第1章.绪论1

1.1.机械装备信息化1

1.1.1.概念与内涵1

1.1.2.发展历程1

1.1.3.效能、作用及影响3

1.2.机械装备信息化发展4

1.2.1.军事转型对武器装备信息化的发展需求4

1.2.2.装备信息化建设的主要内容4

1.3.机械装备信息化建设发展重点5

习题5

思考题6

第一部分.机械装备自身信息化技术

第2章.机械装备信息感知技术9

2.1.信息感知技术概述9

2.2.单机智能仪表总体方案设计9

2.2.1.单机智能仪表监控内容分析9

2.2.2.基于ARM的单机智能仪表功能设计10

2.3.单机智能仪表硬件设计与实现11

2.3.1.硬件总体设计11

2.3.2.单机智能仪表处理器选型设计12

2.3.3.供电模块设计13

2.3.4.单机智能仪表工况数据采集模块设计14

2.3.5.单机智能仪表显示模块设计20

2.3.6.单机智能仪表存储模块设计21

2.3.7.单机智能仪表通信模块设计23

2.3.8.硬件可靠性设计26

2.3.9.硬件实现26

2.4.单机智能仪表软件开发27

2.4.1.单机智能仪表软件系统总体设计27

2.4.2.单机智能仪表软件系统功能模块开发30

2.4.3.软件系统的实现36

习题37

思考题37

第3章.机械装备自主作业技术38

3.1.装备自主作业技术概述38

3.1.1.自主作业的含义38

3.1.2.自主作业的重要性38

3.2.某型挖掘机虚拟样机建模技术研究38

3.2.1.某型挖掘机概述39

3.2.2.某型挖掘机作业工况分析40

3.2.3.某型挖掘机自主作业关键技术40

3.3.某型挖掘机工作装置运动学建模研究41

3.3.1.工作装置的运动学分析41

3.3.2.工作装置的运动学计算44

3.3.3.关节空间与驱动空间的转换47

3.3.4.某型挖掘机工作装置速度雅克比矩阵建模50

3.4.某型挖掘机自主作业控制技术研究53

3.4.1.某型挖掘机自主作业控制理论53

3.4.2.某型挖掘机模糊PID控制研究55

3.4.3.某型挖掘机自主作业控制策略60

3.4.4.某型挖掘机模糊PID控制器建模与仿真60

3.5.某型挖掘机虚拟样机仿真与试验61

3.5.1.某型挖掘机虚拟样机模型建模61

3.5.2.某型挖掘机虚拟样机空载仿真62

3.5.3.某型挖掘机虚拟样机负载作业仿真67

3.5.4.某型挖掘机物理样机的研制与实验69

习题72

思考题72

第二部分.机械装备组织指挥信息化技术

第4章.机械装备场库数字化管理技术75

4.1.场库数字化管理技术概述75

4.2.数字化车场总体设计75

4.2.1.系统功能分析75

4.2.2.系统结构组成76

4.2.3.系统工作原理78

4.3.数字化车场智能门禁控制系统设计80

4.3.1.系统总体设计80

4.3.2.硬件系统设计81

4.3.3.软件系统设计82

4.3.4.调试和试用83

4.4.数字化车场业务综合管理系统软件开发83

4.4.1.系统软件开发目标83

4.4.2.系统软件完成内容83

4.4.3.系统软件设计84

习题86

思考题87

第5章.机械装备机群智能控制技术88

5.1.机群智能控制技术概述88

5.2.机群运行体系要素88

5.2.1.机群中心监控系统88

5.2.2.装备信息化、智能化机群系统88

5.2.3.信息化、智能化机群控制体系结构89

5.3.工程机械机群智能控制系统总体方案设计90

5.3.1.工程机械监控管理现状分析90

5.3.2.工程机械监控管理需求分析91

5.3.3.基于GIS的机群智能监控管理系统功能设计93

5.4.基于GIS的机群智能化工程机械监控管理系统开发94

5.4.1.机群智能监控管理系统总体设计94

5.4.2.系统通信方案设计96

5.4.3.系统功能模块设计与实现97

5.4.4.系统联调与测试101

习题103

思考题104

第三部分.机械装备训练信息化技术

第6章.轮式装备模拟训练技术107

6.1.轮式装备模拟训练技术概述107

6.2.轮式装备模拟训练系统总体设计107

6.2.1.火箭布雷车结构组成107

6.2.2.操控系统方案设计108

6.2.3.硬件系统总体设计109

6.2.4.软件系统总体设计110

6.3.轮式装备各操作席位设计111

6.3.1.驾驶席设计112

6.3.2.炮长席设计115

