坦克驾驶训练模拟器是用来代替实车进行驾驶员培训,完成训练科目的模拟训练器材,它不受天候、场地和时间的限制,可代替实车50%左右的训练时间,具有节能、安全、经济、可重复,训练效率高,培训周期短等优点,因而在世界各国尤其是军方得到广泛应用。本课题的研究内容是装甲兵坦克驾驶训练的重要装备之一,对提高驾驶员基础驾驶训练水平,缩短训练时间,减少实车损耗具有重要的意义。 本文介绍了该模拟器的硬件结构和工作原理,并重点介绍了其仿真系统模型。根据驾驶模拟器性能要求,结合实车驾驶舱布局,对坦克驾驶模拟器的驾驶舱进行了设计。驾驶座椅、观察仪器、操作件的相对位置、操作力感、行程以及各种仪表、开关均与实车相似。根据驾驶信息的采集需要,采用了适合本驾驶模拟器的传感器,并对传感器进行了实车安装调试。控制系统是驾驶模拟器的神经中枢,根据模拟器工作和运动的特点,本文采用了基于PC的51系列单片机为核心的控制方案,并结合传感器特点进行了安装调试。 作为模拟器的核心,本文以VC++6.0为平台,结合某型坦克的结构对发动机部分、传动装置和行动装置进行了仿真模拟计算。本文运用动力学和运动学分析方法对坦克所受的力进行研究,并得出其动力学方程,从而对坦克驾驶进行仿真。根据分析力所得出的加速度以及前一状态的速度和发动机转速,利用动力学方程和运动学方程求出当前时刻发动机转速、坦克的速度、位置变化、方向变化等,将数据发送给视景程序,从而驱动视景变化,由此仿真坦克驾驶模拟器的运动。 本课题是以上述要求为指导,将许多较为成熟的理论与实际应用紧密联系在一起。在理论方面,涉及到坦克的运动学、动力学分析,建模理论及方法,自动控制理论,计算机系统及其应用技术,接口和多媒体应用技术,软件工程、系统工程及多传感器信息融合技术等。研制的样机性能稳定,运行良好,图形画面流畅,现已进入批量生产阶段。