大型復雜裝備虛擬維修訓練平臺技術研究.pdf

1、本文將虛擬現(xiàn)實技術、計算機仿真技術、人工智能技術引入大型復雜裝備維修訓練，開發(fā)了大型復雜裝備虛擬維修訓練平臺，為大型復雜裝備維修訓練提供了一種新的途徑和方法。 本文在對大型復雜裝備虛擬維修訓練需求進行深入研究的基礎上，以大型復雜裝備維修訓練過程仿真模型為切入點，結合HLA標準提出了大型復雜裝備虛擬維修訓練平臺的新構想，構建了支持這一構想的通用性強的技術框架，對框架涉及的一些具體技術問題進行了深入研究，提出了基于MKDN（Main

2、tenance Knowledge Description Net）的維修知識描述方法；建立了學生模型的評估數(shù)學模型；采用面向Agent的方法進行了系統(tǒng)設計；提出了一種柔性線纜建模的新算法。論文最后應用上述技術完成了某型導彈地測發(fā)控系統(tǒng)虛擬維修訓練系統(tǒng)的開發(fā)。 論文主要研究內容包括： 一、首次從虛擬維修訓練出發(fā)，對大型復雜裝備虛擬維修的需求進行了全面的研究，不僅從宏觀上對大型復雜裝備虛擬維修系統(tǒng)的特點、需求進行了分析，而

3、且還研究了電子、機械、液壓等子系統(tǒng)和人體維修活動需求。 二、對大型復雜裝備虛擬維修訓練系統(tǒng)通用框架進行了研究。首先提出了單維修人員虛擬維修訓練系統(tǒng)過程仿真模型，在此基礎上結合HLA特點提出了大型復雜裝備虛擬維修訓練系統(tǒng)過程仿真模型和結構框架。建立了HLA聯(lián)邦與虛擬維修訓練的通用映射關系，提出了聯(lián)邦成員結構和功能流程。 三、對大型復雜裝備虛擬維修訓練系統(tǒng)維修知識描述方法進行了深入研究，提出了基于MKDN的維修知識描述方法。

4、MKDN是對Petri網(wǎng)的功能擴充，使其適合描述層次多、關系復雜的維修知識。文中對MKDN的定義、分析方法、基于MKDN虛擬維修想定建模、基于MKDN對象行為建模進行了深入研究，并證明了MKDN保持了Petri網(wǎng)的有界性、活性、安全性和可逆性。 四、對智能輔助訓練技術進行了深入研究。采用面向對象基于框架的知識表示方法表示領域知識，將領域知識分為原理庫和案例庫，采用基于案例的推理機制，根據(jù)案例的相關原理屬性，計算案例間相似度；通過

5、建立學生模型的評估數(shù)學模型和評估指標體系，實現(xiàn)了對受訓者的知識水平和維修能力的評估：根據(jù)學生模型確定了訓練策略，控制實例模塊選擇補救的案例或新的案例對受訓者進行訓練，從而達到適人化訓練的目的。 五、對面向Agent大型復雜裝備虛擬維修訓練系統(tǒng)設計方法進行了研究。將系統(tǒng)劃分為維修訓練Agent和虛擬樣機Agent兩大類進行設計，重點研究了維修訓練Agent的設計方 法。提出了維修訓練Agent的混合式體系結構，并基于操作—