数据分析与R语言_005资料下载.pdf
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7253:
"如何实现如何实现S7-300/400,WinAC和和WinCC之间的以太网通讯之间的以太网通讯HowtorealizeIndustrialEthernetcommunicationamongS7-300/400,WinACandWinCCGettingstartedEdtion(2008年年-2月月)摘摘要要WinAC和WinCC可以用同一块普通以太网卡和S7-300/400进行工业以太网通讯。
@#@关键词关键词WinAC,WinCC,工业以太网KeyWordsWinAC,WinCC,IndustrialEthernetA&@#@DService&@#@SupportPage2-27目目录录如何实现S7-300/400,WinAC和WinCC之间的以太网通讯.11必备条件.41.1硬件.41.2软件.42硬件组态.43网络组态和编程.74程序配置.115OS编译和组态.156运行测试.22A&@#@DService&@#@SupportPage3-27如何实现如何实现S7-300/400,WinAC和和WinCC之间的以太网通讯之间的以太网通讯WinAC和WinCC可以用同一块普通以太网卡和S7-300/400进行工业以太网通讯。
@#@因为WinAC是基于PCStation的,所以WinCC也需要用PCStation的形式来集成组态。
@#@1必备条件1必备条件1.1硬件?
@#@S7-300/400CPU和CP343-1/CP443-1?
@#@普通以太网卡/CP1613?
@#@CP5611/CP56131.2软件?
@#@1.2.1Step7V5.3/V5.4?
@#@1.2.2WinACRTXV4.1/2005?
@#@1.2.3SIMATICNet2003/2005/2006?
@#@1.2.4WinCCV6.0/6.2本实例中采用了Step7V5.4SP3.1,WinACRTX2005(4.2)SP1HF3,SimaticNet2006(V6.4)和WinCCV6.2SP2。
@#@2硬件组态2硬件组态2.1在SIMATICManager中新建一个项目,分别插入SIMATICPCStation和SIMATIC300Station。
@#@如图1A&@#@DService&@#@SupportPage4-27图12.2在SIMATICPCStation中,分别插入WinCCApplication,WinLCRTX,CP5613和IEGeneral。
@#@如图2A&@#@DService&@#@SupportPage5-27图2?
@#@CP5613作为WinLCRTX的DP接口。
@#@?
@#@IEGeneral作为WinCCApplication和WinLCRTX的以太网接口。
@#@2.3在SIMATIC300Station中,分别插入PS,CPU和CP343-1。
@#@如图3A&@#@DService&@#@SupportPage6-27图33网络组态和编程3网络组态和编程3.1在NetPro中为WinLCRTX建立与SIMATIC300Station的连接。
@#@如图4A&@#@DService&@#@SupportPage7-27图4?
@#@ConnectionPartner选择SIMATIC300Station的CPU。
@#@?
@#@ConnectionType选择S7connection。
@#@3.2在Properties-S7connection中,为LocalConnectionEndPoint选择One-way,即单边通讯。
@#@如图5A&@#@DService&@#@SupportPage8-27图53.3在NetPro中为WinLCRTX建立与WinCCApplication的连接。
@#@如图6A&@#@DService&@#@SupportPage9-27图6?
@#@ConnectionPartner选择SIMATICPCStation的WinCCApplication。
@#@?
@#@ConnectionType选择S7connection。
@#@3.4在Properties-S7connection中,为CommunicationPath的Interface选择PLCinternal。
@#@如图7A&@#@DService&@#@SupportPage10-27图73.5在NetPro中编译存盘。
@#@4程序配置4程序配置4.1在SIMATIC300Station的CPU和PCStation的WinLCRTX中分别插入两个DBBlock用于数据交换。
@#@?
@#@4.2和4.3的步骤是将SIMATIC300Station的DBBlock中的部分数据传送至OS即WinCC中。
@#@4.2鼠标右键单击DBBlock,选择SpecialObjectPropertiesOperatorControlandMonitoring设置复选框。
@#@如图8和图9A&@#@DService&@#@SupportPage11-27图8A&@#@DService&@#@SupportPage12-27图9?
@#@选择OperatorControlandMonitoring。
@#@4.3打开DBBlock,鼠标右键单击要传送的变量,选择ObjectProperties设置Parameters。
@#@如图10和图11图10A&@#@DService&@#@SupportPage13-27图11?
@#@在Attribute中输入S7_m_c,在Value中输入true。
@#@4.4在PCStation的WinLCRTX中插入OB35,在OB35中调用SFB14(GET)和SFB15(PUT),参数说明参见在线帮助。
@#@如图12A&@#@DService&@#@SupportPage14-27图125OS编译和组态5OS编译和组态5.1在SIMATICManager中选择OptionsCompileMultipleOSsWizardStart,进行OS编译和传送。
@#@如图13A&@#@DService&@#@SupportPage15-27图135.2在Selectnetworkconnection中为SIMATIC300Station的CPU选择TCP/IP作为WinCCunit。
@#@如图14A&@#@DService&@#@SupportPage16-27图145.3在Selectnetworkconnection中为PCStation的WinLCRTX选择NamedConnection作为WinCCunit。
@#@如图15A&@#@DService&@#@SupportPage17-27图155.4首次执行编译和传送,默认选择Scope中的EntireOS,再次编译可以选择Changes。
@#@如图16A&@#@DService&@#@SupportPage18-27图165.5在SIMATICManager中,打开SIMATICPCStation的WinCCApplication中的OS。
@#@如图17A&@#@DService&@#@SupportPage19-27图175.6在WinCCExplorer中,可以看到SIMATICS7PROTOCOLSUITE已经自动添加到TagManagerment中,SIMATIC300Station的CPU和SIMATICPCStation的WinLCRTX中DBBlock的部分数据也已经传送到TCP/IP通道和NamedConnections通道中。
@#@如图18和图19A&@#@DService&@#@SupportPage20-27图18A&@#@DService&@#@SupportPage21-27图196运行测试6运行测试6.1在NetPro中下载SIMATIC300Station。
@#@在SIMATICManager中下载SIMATIC300Station的CPU的DBBlock。
@#@?
@#@在SetPG/PCInterface中为S7ONLINE(STEP7)选择相应的接口参数,例如CP5613(MPI)或TCP/IP。
@#@6.2打开StationConfigurationEditor,根据SIMATICPCStation的硬件组态设置Components。
@#@如图20图20?
@#@确认HWConfig中的SIMATICPCStation的Name和StationConfigurationEditor的StationName一致。
@#@6.3打开WinLCRTX,选择RUN使WinLCRTX处于运行状态。
@#@如图21A&@#@DService&@#@SupportPage22-27图216.4在NetPro中下载SIMATICPCStation。
@#@在SIMATICManager中下载SIMATICPCStation的WinLCRTX的OB,DB和SFBBlock。
@#@如图22A&@#@DService&@#@SupportPage23-27图22?
@#@在SetPG/PCInterface中为S7ONLINE(STEP7)选择PCinternal(local)。
@#@?
