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摘 要 炸药性能测试实验由于存在危险性，所以在高校相关课程中，有关炸药性能测试方面的实验已经取消，而这很大程度上影响学生理解和掌握知识的效果。因此，对炸药性能测试实验中引入仿真技术，从仿真技术的特点、应用现状及仿真技术在炸药性能测试实验中的应用进行阐述。
关键词 仿真技术；炸药性能；仿真实验
中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2011)30-0121-02
Application of Theory Simulation Technology in Explosive Performance Test//Piao Chengzhi, Zhu Xuze
Abstract Explosive performance testing experiment, so there is risk in college related course, the performance test of explosives experiments have cancelled and which greatly affects students understand and grasp the effect of knowledge. Therefore, the performance test of explosives experiments is introduced the simulation technology. This article from the simulation technology characteristics and applications of the present situation and the simulation technology in explosive performance test of the experiment is presented.
Key words the simulation technology; explosive performance; simulation experiment
Author’s address Jilin Electronic Information Professional Technology Institute, Jilin, Jilin, China 132021
目前应用信息技术来改变教学手段，提高教学质量和效率已经普遍存在，主要体现在运用现代教育技术和虚拟现实技术，建立虚拟社会、虚拟企业、虚拟车间、虚拟项目等仿真教学环境，优化教学过程，取得实效。因此，在吉林电子信息职业技术学院的矿山爆破技术课程中的实验环节尝试研究开发炸药性能仿真实验系统。以下从仿真技术、炸药性能测试实验、存在的问题等3个方面来介绍。
1 仿真技术及其应用
1.1 仿真技术
仿真技术是一门多学科的综合性技术，它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础，以计算机和专用设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验。
计算机仿真是用计算机科学和技术的成果建立被仿真系统的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统的重要工具。
1.2 仿真技术的应用
现代仿真技术不仅应用于传统的工程领域，而且日益广泛地应用于社会、经济、生物等领域，如交通控制、城市规划、资源利用、环境污染防治、生产管理、市场预测、世界经济的分析和预测、人口控制等。对于炸药性能测试实验系统，由于危险性很高，很难在真实的系统上进行实验。因此，利用仿真技术来研究这些系统就具有更为重要的意义。
2 炸药性能测试实验
以下根据“炸药性能仿真实验系统研究与开发”项目的设计、实施、完成过程为依据，分4个方面来进行阐述。
2.1 炸药性能仿真实验意义
矿山爆破技术课程是一门理论与实践性较强的专业必修课，其目的是通过学习，使学生理解矿山爆破基本理论知识与技术，能分析和解决采矿中的爆破设计与施工技术问题。因此，通过实验提高学生的实际动手能力，有助于掌握岩石的性质与分级、炸药爆炸的基本理论、工业炸药、起爆器材、起爆方法以及爆破安全技术方面的理论知识。
2.2 炸药性能仿真实验的特点
炸药性能实验有大理石长杆实验、立方体实验、大理石板实验、猛度实验、爆力实验、冲击感度实验、殉爆实验等7个实验。这7个实验从完成实验的角度来分析，有4个方面的特点：实验设备的组装；相关电路的连接；起爆设备的引爆；实验数据的验证。
2.3 炸药性能仿真实验系统设计思路及原因
从以上炸药性能仿真实验意义和特点，在开发炸药性能仿真实验系统的时候考虑2个方面的问题：一是学生实际操作；二是观看实验结果的演示动画。最终使学生既能动手实际操作，又能观看到实验结果。
1）安排学生实际操作，目的是把学生从完全用计算机仿真整个实验过程中分离出来，弥补以往计算机仿真实验只能感性认识的局限性。在这个环节中，学生通过操作1:1的实验模型器件和实物，模拟现场的实验。
2）观看实验结果的演示动画。在这个环节中通过三维立体效果演示实验结果，以最逼真的方式给学生演示炸药性能测试的不同结果。
2.4 炸药性能仿真实验系统实施过程主要研究的内容、关键技术及解决
1）主要研究的内容：实验所需器材的加工；相关参数传感电路设计、制作；爆破效果模拟演示动画设计及制作；实验器材与计算机接口电路设计制作；实验器材的参数与计算机之间的传递；外部引爆操作与计算机模拟爆破效果演示的同步问题；整个系统协调工作问题。
2）关键技术：实验器材参数的产生、传递，以及计算机如何识别；引爆操作与计算机模拟爆破效果演示的同步问题。
3）解决相关技术问题。①在解决实验器材参数的产生、传递，以及计算机如何识别的问题上，把设计好的电路安装到实验器件中，当整个电路得到供电并起爆器起爆的同时产生触发信号，这个触发信号通过计算机的USB接口触发计算机键盘上的相应的按键。计算机通过预先设计好的程序接收键盘的指令后，完成动画的演示。②引爆操作与计算机模拟爆破效果演示的同步问题上，采用2个方面的处理：一是完善程序的设计；二是对演示文件的缩小，把三维软件制作完成的avi格式的视频文件转换成rmvb格式的文件。
3 存在的问题
此次开发应用的炸药性能仿真实验系统，一定程度上解决了矿山爆破技术课程实验难的问题。但由于经验和技术上的不足，本系统在仿真技术的应用上存在一些不尽如人意的地方，主要体现在：一是本实验系统外部触发信号的产生不是很稳定，可靠性不高；二是描述外部实验模型各变量变化的全过程不够全面；三是计算机程序如何接收外部各变量的问题；四是计算机程序接收到外部变量后如何触发相应的演示动画。以上这些不足有待于今后进一步完善。
关键词 仿真技术；炸药性能；仿真实验
中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2011)30-0121-02
Application of Theory Simulation Technology in Explosive Performance Test//Piao Chengzhi, Zhu Xuze
Abstract Explosive performance testing experiment, so there is risk in college related course, the performance test of explosives experiments have cancelled and which greatly affects students understand and grasp the effect of knowledge. Therefore, the performance test of explosives experiments is introduced the simulation technology. This article from the simulation technology characteristics and applications of the present situation and the simulation technology in explosive performance test of the experiment is presented.
