鍵信號測試點，做到外觀與實裝基本一致。然后進行綜合布線，使機柜與上位機、機柜內(nèi)部各元件與功能模塊間的信號傳輸暢通。

第二步進行功能模塊的研制。這是訓(xùn)練模擬器研制的重點，是實現(xiàn)訓(xùn)練模擬器功能的關(guān)鍵部分。研制各功能模塊前，應(yīng)首先針對實裝搜集各元件和信號測試點在正常和故障狀態(tài)下的現(xiàn)象，并分類整理成功能需求，如LED燈的顯示可分為常綠、常紅、閃綠和常滅四種狀態(tài)，頻率信號可分為基準頻率信號、中頻信號、本振信號、高頻信號和視頻信號等五種，每一種均應(yīng)有正常狀態(tài)和故障狀態(tài)下的輸出。然后依據(jù)整理出來的功能需求研制各功能模塊，并編輯與上位機之間的通信協(xié)議，保證各模塊可在上位機的實時控制下產(chǎn)生正?；蚬收蠣顟B(tài)的輸出信號。

第三步進行安裝調(diào)試，即根據(jù)各機柜內(nèi)元件的需求安裝相應(yīng)的功能模塊，如機柜1內(nèi)共有20只LED燈，則根據(jù)所研制LED燈控制模塊的載荷安裝相應(yīng)數(shù)量的LED燈控制模塊，并將其輸出與LED燈連接起來。安裝完畢后，通過上位機檢查對各元件的實時狀態(tài)控制能否實現(xiàn)，機柜內(nèi)的信號連接關(guān)系如圖2所示。

第四步進行故障方案編輯，實現(xiàn)訓(xùn)練模擬器對實裝故障案例的模擬。故障方案編輯在上位機上實現(xiàn)，即通過實時控制訓(xùn)練模擬器中各功能模塊的輸出，使訓(xùn)練模擬器中各元件的實時狀態(tài)與實裝故障案例中各元件的工作狀態(tài)相一致。在故障方案編輯軟件中內(nèi)置信號邏輯關(guān)系比較模型，實現(xiàn)雷達裝備信號邏輯關(guān)系的軟模擬，保證訓(xùn)練人員在進行模擬故障維修時，訓(xùn)練模擬器的外在表現(xiàn)與實裝保持一致。

4 結(jié)束語

本文從提高訓(xùn)練模擬器研制的效益出發(fā)，提出“積木式”訓(xùn)練模擬器研制方法，能很好的模擬維修訓(xùn)練的過程，縮短研制周期，降低研制成本。且由于研發(fā)過程不依賴于實裝的信號邏輯，所以研制的各功能模塊能很好的應(yīng)用于其它型號雷達裝備訓(xùn)練模擬器的研制。

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