@#@下载完毕后,注意StationConfigurationEditor中Status,Run/Stop和Connection的状态。
@#@6.5打开SIMATICPCStation中的WinLCRTX和SIMATIC300Station的CPU的变量监控,检验发送和接收的数据。
@#@如图23A&@#@DService&@#@SupportPage24-276.6激活WinCC项目。
@#@如图24和图25A&@#@DService&@#@SupportPage25-27图24图25A&@#@DService&@#@SupportPage26-27附录推荐网址附录推荐网址AS西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团客户服务与支持中心网站首页:
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@#@/A&@#@DService&@#@SupportPage27-27";i:
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19900:
"12PcDuino-Metas是祥瑞园小学在2015年经过长时间的考察和学习,购置的一套新一代小学生进行科普创造类的教育产品。
@#@从一定意义上讲,本设备是结合了创客和机器人教育的一个入门综合体。
@#@它既可以实现软件的编程,还可以通过硬件传感器、积木的组装完成可编程控制的作品。
@#@PcDuino-Metas在硬件方面其实结合了很多兼容的链接结构,兼容Arduino的外部配件,软件方面自带scratch编程软件和ArduinoIDE,同时还可以直接利用C、Python、Java等来编程,让学生可以有更多选择。
@#@从创客教育的角度来讲,真正体现了创造和创新的思想。
@#@祥瑞园小学开设创客机器人教学的普及课程,我在编写此教材的时候也出于学生不同的接受能力和喜爱程度,对教材做了细致化、分层次的课程编写。
@#@难易程度、课堂学生参与效果,及作品完成情况,则是通过教学实践中的经验进行整理总结,得到知识点、重难点的汇总。
@#@整册课程编写思路一直很清晰,学校开展创客教育就是要突破传统教学的弊端,所以开展创客教育就不能按照传统方式来教授。
@#@本校本课程最终的目的是让学生通过创客教育的理念,让学生自己寻找解决问题的方式和方法,学会自己思考,自我探索,最终从被动学习,变成主动学习,并变成一个具有的一定科学素养和科技创新能力的人才。
@#@3第一课:
@#@PcDuino-metas主板接口5第二课:
@#@PcDuino-metas传感器分类7第三课:
@#@PcDuino-metas硬件编程9第四课:
@#@希望之光第一课时:
@#@灯塔的引领;@#@第二课时:
@#@SOS求救信号11第五课:
@#@开关小夜灯13第六课:
@#@快乐渔趣15第七课:
@#@调光台灯17第八课:
@#@声控灯19第九课:
@#@双人弹球21第十课:
@#@自动伸缩门23第十一课:
@#@温控风车25第十二课:
@#@小鼓锤27第十三课:
@#@投篮机29第十四课:
@#@旋转陀螺31第十五课:
@#@智能小车
(一)搭建33第十六课:
@#@智能小车
(二)键盘控制38第十七课:
@#@智能小车(三)8字绕桩40第十八课:
@#@智能小车(四)巡线42第十九课:
@#@智能小车(五)避障45创客拓展创新制造六项任务4745第一课第一课PcDuinoPcDuino-metasmetas主板接口主板接口同学们开始进入PcDuino-metas主板的认识吧!
@#@本节课的知识点对你以后的学习非常关键的,开动你的大脑、发挥你的想象力,一起来了解主板和不同传感器的用法吧!
@#@VCCVCC地线地线GNDGND信号线信号线SS5V5V供电线供电线6同学们,通过刚才的了解,你应该对主板的主要接口和功能有所了解,但是想清楚的知道每一个端口的具体功能,可能还需要一点时间来理解。
@#@不过没关系,通过我们以后课堂内容的讲解你会慢慢的知道并且会熟练运用的。
@#@为了让你能够对主板加深记忆,现在就请完成下面的习题吧!
@#@请写出个端口名称。
@#@7第第二二课课PcDuinoPcDuino-metasmetas传感器分类传感器分类8传感器的分类使用说明传感器的分类使用说明9第第三三课课PcDuinoPcDuino-metasmetas硬件硬件编程编程同学们,上节课我们对PcDuino-metas的主板及外部可以连接的传感器做了详细的介绍。
@#@本节课我们就来了解学习怎么样把传感器通过硬件编程实现它们的功能。
@#@在开机页面的scratch中除了上学期学过的脚本外,还有一个模块,就是硬件模块。
@#@1、设置引脚模式该脚本可以设置输入、输出模式。
@#@选择输入可以外接传感器接收信息;@#@选择输出可以外接蜂鸣器等传感器。
@#@在本机主板上有在本机主板上有55个数字口:
@#@个数字口:
@#@D2D2、D5D5、D6D6、D7D7、D8D8,分别对应模,分别对应模块引脚中的块引脚中的22、55、66、77、88。
@#@注意:
@#@设置那个引脚为输入或输出模式,对应引脚上连接的传感器才会发挥相应的功能。
@#@2、设置引脚电平设置该脚本的某个引脚值,然后设置为高电平可以让该引脚连接的模块通电,比如LED等设置为高就是亮起来,低电平就是灭了。
@#@如果是蜂鸣器,设置为高就会响起来,低电平就没有声音了。
@#@103、判断引脚的高低电平该脚本是用做选择性判断指令来使用的,用于判断控制指令执行。
@#@比如想让LED灯亮起来,就是如果判断编程命令中的某引脚为高的时候就会让小灯点亮。
@#@4、读取模拟引脚的数值pcduino-metas中有3个模拟信号可以输出模拟信号。
@#@分别是A2、A3、A4端口(粉色)。
@#@比如光敏传感器连接某个输入端口,我们可以用本模块来显示某个端口的数值,从而在编程中设定一定范围或者某一个数值。
@#@当在前面的方框内点击(选中会出现)时,在舞台区的左上角会出现不断变的模拟信号数值,可以根据此数据来设计编程。
@#@5、PWM信号输出该脚本可以输出PWM信号,并可以选择不一样的功率或者频率发出输出信号。
@#@在pcduino-metas上有两个PWM信号输出口,分别是D5、D6端口(紫色)。
@#@比如该端口可以控制马达的转速,或者灯的亮度变化。
@#@当然,在脚本中也可以设定该端口的打开或者关闭。
@#@11第第四四课课希望之希望之光光从本节课开始,同学们就正式进入传感器模块的使用了,本节课我们来用LED灯模块来实现它的不同的状态,当然需要编程的控制呀。
@#@第一课时第一课时灯塔的引领灯塔的引领航船穿越波澜壮阔的海洋,漂泊已久的我们乘船即将靠岸,现在急需一盏灯塔指引我们,引领我们返航。
@#@现在就通过你的智慧来制作一盏灯塔吧!
@#@点亮LED灯。
@#@在工具盒里找到LED模块,将模块接到D6连接口。
@#@如图:
@#@12第第二二课时课时SOSSOS求救信号求救信号情景导入:
@#@当我们的船舶跟随灯塔的引领,即将靠岸之时,海面突然狂风大作,出现危险情况。
@#@此时船长发出命令,迅速发出SOS信号进行求救。
@#@在此危难之时,请你来迅速的用LED模块做出SOS求救信号吧!
@#@制作思路:
@#@首先,我们要了解SOS的求救信号的闪动规律;@#@其次,正确的在scratch的硬件中做出编程,进行控制。
@#@这时候我们就需要摩尔斯电码。
@#@下图:
@#@13第第五五课课开关开关小夜灯小夜灯生活中的开关灯泡我们都习以为常,如果让你来动手制作,你能完成吗?
@#@今天这节课我们就来完成用开关控制的小夜灯。
@#@首先,你需要找到按键模块和终端模块。
@#@接入D2端口。
@#@当然也要加入LED灯。
@#@如图:
@#@按照以上步骤连接完成,就需要编程来控制了。
@#@我们要实现的是:
@#@当按下开关按键时,LED亮;@#@当松开开关时,LED灭。
@#@14同学们,通过以上的操作我们已经可以用开关来控制小夜灯了。
@#@为了与实际相联系,想实现开关在控制小夜灯的同时让scratch的舞台区也出现开灯和熄灯的效果你能实现吗?