Key words the simulation technology; explosive performance; simulation experiment
Author’s address Jilin Electronic Information Professional Technology Institute, Jilin, Jilin, China 132021
目前应用信息技术来改变教学手段，提高教学质量和效率已经普遍存在，主要体现在运用现代教育技术和虚拟现实技术，建立虚拟社会、虚拟企业、虚拟车间、虚拟项目等仿真教学环境，优化教学过程，取得实效。因此，在吉林电子信息职业技术学院的矿山爆破技术课程中的实验环节尝试研究开发炸药性能仿真实验系统。以下从仿真技术、炸药性能测试实验、存在的问题等3个方面来介绍。
1 仿真技术及其应用
1.1 仿真技术
仿真技术是一门多学科的综合性技术，它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础，以计算机和专用设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验。
计算机仿真是用计算机科学和技术的成果建立被仿真系统的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统的重要工具。
1.2 仿真技术的应用
现代仿真技术不仅应用于传统的工程领域，而且日益广泛地应用于社会、经济、生物等领域，如交通控制、城市规划、资源利用、环境污染防治、生产管理、市场预测、世界经济的分析和预测、人口控制等。对于炸药性能测试实验系统，由于危险性很高，很难在真实的系统上进行实验。因此，利用仿真技术来研究这些系统就具有更为重要的意义。
2 炸药性能测试实验
以下根据“炸药性能仿真实验系统研究与开发”项目的设计、实施、完成过程为依据，分4个方面来进行阐述。
2.1 炸药性能仿真实验意义
矿山爆破技术课程是一门理论与实践性较强的专业必修课，其目的是通过学习，使学生理解矿山爆破基本理论知识与技术，能分析和解决采矿中的爆破设计与施工技术问题。因此，通过实验提高学生的实际动手能力，有助于掌握岩石的性质与分级、炸药爆炸的基本理论、工业炸药、起爆器材、起爆方法以及爆破安全技术方面的理论知识。
2.2 炸药性能仿真实验的特点
炸药性能实验有大理石长杆实验、立方体实验、大理石板实验、猛度实验、爆力实验、冲击感度实验、殉爆实验等7个实验。这7个实验从完成实验的角度来分析，有4个方面的特点：实验设备的组装；相关电路的连接；起爆设备的引爆；实验数据的验证。
2.3 炸药性能仿真实验系统设计思路及原因
从以上炸药性能仿真实验意义和特点，在开发炸药性能仿真实验系统的时候考虑2个方面的问题：一是学生实际操作；二是观看实验结果的演示动画。最终使学生既能动手实际操作，又能观看到实验结果。
1）安排学生实际操作，目的是把学生从完全用计算机仿真整个实验过程中分离出来，弥补以往计算机仿真实验只能感性认识的局限性。在这个环节中，学生通过操作1:1的实验模型器件和实物，模拟现场的实验。
2）观看实验结果的演示动画。在这个环节中通过三维立体效果演示实验结果，以最逼真的方式给学生演示炸药性能测试的不同结果。
2.4 炸药性能仿真实验系统实施过程主要研究的内容、关键技术及解决
1）主要研究的内容：实验所需器材的加工；相关参数传感电路设计、制作；爆破效果模拟演示动画设计及制作；实验器材与计算机接口电路设计制作；实验器材的参数与计算机之间的传递；外部引爆操作与计算机模拟爆破效果演示的同步问题；整个系统协调工作问题。
2）关键技术：实验器材参数的产生、传递，以及计算机如何识别；引爆操作与计算机模拟爆破效果演示的同步问题。
3）解决相关技术问题。①在解决实验器材参数的产生、传递，以及计算机如何识别的问题上，把设计好的电路安装到实验器件中，当整个电路得到供电并起爆器起爆的同时产生触发信号，这个触发信号通过计算机的USB接口触发计算机键盘上的相应的按键。计算机通过预先设计好的程序接收键盘的指令后，完成动画的演示。②引爆操作与计算机模拟爆破效果演示的同步问题上，采用2个方面的处理：一是完善程序的设计；二是对演示文件的缩小，把三维软件制作完成的avi格式的视频文件转换成rmvb格式的文件。
3 存在的问题
此次开发应用的炸药性能仿真实验系统，一定程度上解决了矿山爆破技术课程实验难的问题。但由于经验和技术上的不足，本系统在仿真技术的应用上存在一些不尽如人意的地方，主要体现在：一是本实验系统外部触发信号的产生不是很稳定，可靠性不高；二是描述外部实验模型各变量变化的全过程不够全面；三是计算机程序如何接收外部各变量的问题；四是计算机程序接收到外部变量后如何触发相应的演示动画。以上这些不足有待于今后进一步完善。