大型復(fù)雜裝備虛擬維修訓(xùn)練平臺技術(shù)研究.pdf

1、本文將虛擬現(xiàn)實技術(shù)、計算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)引入大型復(fù)雜裝備維修訓(xùn)練，開發(fā)了大型復(fù)雜裝備虛擬維修訓(xùn)練平臺，為大型復(fù)雜裝備維修訓(xùn)練提供了一種新的途徑和方法。 本文在對大型復(fù)雜裝備虛擬維修訓(xùn)練需求進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，以大型復(fù)雜裝備維修訓(xùn)練過程仿真模型為切入點，結(jié)合HLA標(biāo)準(zhǔn)提出了大型復(fù)雜裝備虛擬維修訓(xùn)練平臺的新構(gòu)想，構(gòu)建了支持這一構(gòu)想的通用性強(qiáng)的技術(shù)框架，對框架涉及的一些具體技術(shù)問題進(jìn)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(xué)生模型的評估數(shù)學(xué)模型；采用面向Agent的方法進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計；提出了一種柔性線纜建模的新算法。論文最后應(yīng)用上述技術(shù)完成了某型導(dǎo)彈地測發(fā)控系統(tǒng)虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)的開發(fā)。 論文主要研究內(nèi)容包括： 一、首次從虛擬維修訓(xùn)練出發(fā)，對大型復(fù)雜裝備虛擬維修的需求進(jìn)行了全面的研究，不僅從宏觀上對大型復(fù)雜裝備虛擬維修系統(tǒng)的特點、需求進(jìn)行了分析，而

3、且還研究了電子、機(jī)械、液壓等子系統(tǒng)和人體維修活動需求。 二、對大型復(fù)雜裝備虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)通用框架進(jìn)行了研究。首先提出了單維修人員虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)過程仿真模型，在此基礎(chǔ)上結(jié)合HLA特點提出了大型復(fù)雜裝備虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)過程仿真模型和結(jié)構(gòu)框架。建立了HLA聯(lián)邦與虛擬維修訓(xùn)練的通用映射關(guān)系，提出了聯(lián)邦成員結(jié)構(gòu)和功能流程。 三、對大型復(fù)雜裝備虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)維修知識描述方法進(jìn)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(kuò)充，使其適合描述層次多、關(guān)系復(fù)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(jìn)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(xùn)練技術(shù)進(jìn)行了深入研究。采用面向?qū)ο蠡诳蚣艿闹R表示方法表示領(lǐng)域知識，將領(lǐng)域知識分為原理庫和案例庫，采用基于案例的推理機(jī)制，根據(jù)案例的相關(guān)原理屬性，計算案例間相似度；通過

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