@#@同学们需要导入一个台灯的角色,自己绘制出两个造型。
@#@如图:
@#@11、开灯效果、开灯效果22、关灯效果、关灯效果要切记:
@#@一、用绘图编辑器做图,要求是一个角色,两个造型;@#@二、在编程时两个模块同时存在,并且按小绿旗开始。
@#@15第第六六课课快乐渔快乐渔趣趣现实生活中的钓鱼大家都应该玩过,今天就让我们用开关和蜂鸣器来做一个单人版的钓鱼游戏吧!
@#@首先,我们要用到的是开关按钮和蜂鸣器,以及终端模块。
@#@其次:
@#@钓鱼游戏的设计思路是:
@#@一个人在岸边钓鱼,鱼在水下自由游动,当鱼触发到鱼钩,蜂鸣器报警,按下开关,把小鱼钓起,放到鱼框里。
@#@传感器按照下图所示连接,当然你可以选择其他端口。
@#@如图:
@#@接下来我们需要:
@#@1、绘制一幅舞台场景图;@#@2、导入钓鱼人物(需要两个造型);@#@3、添加小鱼角色(做完编程可复制)。
@#@大家一步一步完成吧!
@#@1617第第七七课课调光台灯调光台灯同学们,在开关控制小夜灯的课程中,我们可以用按钮来开关LED灯了。
@#@今天我们来学习新的模块,就是滑动变阻器的使用。
@#@用滑动变阻器来控制LED灯可以使LED灯的光线慢慢变亮或者变暗,开始来制作吧!
@#@首先,我们需要实现滑动变阻器的功能,我们先按照下图做好连接,通过编程来实现控制效果。
@#@值得注意的是:
@#@同学们连接的D6接口是PWM信号端口,PWM信号中的step的数值只能为整数,所以在建立脚本时,同学们需要利用逻辑运算里的四舍五入的模块加以化整。
@#@18同学们,在硬件脚本里点击改脚本前的小对勾,然后选择A4端口,在舞台区的左上角会出现改端口的数值,当然你也可以选择其他端口作为连接。
@#@调光台灯编程:
@#@为了让我们的作品更加具体,大家用手中的积木搭建一个小台灯吧!
@#@老师给你们提供一个样板,大家要通过自己的思考来搭建。
@#@19第第八八课课声控灯声控灯经过前几节课的学习,同学们应该都能了解传感器的应用精髓。
@#@所以,编程的设置和端口的连接,成为了各种传感器可以利用的关键。
@#@今天我们就来学习一种新的传感器声音传感器模块。
@#@在现实生活中,我们基本都能见到大家都习以为常的声控灯,而且各种样式的都有,我们现在完成不了声音传感器的制作,但是我们可以利用此模块完成声控灯的制作。
@#@下面我们就来动手做一下吧!
@#@我们需要的模块有,声音传感器模块和LED灯模块。
@#@按照输入端口和输出端口的设置,连接两个模块,如图:
@#@20在读取输入端口的电压值时,别忘记可以打对勾查看电压值的。
@#@数值的改变会影响编程是否能顺利进行。
@#@21第第九九课课双人弹球双人弹球利用我们所学习的知识,做出有趣的游戏,大家应该是最喜欢的内容了。
@#@今天我们就利用红外传感器模块来制作一个双人弹球的游戏。
@#@游戏设计思路:
@#@利用两个红外传感器的感知,分别来控制两个挡板一样的角游戏设计思路:
@#@利用两个红外传感器的感知,分别来控制两个挡板一样的角色,当然是需要分颜色的。
@#@然后自己建立球的角色,球碰到挡板反弹,如果碰到色,当然是需要分颜色的。
@#@然后自己建立球的角色,球碰到挡板反弹,如果碰到身后的球洞,则对方得分。
@#@身后的球洞,则对方得分。
@#@下面按照我们的思路来设计吧!
@#@我们先来画出舞台和角色。
@#@然后,我们需要两个红外传感器(我们单独来学习它的用法)。
@#@连接A3、A4连个输入端口。
@#@如图:
@#@本编程要注意角色的设置,红黑球门、红黑挡板、球的角色。
@#@如图:
@#@22我们设计的游戏规则是防止球碰到球门,碰到对方球门则得分,所以我们的编程最好用不同的变量来进行设置。
@#@编程如图:
@#@23第第十十课课自动伸缩门自动伸缩门现实生活中我们经常可以见到自动门,距离两三米的距离,有人走来,触发感应开关,门就自己打开了。
@#@今天同学们也来做这样的一个模型自动门吧!
@#@看看能不能实现现实中的效果。
@#@本节课我们用到的传感器是上节课用过的红外距离传感器,还有就是我们需要新学习的马达和驱动模块。
@#@首先,我们需要正确的连接马达和马达的驱动模块。
@#@24明白了马达的控制原理,同学们就要开始构思设计伸缩门的积木搭建方式,老师给同学们提供一张实物图纸,你能通过自己的想象完成作品吗?
@#@控制的方法是:
@#@红外距离传感器电压到达某个值,开启马达,马达正转。
@#@等待数秒后,自动关闭。
@#@编程如图:
@#@25第第十一十一课课温控风车温控风车同学们,让我们来想象一下:
@#@炎热的夏天,我们在房间休息,温度刚一升高有一台风扇自动开启,是不是感觉非常惬意。
@#@今天我们就一起来学习用温控传感器创造一台感知温度的风车。
@#@我们需要的是温度传感器,连接用的杜邦线,和马达。
@#@杜邦线和温度传感器的连接是本节课的重点内容,如果线路连接错误会出现高温发热的现象,所以请同学们认真对照连接。
@#@马达连接D5端口,温控传感器连接A4端口。
@#@如下图:
@#@26同学们在制作的时候可以先做出简单模型,连接端口,并且做好编程,让温控风车能够正常运行。
@#@然后做出完整的风车积木的搭建。
@#@风车的搭建我们可以用齿轮做出加速装置,你能实现风车的一级加速装置吗?
@#@27第第十二十二课课小小鼓锤鼓锤同学们,前几节课我们学会了马达模块的使用方法,现在我们就利用马达的功能,发挥马达的作用,重点从积木搭建的原理上开发我们的制作。
@#@今天和同学们一起创造的是小鼓锤。
@#@首先,同学们先来设计一下自己的鼓锤吧。
@#@简单范例:
@#@关于具体结构的剖析,同学们应该能够自主完成,课本上就不做分解步骤了。
@#@下面让小鼓锤动起来,编程很简单,但不同节奏的敲击,就需要你去创意了。
@#@28同学们,积木搭建模型每位同学做的都不同,下面老师再展示几件作品,开阔一下同学们的思路。
@#@29第第十三十三课课投篮机投篮机利用积木搭建和马达模块我们可以做出各式各样的制作,今天我们来创造一个可以投球的投篮机,先开动你的大脑思考吧?
@#@应该是什么样子的呢?
@#@下面老师给你一个简单的参考:
@#@3031第第十四十四课课旋转陀螺旋转陀螺同学们,还记得小时候玩过的陀螺吗?
@#@现在的陀螺也有很多了,有带着彩灯的,有手动加速的,还有电动带音乐的。
@#@但这些都离不开一个因素,就是旋转的力量。
@#@今天就让我们利用马达和积木来做一个电动加速陀螺吧!
@#@马达的转速达不到陀螺转速的要求怎么办?
