Приветствую Вас, Гость! Регистрация RSS

Академия наук

Пятница, 28.07.2017
Главная » Статьи » Сортировка материалов по секциям » Педагогические науки

Теория и методика профессионального образования

Методика обоснования параметров учебно-тренажерных средств изучаемой в вузе специальной техники

Автор: Дзюбенко Олег Леонидович, старший преподаватель, кандидат педагогических наук, Военный учебно-научный центр ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»

 

Общей задачей моделирования при разработке учебно-тренажерных средств изучаемой в вузе специальной техники является создание виртуального образа, максимально достоверно имитирующего функционирование физического объекта. Для обеспечения достоверности виртуального образа необходимо, прежде всего, обеспечить визуальное сходство интерфейса симулятора специальной техники и его адекватную интерактивную реакцию на управляющие воздействия обучаемого, выступающего в роли оператора спецустановки.

При использовании специальной техники, являющейся физическим объектом моделирования по назначению, оператор осуществляет воздействие на органы управления и отслеживает показания контрольно – измерительных приборов, размещенных на пульте управления. Очевидно, что интерфейс программы симулятора визуально должен представлять собой имитацию пульта управления специальной техники.

Адекватная реакция программы на воздействия обучаемого, учитывая сложность физических процессов, протекающих в разветвленной схеме спецустановки, может быть обеспечена только при использовании в алгоритме программы симулятора математической модели, построенной на основе законов физики [1]. Таким образом, при разработке виртуального симулятора необходимо создание физической математической модели процесса, протекающего в пневматической схеме специальной техники, являющейся объектом моделирования.

Данные частные требования, и рассмотренные ранее общие требования к тренажерам и виртуальным симуляторам позволяют разработать методику обоснования параметров учебно-тренажерных средств специальной техники. На первом этапе необходимо сформулировать основные признаки создаваемого программного продукта:

- визуальное сходство интерфейса программы симулятора с пультом управления специальной техники;

- интуитивно понятные приемы воздействия на органы управления и адекватная, ожидаемая реакция ассоциируемых с ними графических объектов интерфейса программы;

- достоверные хронометрические характеристики отклика математической модели процессов протекающих в имитируемой пневматической схеме;

- схожее с реальным графическое представление результатов расчета, в виде имитации работы контрольно – измерительных приборов, расположенных на пульте управления специальной техники;

- адекватная (соответствующая реальной) реакция программы на неправильные (не предусмотренные инструкцией по эксплуатации специальной техники) действия обучаемого.

На втором этапе определяется модульная структура программы, обладающей перечисленными признаками.

Графический интерфейс программы воспринимает управляющие воздействия обучаемого на графические объекты, ассоциируемые с органами управления специальной техники, и формирует поток данных изменяющихся координат графических объектов. Визуальный облик данного интерфейса может представлять собой обработанное фотографическое изображение моделируемого узла, например пульта управления специальной техники.

На третьем этапе разрабатываются модули программы виртуального симулятора специальной техники.

Модуль интерпретации графических данных преобразует графическую информацию, поступающую в него в виде изменяющихся координат в значения физических величин, характеризующих управляющие воздействия оператора. Например, при воздействии на графический объект, ассоциируемый с запорным вентилем, угол поворота графического изображения вентиля преобразуется в соответствующее изменение гидравлического сопротивления соответствующего вентиля потоку газа.

Модуль визуализации результатов расчета преобразует физические величины, полученные в результате математического моделирования физических процессов протекающих в технологической схеме воздухозаправщика в графический вид. Например, рассчитывает угол поворота стрелки манометра, для вывода информации через графический интерфейс в зависимости от величины давления на данном участке схемы.

Модуль расчета содержит алгоритм, построенный на основе упрощенной математической модели физических процессов, происходящих в пневматической системе воздухозаправщика, осуществляющий расчет параметров состояния газа в любой точке его технологической схемы, в заданный момент времени.

Для обеспечения плавности визуализации, полный расчет схемы и вывод на экран его результатов в графическом виде производится с частотой 100 Гц [2].

Таким образом, основной и наиболее сложной задачей при создании виртуального симулятора специальной техники является разработка математической модели, описывающей поведение схемы моделируемой установки, пригодной для алгоритмического описания и функционирования в реальном масштабе времени.

 

Литература:

1. Могилев А.В. Методы программирования. Компьютерные вычисления / А.В. Могилев. – С.П-б.: BHV-Санкт-Петербург, 2011. – 320 с.

2. Сурков К.А., Сурков Д.А., Вальвачев А.Н. Программирование в среде C++Builder / К.А. Сурков, Д.А. Сурков, А.Н. Вальвачев. - Мн.: ООО «Попурри», 2008. – 576 с.

Категория: Педагогические науки | Добавил: Administrator (24.01.2015)
Просмотров: 723 | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]