机械装备信息化技术及应用

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

本书结合部队装备信息化建设实际，比较系统、深入地介绍了机械装备的自身信息化、组织指挥信息化、训练信息化及维修保障信息化的相关技术与方法，探讨了信息化技术在机械装备建设各个领域的具体应用， 研究了机械装备信息化系统的设计与开发方法，为部队、科研院所技术人员从事装备信息化系统建设提供了理论指导和实践参考，对提高机械装备信息化建设水平和拓展部队装备信息化研究思路具有重要的参考价值。本书读者对象主要是高校和研究所从事机械装备信息化系统研究与开发的科研人员和部队从事装备工作的相关管理与技术人员，可作为院校装备信息化建设方向的教材，也可作为部队采用信息化技术手段解决装备作业、运用、管理、训练、维修等实际问题的参考书。

《保障信息化技术及其在工程装备中的应用》内容简介：装备保障是夺取战争胜利的关键因素之一，是维持和恢复战斗力的基本保证。装备保障信息化是未来信息化军队的重要组成部分，将改变传统的保障观念和保障方式。《保障信息化技术及其在工程装备中的应用》从工程装备保障的“管、修、供、训”四个方面出发，对信息化技术在工程装备保障领域的应用进行了系统研究。各类信息化系统的设计思路、开发思路、开发方法能为工程装备保障人员提供理论指导和实践参考，对提高工程兵部队装备保障信息化建设水平及拓宽信息化技术应用领域具有重要的指导作用。