6.3.3.半自动操作席设计120

6.3.4.操瞄席设计121

6.3.5.指挥席设计124

6.4.模拟发射装置设计124

6.5.模拟训练系统数据采集系统设计125

6.5.1.数据采集系统需求分析125

6.5.2.微处理器与外围电路设计126

6.5.3.信号采样电路设计129

6.5.4.信号调理电路设计130

6.5.5.A/D转换电路设计133

6.5.6.数据采集系统软件开发134

6.6.基于CAN总线的轮式装备模拟训练系统通信系统设计137

6.6.1.通信方式对比分析137

6.6.2.CAN通信接口设计138

6.6.3.CAN应用层协议设计139

6.6.4.CAN总线通信软件设计142

习题145

思考题145

第7章.机械装备维修模拟训练技术146

7.1.装备保障模拟训练概述146

7.2.火箭布雷车维修训练平台总体技术方案146

7.3.基于PLC技术的实训台控制系统设计148

7.3.1.控制系统设计要求及特点分析148

7.3.2.PLC选型149

7.3.3.主控PLC设计150

7.3.4.实装PLC改进设计156

7.4.火箭布雷车维修训练平台操控部件设计159

7.4.1.功能要求159

7.4.2.模拟执行电动机运动轨迹规划160

7.4.3.电动机控制功能的设计与实现162

7.4.4.测量模块设计与实现164

7.4.5.操纵部件的设计与实现168

7.5.火箭布雷车维修训练平台PLC程序开发174

7.5.1.PLC程序设计简介174

7.5.2.功能要求分析174

7.5.3.主控PLC程序设计175

7.5.4.实装PLC程序设计184

7.6.基于Unity的维修训练系统开发184

7.6.1.软件功能及系统结构分析184

7.6.2.火箭布雷车作业动作模拟功能开发185

7.6.3.维修训练系统工作原理模块设计187

7.6.4.维修训练系统故障排除模块设计190

7.6.5.操纵信号处理191

习题192

思考题192

第四部分.机械装备维修保障信息化技术

第8章.机械装备测试与故障诊断技术195

8.1.装备测试与故障诊断技术概述195

8.2.某桥梁故障检测系统总体设计195

8.2.1.装备结构与工作原理分析196

8.2.2.液压气动系统工作原理及故障分析197

8.2.3.故障检测系统功能要求201

8.2.4.检测系统总体设计201

8.3.某桥梁故障检测系统硬件研制203

8.3.1.适配器硬件总体设计203

8.3.2.电源电路设计203

8.3.3.单片机及外围电路设计205

8.3.4.液晶显示接口电路设计207

8.3.5.键盘接口电路设计208

8.3.6.LED报警和继电控制电路设计209

8.3.7.ADC处理模块设计210

8.3.8.开关信号调理电路设计212

8.3.9.串行通信接口电路设计213

8.3.10.传感器原理与选型214

8.3.11.适配器硬件实现215

8.4.某桥梁故障检测软件开发215

8.4.1.系统软件开发平台215

8.4.2.系统软件总体结构设计216

8.4.3.控制计算机软件开发216

8.4.4.适配器软件开发219

习题222

思考题222

第9章.机械装备电控设备智能化检测技术223

9.1.电控设备智能化检测技术概述223

9.2.抛撒布雷车布雷控制系统检测仪总体需求223

9.2.1.布雷控制系统故障机理研究224

9.2.2.检测信号分析与处理225

9.2.3.检测仪主机性能要求227

9.2.4.检测仪便携式检测终端性能要求230

9.3.抛撒布雷车布雷控制系统检测仪硬件研制231

9.3.1.检测仪主机硬件总体设计231

9.3.2.检测仪主机下位机硬件研制与实现233

9.3.3.检测仪主机上位机硬件选型与实现240

9.3.4.检测仪主机电源模块选型与实现241

9.4.抛撒布雷车布雷控制系统检测仪软件开发242

9.4.1.基于VHDL语言的下位机软件开发242

9.4.2.基于LabVIEW的上位机软件开发248

9.5.抛撒布雷车布雷控制系统检测仪可靠性设计253

9.5.1.检测仪电磁防护性能253

9.5.2.检测仪抗振动冲击性能254

9.5.3.检测仪上位机性能优化与稳定性提高256

9.5.4.检测仪下位机运行速度与稳定性提高257

习题258

思考题258

参考文献259"

2100433B