@#@就需要我们来设计加速装置:
@#@3233第第十五十五课课智能小车
(一)搭建智能小车
(一)搭建同学们,掌握和了解了马达等其他传感器的用法,现在你就有能力来做一个智能小车了。
@#@今天这节课我们先来学习如何搭建一个小车的模型,你可以开动脑筋自己制作,当然也可以按照老师的图纸来制造。
@#@下面就开始动手吧!
@#@34353637本次连接智能小车的端口为本次连接智能小车的端口为:
@#@D6D6端口端口为马达的通电和断电接口;@#@为马达的通电和断电接口;@#@DD77端口为小端口为小车右轮的正转反转接口;@#@车右轮的正转反转接口;@#@DD88端口为左轮端口为左轮的正转反转接口。
@#@的正转反转接口。
@#@38第第十六十六课课智能小智能小车
(二)车
(二)键盘控制键盘控制同学们,上节课我们把智能小车搭建完毕,今天我们就让小车通过键盘的控制动起来吧!
@#@今天的编程不需要对小车做任何的加装和改造,只需要我们对马达控制做好编程,你准备好了吗?
@#@我们开始吧!
@#@首先,我们要再次的认识一下智能小车马达的控制端口:
@#@39了解了马达的运作端口,现在就让我们来尝试编程吧!
@#@我们想让小车完成的是当按下上下左右键盘时,小车随即转向并前进。
@#@一起来试试吧!
@#@同学们,当调整好编程,你就只需要连接上键盘,你的键盘控制小车就成功了!
@#@(连接如图)40第第十七十七课课智能小车(三)智能小车(三)88字绕字绕桩桩同学们,如果上节课我们学习的键盘小车还没有让你感觉小车智能的话,那今天我们让小车自己运行起来,不用我们的操作就可以跳舞,你能实现吗?
@#@首先,我们要明确让智能小车要怎么样运动?
@#@8字绕桩有几种方式呢?
@#@我的应该先有场地图。
@#@41通过场地示意图我们可以发现:
@#@第一种绕法应该是小圈,就是让智能小车原地旋转一定角度,基本没有绕桩半径。
@#@第二种绕桩方式是让智能小车绕大圈,需要有转向的半径距离;@#@知道了运动路线,我们就可以开始编程了!
@#@42第第十八十八课课智能小车(四)巡线智能小车(四)巡线今天的课程我们让小车更加听从我们的指挥,我们让小车按照我们划定的路线走小车智能巡线。
@#@首先我们需要在小车上添加两个路径传感器、两个信号终端模块、两根连接线加以连接,分别连接到A2、A3端口上。
@#@(如下图)组装完毕之后,我们还需要了解路径传感器的用法。
@#@在这里我们只用到灰度传感器的功能,只需要将左下角的on/off开关拨到on的位置。
@#@43在调节电位器时,同学们要观察A2、A3的电压值,巡线的基础是白色和黑色的区分,需要将小车分别放在白色和黑色区域,一边观察一边调节。
@#@巡线场地需要我们自己打印,场地图如下:
@#@44路径传感器在检测到黑色时电压值低,检测到白色时电压值高。
@#@用两个路径传感器是否同时为低电压值来判断小车是否走在黑线上。
@#@45第第十九十九课课智能小车(五)避障智能小车(五)避障在上节课中小车能够听从我们的指挥在规定的线路上行走了,但是万一小车跑出了轨道撞车了怎么办呢?
@#@今天我们就给小车按上眼睛,让它在随意行走时不会撞到自己。
@#@这次我们用到的是红外距离传感器模块,你还记得它吗?
@#@我们可以把它接到主板的A4端口。
@#@如何连接到小车呢?
@#@请看下图:
@#@46我们想让小车达到的目的是让小车能够在遇到障碍物前能够停下,或者能够转向继续前进,红外距离传感器在检测到前方有物体的时候输出高电平,检测到高电平就停止或者转向就可以了。
@#@下面就来试试吧!
@#@47同学们,通过Pc-Duino硬件课程的学习,你一定掌握了创造和制造的诀窍了,一般的创客机器人作品都是有软件编程、传感器、积木搭建来完成的,知道了这些,也明白了传感器的用法,再加上你的神奇的想法,你就是一个真正的小小创客了!
@#@下面老师又给你们提供了一些想法,赶快想办法完成吧!
@#@一、硬件拓展:
@#@手机振动铃声一、硬件拓展:
@#@手机振动铃声48二、硬件拓展:
@#@摩天轮二、硬件拓展:
@#@摩天轮三、硬件拓展:
@#@海盗船三、硬件拓展:
@#@海盗船49四四、积木搭建拓展:
@#@机械弓箭、积木搭建拓展:
@#@机械弓箭五五、积木搭建拓展:
@#@手动加速风车、积木搭建拓展:
@#@手动加速风车50六六、积木搭建拓展:
@#@手动钻、积木搭建拓展:
@#@手动钻51";i:
2;s:
17231:
"1概述1.1目的本文档主要目的在于规范项目配置管理活动,确保配置项正确地唯一标识并且易于存取,保证基线配置项的更改受控,明确基线状态,在整个软件生命周期中建立和维护项目产品的完整性和可追溯性。
@#@1.2适用范围本文档适用于不同类别的软件产品和软件项目开发工程的配置管理活动,针对项目不同在流程上作适当的删减。
@#@配置管理可采用各种工具及手工办法,本文件以CVS(并行版本系统)配置管理工具为例,规定公司的配置管理办法,使用其他工具时也可对应本文件的要求参照执行。
@#@1.3术语和缩略语1.3.1软件配置管理(SoftwareConfigurationManagement,SCM)软件配置管理是对软件修改进行标识、组织和控制的技术,用来协调和控制整个过程。
@#@是通过技术或行政手段对软件产品及其开发过程和生命周期进行控制、规范的一系列措施。
@#@配置管理的目标是记录软件产品的演化过程,确保软件开发者在软件生命周期中各个阶段都能得到精确的不同版本的产品配置。
@#@1.3.2配置项(ConfigurationItem,CI)凡是纳入配置管理范畴的工作成果统称为配置项,配置项逻辑上组成软件系统的各组成部分,一般是可以单独进行设计、实施和测试的。
@#@每个配置项的主要属性有:
@#@名称、标签、文件状态、版本、作者、日期等。
@#@所有配置项都被保存在配置库里,确保不会混淆、丢失。
@#@配置项及其历史记录反映了软件的演化过程。
@#@1.3.3基线(Baseline)在配置管理系统中,基线就是一个配置项或一组配置项在其生命周期的不同时间点上通过正式评审而进入正式受控的一种状态,这些配置项构成了一个相对稳定的逻辑实体,而这个过程被称为“基线化”。
@#@每一个基线都是其下一步开发的出发点和参考点。
@#@基线确定了元素(配置项)的一个版本,且只确定一个版本。
@#@一般情况下,基线一般在指定的里程碑处创建,并与项目中的里程碑保持同步。
@#@每个基线都将接受配置管理的严格控制,基线中的配置项被“冻结”了,不能再被任何人随意修改,对其修改要严格地按照变更控制的过程进行。
@#@在一个软件开发阶段结束时,上一个基线加上增加和修改的基线内容形成下一个基线。
@#@基线的主要属性有:
@#@名称、标签、版本、日期等。
@#@1.4权限与职责1.4.1研发总经理助理1)审核变更请求。
@#@1.4.2项目经理(ProjectManager,PM)1)审核批准配置管理计划;@#@2)接收或拒绝小范围的变更申请;@#@3)召集评估变更;@#@4)提出配置管理的建议和要求;@#@5)配合配置管理员的工作。
@#@1.4.3配置管理员(ConfigurationManagementOfficer,CMO)1)编写配置管理计划;@#@2)执行版本控制和变更控制方案;@#@3)制定访问控制策略;@#@4)负责项目的配置管理工作,包括搭建环境、权限分配、配置库的建立、配置项的控制等;@#@5)配置管理工具的日常管理与维护;@#@6)配置库的日常操作和维护;@#@7)负责配置审核并提交报告;@#@8)根据配置部署表单编译发布版本,并维护版本;@#@9)对开发人员进行相关的培训;@#@10)对配置审核中发现的不符合项,拟订纠正措施,要求相关责任人进行纠正。
@#@11)监督项目组成员规范的执行情况。
@#@1.4.4开发人员(Developer)1)根据确定的配置管理计划和相关规定,提交配置项和基线;@#@2)负责项目组内部测试;@#@3)负责软件集成和版本生成;@#@4)按照软件配置管理工具的使用模型来完成开发任务。