第1章 绪论

1.1 装备保障信息化的内涵

1.1.1 装备保障的概念

1.1.2 信息化的内涵

1.1.3 装备保障信息化的概念

1.2 装备保障信息化的指导思想、发展目标和建设原则

1.2.1 指导思想

1.2.2 发展目标

1.2.3 建设原则

1.3 装备保障信息化体系构成与主要任务

1.4 外军装备保障建设现状与发展

1.4.1 保障理论的发展

1.4.2 保障力量的优化

1.4.3 保障装备的配套建设

1.4.4 保障方式的变革

1.4.5 保障指挥系统的信息化建设

1.4.6 保障技术的创新

1.4.7 装备目标的“精确化”转型

1.4.8 保障人才的教育训练

1.5 我军装备保障信息化现状

1.5.1 我军装备保障信息化建设现状

1.5.2 我军装备保障信息化建设存在的突出问题

1.6 本书研究的主要内容

第一部分 装备管理信息化技术

第2章 装备信息化改造技术

2.1 装备信息化改造技术概述

2.2 军用工程机械信息化改造

2.2.1 平地机基本性能

2.2.2 平地机信息化改造技术方案

2.2.3 发动机油门控制

2.2.4 平地机智能恒速控制

2.2.5 平地机自动换挡控制

2.2.6 平地机自动调平控制

2.2.7 平地机参数监测与报警

2.2.8 平地机定位与远程通信控制系统

2.3 平地机信息化改造后调试与性能试验

2.3.1 平地机信息化系统调试

2.3.2 平地机恒速性能试验

2.3.3 平地机自动换挡试验

第3章 装备技术管理信息化技术

3.1 装备技术管理信息化技术概述

3.2 装备技术管理信息化系统

3.2.1 装备技术管理信息化体系

3.2.2 装备场改造

3.2.3 监控中心

3.3 装备技术管理信息化系统功能

第4章 装备使用管理信息化技术

4.1 装备使用管理信息化技术概述

4.2 装备使用管理信息化系统体系

4.2.1 军用工程机械使用管理信息化系统结构

……

第二部分 装备维修保障信息化技术

第三部分 装备维修器材保障信息化技术

第四部分 装备保障训练信息化技术

参考文献2100433B

序前言第一篇中国高能耗机械装备运行现状及节能对策研究

第1章中国高能耗机械装备应用概况

1.1高能耗机械装备及本报告研究领域

1.2中国高能耗机械装备应用情况

1.3高能耗机械装备在国民经济中的地位

1.4小结

参考文献

第2章中国高能耗机械装备运行现状

2.1中国高能耗机械装备取得的节能突出成果

2.2中国高能耗机械装备基本运行状况

2.3国内外高能耗机械装备能耗水平对比

2.4存在的问题及原因分析

2.5中国高能耗机械装备节能的迫切性

2.6小结

参考文献

第3章中国高能耗机械装备的节能潜力及目标

3.1国内外高能耗机械装备节能技术发展趋势

3.2中国高能耗机械装备节能潜力分析

3.3中国高能耗机械装备中长期节能目标建议

3.4小结

参考文献

第4章中国高能耗机械装备的节能对策研究

4.1政策调控引导

4.2科技创新节能

4.3依法节能

4.4构建节能专业队伍与体系

4.5节能技术创新及推广应用

4.6建议开展的研究课题

4.7小结

第5章结论和建议

5.1主要结论

5.2主要建议

第二篇中国高能耗机械装备运行现状及节能对策专业研究报告

第6章中国石油行业高能耗机械装备运行现状及节能对策研究

6.1引言

6.2中国石油行业高能耗机械装备运行现状

6.3油田生产环节耗能状况和节能对策调查

6.4油田钻井、作业与增产措施环节耗能状况分析与节能对策

6.5石油装备制造业能耗状况调研分析

6.6总结

参考文献

中国高能耗机械装备运行现状及节能对策研究目录第7章中国煤炭行业高能耗机械装备运行现状及节能对策研究

7.1引言

7.2国内外煤矿装备的现状研究

7.3国内外煤矿机械装备的能耗现状研究

7.4国内外煤矿装备的节能技术及经验

7.5煤矿装备的节能对策与建议

7.6总结

参考文献

第8章中国石化行业高能耗机械装备运行现状及节能对策研究

8.1引言

8.2国内外石化高能耗装备整体概况

8.3国内石化装备能耗特点及所存在的问题

8.4国内石化装备节能经验与前景

8.5石化机械装备节能对策与建议

8.6总结

参考文献

第9章中国钢铁行业高能耗机械装备运行现状及节能对策研究

9.1引言

9.2中国钢铁工业发展现状

9.3钢铁工业高能耗工序与装备

9.4钢铁工业节能减排对策与建议

9.5总结

参考文献

第10章中国铝业高能耗机械装备运行现状及节能对策研究

10.1引言

10.2铝业高能耗装备总体概况

10.3国内铝业技术装备能耗特点与存在问题

10.4铝业技术装备节能管理经验及节能前景

10.5铝业技术装备节能对策与建议

10.6总结

参考文献

第11章中国火电行业高能耗机械装备运行现状及节能对策研究

11.1引言

11.2中国火力发电状况

11.3国内火电机组能耗状况

11.4国内火力发电节能降耗存在的主要问题

11.5火力发电节能技术及对策

11.6总结

参考文献

第12章中国工业锅炉行业高能耗机械装备运行现状及节能对策研究

12.1引言

12.2中国工业锅炉行业状况及运行情况

12.3国内工业锅炉运行存在问题及分析

12.4国内外工业锅炉节能情况对比

12.5国内工业锅炉行业节能潜力分析及推进节能减排的措施

12.6中国工业锅炉未来技术发展

12.7结论及展望

参考文献 2100433B

施工机械装备分析是施工企业机械装备水平变化对施工工作量的影响及其原因分析，为提高施工企业机械装备水平、挖掘施工潜力提供科学依据。

施工机械装备水平的分析，以设备运转计划、设备实际运行记录及生产任务完成情况为依据，采用对比法，将实际价值装备率，动力装备率和平均能力与它们的计划数或上年同期数值进行对比，观察其变化及存在的问题。影响施工机械装备水平的原因很多，如设备采购计划的完成情况、机械设备的配套状况、施工机械更新速度等。2100433B