@#@2实施细则2.1配置项管理2.1.1配置项的范围软件配置可包括以下几方面:
@#@开发文档,代码,第三方控件、插件,参考资料,测试文档,用户文档,项目管理文档,验收文档等。
@#@l项目文档主要指:
@#@立项建议书、可行性分析报告、技术建议书、用户需求说明书、项目计划、项目进度计划、项目阶段性计划、产品需求规格说明书、概要设计报告、详细设计、数据库设计、界面设计、用户操作手册、用户安装手册、培训文档、验收报告以及上述文档的评审记录。
@#@l代码主要指:
@#@源代码等。
@#@l工具主要指:
@#@脚本文件、插件、第三方控件等。
@#@2.1.2配置项基线管理结合SPP和ISO9000的相关规定,配置管理员根据配置管理规范及配置管理计划,对配置项进行分阶段管理,每一阶段正式评审通过后纳入受控库,作为该项目的一个基线。
@#@l项目启动:
@#@配置项包括技术建议书、可行性分析报告、用户需求说明书等立项阶段产生的文档,评审或审批通过后建立发布基线。
@#@l需求阶段:
@#@系统调研后开发人员进行需求分析,并整理产品需求规格说明书。
@#@产品需求规格说明书经过客户的确认后,建立需求基线。
@#@如需升级版本则必须通过评审或审批并得到客户的确认。
@#@l项目计划:
@#@需求分析完成后即可制定项目的开发计划,包括项目计划和主要下属计划。
@#@包括项目进度计划、配置管理计划、质量保证计划、测试计划、项目阶段性计划。
@#@项目开发计划评审通过后,建立项目计划基线。
@#@l设计:
@#@系统设计可分为概要设计、详细设计、数据库设计、数据库字典、界面设计。
@#@针对用户需求规格说明书进行系统设计,配置时应说明系统设计的版本与需求分析报告版本的对应关系。
@#@设计说明书评审或审批通过后,建立设计基线。
@#@l编码(设计实现):
@#@编码按功能模块分子项目,即每个模块记作一个配置项。
@#@代码在提交项目组系统测试时建立Beta版本,系统测试产品正式发布后建立Version版本。
@#@l测试:
@#@单元测试和系统测试。
@#@单元测试通过提交单元测试报告,项目启动后应提交系统测试计划,系统测试完成后应提交系统测试报告。
@#@配置时应说明测试的版本与编码版本的对应关系。
@#@系统测试完成后建立测试基线。
@#@l版本发布:
@#@项目组提交部署表单,CMO根据部署表单进行编译,发布测试服务器上,并对版本进行维护。
@#@同时将发布的版本上传到文档服务器上备份。
@#@l交付与验收:
@#@在交付前配置审核完成后建立产品基线,产品基线包含程序以及有关文档配置项,包括交付文档、代码、工具等。
@#@l产品部署:
@#@部署时应包括操作手册、安装维护手册、维护文档以及必要的业务和技术培训文档。
@#@l相关资料:
@#@相关资料也应作为配置项纳入配置管理,此部分包括:
@#@1)相关法律、法规;@#@必须遵照或项目组约定的技术规范;@#@2)与客户或项目组内部重要的交互信息记录,如会议记录、会谈记录、e-mail和MSN记录等;@#@2.2版本控制2.2.1文档的版本控制所有文档的管理纳入配置管理库,用版本控制工具进行统一管理。
@#@文档的版本控制主要通过文档的名称、文档控制页及版本控制工具的标签来实现,主要分为以下几类:
@#@2.2.1.1版本变化型文档命名方式:
@#@文档名称+子系统名称(可选)适用文档:
@#@项目计划、配置管理计划、质量保证计划、项目进度计划、用户需求规格说明书、产品需求规格说明书、体系结构设计报告、数据库设计报告、详细设计报告、用户操作维护手册、测试用例等。
@#@示例:
@#@项目计划.doc详细设计_SP门户.doc标签结构:
@#@大版本+子系统简称+版本号+日期(标签控制说明版本信息)l大版本:
@#@可选,表示同一项目为不同用户定制的版本。
@#@l子系统简称:
@#@可选,当一个项目有多个子系统时,为区分不同子系统而设置。
@#@l版本号:
@#@采用Vs_x_y的形式。
@#@l日期:
@#@纳入基线管理的日期,用8位表示,如20071031说明:
@#@a.文档发布名称采用文档名+Vs_x_y的形式,文档的版本号应该和版本控制工具中相应标签上的版本号一致。
@#@b.对文档的修改需要从配置管理库中取到本地进行。
@#@c.对于文档小的修改,如文字错误,格式调整,变更Vs_x_y中的y来区别(如:
@#@V1_0_1)。
@#@d.文档内容没有大的增加和删节,意思表述没有发生重大的变化,版本标识通过版本工具中加上x标签来表示(如:
@#@V1_1_0),以及在文档内部控制页标注变化来表示。
@#@e.文档有重大增加和删节,意思表述有重大变化的,版本标识通过在相应文档加上s标签来表示(如:
@#@V2_0_0)。
@#@f.对于纳入基线库的文档的修改需要提交变更申请,经批准才能进行修改,并且修改的内容要经再次评审才能重新纳入基线库,作为后续阶段的参考文档。
@#@2.2.1.2时间区别型文档命名方式:
@#@文档名称撰写时间适用文档:
@#@文档名称有明确的含义,需要用时间标识的日常性文档。
@#@如周例会会议纪要,项目月计划,项目月总结,阶段性计划等等。
@#@示例:
@#@周例会会议纪要20030901.doc2.2.1.3时间序号型文档命名方式:
@#@文档名称+人员姓名(拼音)+撰写时间+序列号适用文档:
@#@测试报告示例:
@#@单元测试报告_lixiaohong_20071112_01.dco2.2.1.4其他文档:
@#@对于不能按照前四种类型进行命名的文档会议纪要:
@#@会议纪要YYYYMMDD()示例:
@#@9月9日召开的项目启动会命名为:
@#@会议纪要20030909(项目启动).doc评审报告:
@#@评审报告YYYYMMDD()同”会议纪要”要求一致。
@#@示例:
@#@10月9日召开的项目总体方案评审命名为:
@#@评审报告20030910(总体方案).doc2.2.2发行版本表示发行版本采用标签说明,结构如下:
@#@大版本+版本类型+版本号+子系统简称(拼音)+日期+序号大版本:
@#@可选,表示同一项目为不同用户定制的版本。
@#@子系统简称:
@#@可选,当一个项目有多个子系统时,为区分不同子系统而设置。
@#@版本类型:
@#@分为3种Beta表示项目组内部测试,标签:
@#@B1_0_0-20071015-01Release系统测试,标签:
@#@Release1_0_0-SPmenhu-20071112-01Version正式发行版,标签:
@#@Version1_0_0-SPmenhu-20071112-01版本号对于Version正式发行版是必须要注明的,而其它可选。
@#@发行产品基线在版本号前加Version,如Version_1,Version_2,Version_3.表示分支;@#@Version_1_0,Version_1_1,Version_1_2表示在分支Version_1上的标签;@#@Version_0_0,Version_0_1,Version_0_2表示在主线上的标签。
@#@2.3配置库管理2.3.1配置库的分类配置库统一由配置管理员负责管理,服务器端使用cvsnt2.0.4,客户端主要使用乌龟CVS。
@#@配置库目录结构如下:
@#@2.3.2配置库的建立所有项目应建立配置库,以便管理各配置项,配置管理员组织建立配置库。
@#@程序库主要通过设置版本的分支来实现对配置项权限管理:
@#@1)开发库:
@#@开发人员相对比较自由的存储空间,开发人员可以在自己的权限范围内任意取出提交。
@#@2)基线库:
@#@配置管理员有最高权限,其余相关人员均为读的权限,发生变更时变更人员须提交变更申请后方可修改基线库内的配置项。
@#@文档评审通过后,文档严格受控。
@#@由配置管理员将通过评审后的文档移植到基线库里同时将该配置项从开发库移除。
@#@代码一般在移交系统测试时纳入基线库受控,可根据项目的具体情况设置基线。
@#@3)产品库:
@#@产品库的产品均出自于基线库,产品库存储的产品用于交付和存档。
@#@配置三库统一由配置管理员管理,根据各开发阶段的实际情况定制相应的版本选取规则,来保证开发活动的正常运作。
@#@在变更发生时,应及时做好基线的推进。
@#@2.3.3分配权限项目开始后配置管理员编写配置库目录结构表明确项目组成员以及相关人员的权限。
@#@在wincvs里有三种权限,读(r)、写(w)、添加删除(c)权限。
@#@在开发库内,文档部分项目组成员有rcw权限,其他相关人员只r权限;@#@代码部分项目组成员有rcw权限,其他相关人员没有任何权限。
@#@在基线库内,项目组成员仅有r权限,其他相关人的权限视情况而定。
@#@在产品库内,所有人没有任何权限。
@#@配置管理员在三库内均拥有最高权限。
@#@2.4配置变更控制2.4.1变更的分类软件及其相关文档的变更按照变更的影响范围进行分类:
@#@1)A级:
@#@变更会影响系统级的需求、外部接口、产品价格或者交付期;@#@这类变更必须经过配置管理委员会审核并有客户批准和确认。
@#@2)B级:
@#@变更会影响配置项间的功能接口、内部功能的设计、组件;@#@这类变更必须由项目经理或配置管理委员会的批准和认可。
@#@3)C级:
@#@变更只会影响配置项内部或对BUG问题的处理;@#@这类变更可以由配置项的管理人员负责批准。
@#@系统测试前变更控制流程:
@#@系统测试完毕发布release版本后变更控制流程图2变更控制流程2.4.2变更请求的提出a由技术支撑中心汇集顾客意见,影响到需求变更则填写配置项变更控制报告,并提交给配置管理员。
@#@b配置管理员对申请表是否清晰、明确和完整性进行审查,若发现变更不明确或不完整,应返回申请者。
@#@对通过审查的变更申请分配变更ID,以便跟踪和记录变更信息。
@#@2.4.3评估变更a配置管理员将配置项变更控制报告发送给项目经理(或者其他授权人员),由项目经理负责对变更进行评估。
@#@b项目经理对变更进行分解,一般的BUG修正不需要审批直接由项目经理决定是否需要变更。
@#@新增功能或对整个项目影响重大的变更必须由研发总助审批通过后方可变更。
@#@变更评估文档在完成变更评估后发送给配置管理员。
@#@2.4.4变更实施和确认a变更被批准后,项目经理提交变更实施进度计划,开发人员开始实施变更,并详细记录变更的内容;@#@质量部对变更的实施进行跟踪。
@#@b对于代码变更,必须进行回归测试,以确保变更没有引入新的Bug。
@#@另外与变更相关的文档必须修订,以反映变更。
@#@当变更以及测试完成后,进行提交。
@#@c通过测试后,质保人员需对变更进行审核,审核的范围一般涉及以下方面:
@#@测试记录;@#@变更请求;@#@配置项的检入及检出;@#@文件的命名;@#@版本的编号。
@#@a审核后,由配置管理员更新到基线库中。
@#@2.5配置状态报告2.5.1目的记录和报告整个软件生命周期演化状态。
@#@2.5.2记录内容配置状态报告记录的内容包括:
@#@1)软件和文档的标识;@#@2)目前状态;@#@3)基线演化状态;@#@4)变更状态;@#@5)版本交付信息等。
@#@2.5.3生成报告配置管理报告自第一个基线创建时建立,由配置管理系统生成,及时反映当前配置状态。
@#@2.6配置审核2.6.1类别配置审核分为:
@#@1)功能配置审核(FunctionalConfigurationAudit,FCA):
@#@审核软件功能是否与需求一致,并符合基线文档要求,通常要审查测试文档等。
@#@2)物理配置审核(PhysicalConfigurationAudit,PCA):
@#@审核要交付的组成项是否存在,是否包含所有必需的项目,如正确版本的源代码、资源、文档、安装说明等等。
@#@2.6.2执行时机通常选择以下几种情况由质量保证人员负责实施配置审核:
@#@1)软件产品交付或是软件产品正式发行前;@#@2)软件开发的阶段工作结束后;@#@3)在产品维护工作中,定期地进行。
@#@2.6.3不符合项处理对配置审核中发现的不符合现象,配置管理员进行记录,并交由责任部门限期进行纠正,配置管理员负责纠正措施的验证。
@#@所有的不符合项报告均关闭后,才能发布新版本。
@#@2.7发行管理通过配置审核后,经项目经理批准,由配置管理员负责生产新版本。
@#@2.7.1.1交付管理这里“交付”是指从配置库中提取配置项,交付给客户或项目外的人员。
@#@交付出去的配置项必须有据可查,避免发生混乱。
@#@流程如下:
@#@1)交付人向质量部申请;@#@2)质量部如果不同意交付,则拒绝交付配置项。
@#@如果同意交付,配置管理员应给出详细的交付清单;@#@3)交付人验收后签字。
@#@";i:
3;s:
10998:
"收稿日期:
@#@1998208228;@#@修订日期:
@#@1998212230基金项目:
@#@航空科学基金资助项目(97D53037)文章编码:
@#@100026893(1999)0420309204协同多目标攻击空战决策及其神经网络实现李林森,佟明安(西北工业大学电子工程系,陕西西安710072)AIRCOMBATDECISIONOFCOOPERATIVEMULTI-TARGETATTACKANDITSNEURALNETREALIZATIONLILin2sen,TONGMing2an(Dept.ofElec.Engin.,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xian710072,China)摘要:
@#@提出了一种超视距多目标空战决策方法协同优先权算法。
@#@它能给出多机协同攻击多目标的目标配对。
@#@然后对24空战,用3层B2P网络实现该算法,并用SOFM网络实现对目标的攻击排序。
@#@因它们具有很强的适应、容错能力和实时性,故这种实现将有助于复杂动态环境下飞行员的空战决策,以及提高航空武器系统的作战效能。
@#@仿真结果证实了上述思想的正确性。
@#@关键词:
@#@战术决策;@#@超视距空战;@#@多目标攻击;@#@神经网络实现中图分类号:
@#@V249;@#@E837文献标识码:
@#@AAbstract:
@#@First,adecisionmethodofBeyondVisualRange(BVR)multi2targetaircombatcooperativeprioritizationalgorithmispresented,bywhichthetargetdistributionofcooperativelyattackingmultipletargetsbymultiplefighterscanbegiven.Then,for2via4aircombat,thealgorithmisrealizedbythreelayersofB2Pneuralnetwork,andtheobjectattackingsequenceisrealizedbyaSelf2OrganFeatureMapping(SOFM)one.Inaccordancewiththeconcretefeaturesofthelearningalgorithmofthem,appropriatesamplespace,trainingandtestingmethodsaredesigned.Thus,favorableresultshavebeenobtainedwhentheyaretrainedandtested.Thisresearchshowsthatitiseasy,accurateandfasttorealizetheobjectattackingsequenceofaircombatbymeansofSOFMneuralnetwork.Becausetheyhavestrongcapabilityofenvironmentadaptation,errortoleranceandrealtimecharacteristic,therealizationmustbehelpfultothepilotsaircombatdecisioninacomplicatedanddynamicenvironment,andcanenhancethefightingeffectivenessoftheaeronauticalweaponsystem.Keywords:
@#@tacticaldecision;@#@BVRaircombat;@#@multi2targetattack;@#@neuralnetworkrealization多目标攻击指一架飞机单独或多架飞机协同攻击空中多个分散的目标,70年代就已开始研究的这一技术目前已在第3代战斗机上得到应用。
@#@在已有的近距多机空战研究中,主要是着眼于提高单架飞机的作战能力,各架飞机间缺乏合作。
@#@随着航空科技的发展和中远距空空导弹的应用,超视距空战已成为跨世纪空战的一种重要模式,而它与近距多机空战的关键区别是协同攻击。
@#@超视距多目标攻击多机协同作战是第4代战斗机(如F222和苏35)武器火控系统的最主要作战方式之一,也是关键技术难点。
@#@因此,本文研究空对空作战中的协同多目标攻击问题。
@#@1协同多目标攻击空战决策1.1自主优先权的确定在BVR多机空战中,每架战斗机驾驶员有若干机载武器,需从中选择武器对付多个目标,因而要确定自主优先权,即在不考虑与其它友机进行协同的情况下,根据态势数据和威胁判断独自确定的目标跟踪优先排序。
@#@以24空战为例,设2架蓝机协同攻击4架红机,每架蓝机i(i=1,2)通过信息资源的共享已正确识别敌我,并已知4架红机的飞行姿态,则蓝机i相对红机j(j=1,2,3,4)的态势如图1所示。
@#@图1中:
@#@Dij为目标线:
@#@蓝机i到红机j的连线;@#@ij为位置角:
@#@目标线Dij偏离蓝机i速度v1i方向的角度。
@#@规定右偏为正,左偏为负。
@#@显然,0ij;@#@qij为进入角:
@#@红机j的速度v2j方向偏离目标线Dij延长线的角度。
@#@规定右偏为正,左偏为负,0qij。
@#@第20卷第4期1999年7月航空学报ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAVol.20No.4July1999图1蓝机i相对红机j的态势图则蓝机i对红机j的态势评估值Pij为1Pij=PijPijr
(1)Pij=(Pij+Pijq)?
@#@2
(2)Pij=1-2ij?
@#@(3)Pijq=1-2qij?
@#@(4)PijD=1,1.8-0.00001Dij,DijDmaxDijDmax(5)Pijr=PijDPijD(6)Dij=v2jcosqij-v1icosij(7)PijD=1,Dij-551-0.00091(Dij+55),-55Dij00.95-0.00176Dij,085(8)式
(1)式(8)中:
@#@Pij,Pij和Pijq为相应角态势评估因子;@#@PijD和PijD为距离及距离变化评估因子,Pij为总态势评估值,其范围为-1,1。
@#@考虑蓝机i的位置角:
@#@当ij=0时,红机j在蓝机i正前方,该位置对蓝机i最有利,故Pij=1;@#@当ij=时,蓝机i在红机j正前方,该位置对蓝机i最不利,故Pij=-1。
@#@红机进入角qij可类似考虑。
@#@式(5)中,Dmax为蓝机携带的空空导弹最大有效射程(暂定80km),最大作战范围设为180km。
@#@当DijDmax时,导弹可发射,有PijD=1;@#@当DijDmax时,PijD逐渐减少,到180km时,有PijD=0。
@#@式(7)计算两机速度在目标线方向的投影差,负值表示蓝机靠近红机,正值则相反,这样可得式(8)。
@#@24空战的自主优先权矩阵可写为Pa=Pa11Pa12Pa13Pa14Pa21Pa22Pa23Pa24(9)式中:
@#@Pa11为P1j中最大者,Pa12为次大者,依次类推。
@#@取绝对值表示,当态势占优(Pij0)时,应设法攻击,以抓住战机;@#@当处于劣势(PijP2j,则k1=k1,j;@#@若P1jP2j,则k2=k2,j;@#@若P1j=P2j,但两者异号,则若P1j0,有k1=k1,j;@#@若P2jsize(k2),则计算蓝机1相对m架红机的自主优先权,将优先权最高的前2架红机分给它,余者分给蓝机2。
@#@若size(k1)size(k2),可类似处理。
@#@算法分两个过程:
@#@
(2)(5)步为初步分配,(6)(7)步为最终分配(均衡过程)。
@#@2空战决策的神经网络实现2.1目标分配的B-P网络实现采用3层B2P网络来实现24空战的目标分配,其结构如图2所示。
@#@图2目标分配的B2P网络结构013航空学报第20卷输入层为态势评估层,其输入为2架蓝机相对4架红机的态势值,共40个,输出为态势评估值,共8个,分别为P11,P12,P13,P14,P21,P22,P23,P24,按式
(1)式(8)计算。
@#@隐层神经元数n1的计算按下式3n1=m+n+a(10)式中:
@#@m为输出单元数,值为4;@#@n为隐层输入单元数,值为8;@#@a取为110。
@#@算得,n1=514,考虑到精度要求,取其为12。
@#@隐层神经元的输出为xl=f7s=0wslPs-l,(l=0,1,11)(11)f(ul)=11+e-ul,(l=0,1,11)(12)式中:
@#@Ps为P11,P12,P13,P14,P21,P22,P23,P24中的一个相应值。
@#@输出层为目标分配层,教师值由1.2节算法给出。
@#@因1架红机只能分给2架蓝机中的1架,故对8个态势值,4个输出单元已足够。
@#@yr=f11l=0wlrxl-r,(r=1,2,3,4)(13)yr=fix(yr),(r=1,2,3,4)(14)式中:
@#@函数fix()表示按四舍五入取整;@#@yr相应于输出y11,y12,y13,y14中的一个。
@#@采用变步长、加动量项的快速学习算法3W(n0+1)=W(n0)-(n0)E(W(n0)+(W(n0)-W(n0-1)(15)式中:
@#@(n0)是变步长;@#@E(W(n0)为误差函数;@#@为动量因子,01。
@#@采用如下方法训练和测试网络4:
@#@固定一半态势,让另一半改变;@#@训练样本的差异尽量大;@#@边训练边测试,测试不正确的样本立即用来训练。
@#@经过100个样本的训练,测试准确率已达90以上。
@#@2.2攻击排序的SOFM网络实现自组织特征映照(SOFM)网络具有自学习功能,训练过程无需教师监督;@#@学习算法采用自组织竞争式的相近学习律,其训练结果可使无规则的输入自动排序。
@#@故采用它来实现空战中的攻击排序,结构示于图3(一维阵列)。
@#@以蓝机1为例,设将2架红机s和t分给它,则输入层为蓝机1相对它们的态势值,输出层有40个神经元。
@#@记mj(j=0,1,39)为与输出神经图3攻击排序的SOFM网络结构元j相连的权;@#@x为决策层输入(x=P1sP1tT),则权的学习公式为mj(t+1)=mj(t)+0(t,r0)(x-mj(t),jNc(t);@#@mj(t+1)=mj(t),j|Nc(t)(16)式中:
@#@0(t,r0)为权调整系数,采用墨西哥草帽函数;@#@Nc(t)为随时间不断减小的修正区域,形状取为六角形。
@#@SOFM权的训练无需教师监督,故可多选样本以提高训练精度。
@#@共选了10,000个样本进行训练。
@#@测试发现,正确率几乎为100。
@#@3仿真结果图4反映了目标分配的B2P网络训练结果,其下方的水平线为给定误差,呈单调下降的曲线为误差,呈波浪变化的曲线为步长。
@#@图5反映了攻击排序的SOFM网络训练结果,图中圆点位置代表了相应的权。
@#@图4目标分配的B2P网络训练结果图5攻击排序的SOFM网络训练结果举例对矩阵式(17)描述的空战态势(单113第4期李林森等:
@#@协同多目标攻击空战决策及其神经网络实现位:
@#@前2行为rad,第3行为km,第4、5两行为m?
@#@s),决策结果如图6。
@#@1112131421222324q11q12q13q14q21q22q23q24D11D12D13D14D21D22D23D24v11v11v11v11v12v12v12v12v21v22v23v24v21v22v23v24=?
@#@3-3?
@#@4?
@#@2-?
@#@40?
@#@6-?
@#@2?
@#@4-?
@#@4?
@#@3?
@#@23?
@#@4?
@#@63?
@#@4-?
@#@35040607065758055330330330330315315315315310325320300310325320300(17)图6神经网络空战决策结果由图6知,蓝机1应和红机1、4配对,应先对付红机1,再对付红机4;@#@蓝机2应和红机2、3配对,应先对付红机3,再对付红机2。
@#@4结束语对超视距空战这一跨世纪空战模式的探索性研究的中心是多目标攻击中的协同问题。
@#@首先提出了建立在各架飞机自主优先权基础上的空战决策方法协同优先权算法,该算法能给出多机协同攻击多目标的目标分配。
@#@然后针对空战的复杂性、动态性和不确定性,用神经智能技术来实现所提出的空战决策方法,即用B2P网络实现目标分配,用SOFM网络实现攻击的自动排序。
@#@仿真结果证实了提出的空战决策方法是正确的。
@#@超视距协同空战在我国的研究才刚刚起步,多源数据融合、机间数据链、敌我识别和目标识别等都是需进一步研究的课题。
@#@参考文献1李学焦.现代空战理论研究及其仿真D.西安:
@#@西北工业大学,1996.2PanecP.ThemanagementofplanningintacticalaircombatR.AIAA291238402CP,NewYork:
@#@AIAA,1991.3张立明.人工神经网络的模型及其应用M.上海:
@#@复旦大学出版社,1994.4147.4RogerW,Schvaneveldt,etal.NeuralnetworkmodelsofaircombatmaneuveringR.AD2A254653,WashingtonDCNationalAcademyPress,1992.作者简介:
@#@李林森1968年生,现为西北工业大学电子工程系博士生,感兴趣的研究方向有:
@#@智能控制理论及应用,大系统协调优化,多源数据融合等。
@#@佟明安西北工业大学电子信息学院教授、博士生导师,任中国航空学会理事兼航空武器系统专业分会主任、中国仿真学会理事等学术职务。
@#@研究方向有控制理论与应用,航空火力控制系统,作战效能分析等。
@#@213航空学报第20卷";i:
4;s:
9605:
"第三部分系统仿真435虚拟现实技术在汽车操纵稳定性试验中的应用王树凤柴山焦学健(山东理工大学交通与车辆工程学院,山东,淄博,255049)摘要:
@#@随着虚拟样机以及虚拟现实技术的发展,在汽车行业引起了一场革命,本文把虚拟现实技术应用到车辆的操纵稳定性能试验中来,建立了桌面虚拟试验系统,通过试验数据驱动虚拟环境中的车辆,实现了操纵稳定性试验的虚拟再现。
@#@通过立体视觉设备,驾驶员可以沉浸到环境中来,真正实现了驾驶员车辆环境的无缝结合,突破了目前车辆性能评价的方式,为车辆性能的研究提供了一种新方法。
@#@关键词:
@#@虚拟现实;@#@汽车;@#@操纵稳定性试验TheApplicationofVirtualRealityonVehcileHandlingandStabilityExperimentShufengWangShanChaiXuejianJiao(ShanDongUniversityofTechnology,Zibo,Shandong,255049)Abstract:
@#@WiththedevelopmentofthevirtualprototypingandvirtualReality,thevehicleindustryhasahugechange。
@#@Inthispaper,thevirtualRealitytechnologyisappliedintovehiclehandlingandstabilityexperiment.Usingexperimentdatatocontrolthemotionofvehicleinvirtualenvironment,thehandlingandstabilityvirtualexperimentisrealized,thetestvehiclemovesinvirtualenvirnomentlikeactualvehiclemovesintestfield.UsingAGC-ViewerGstereohardware,userscanimmerseinvirtualexperimentenvironment.Itisprovedthatthevirtualrealitytechnologyisanewmethodofstudyingvehicleperformance.Keywords:
@#@VirtualReality;@#@Vehicle;@#@HandlingandStabilityExperiment1引言目前车辆性能仿真分析的评价一般使用仿真结果的数据、曲线进行定量评价,根据经验判断车辆的性能,不仅无法直观的了解车辆性能,而且也没有把驾驶员在性能试验中的主观感受加入到评价中。
@#@虚拟样机技术以及虚拟现实技术的出现,改进了传统汽车试验的方法。
@#@利用虚拟样机技术设计的数字化汽车同复杂多变的虚拟试验环境结合起来,用真实驾驶员进行仿真驾驶,人、车与环境融为一体,改进了抽象的数值曲线仿真,突破了难以用数学模型来表达的错综复杂的驾驶员感受与反应等问题,以视、听、触觉等作用于用户,使之产生身临其境的沉浸、交互感,可逼真的实现试验。
@#@利用虚拟现实技术,作者建立了基于桌面虚拟现实系统的操纵稳定性能虚拟试验系统,利用车辆试验数据在虚拟试验场中驱动车辆,逼真的再现了试验。
@#@通过立体眼镜,用户可体验试验过程中车辆的侧谝、侧倾等运动,实现了驾驶员车辆环境融为一体,突破了以往仿真结果以数据、曲线的表达形式。
@#@系统仿真技术及其应用第7卷4362基于桌面的汽车操纵稳定性虚拟现实系统根据具体条件,建立了汽车操纵稳定性的桌面虚拟现实系统,主要由图形工作站和立体观测系统组成,其中AGC-ViewerG立体观测系统由控制器、有线液晶立体显示光闸眼镜,红外无线液晶立体显示光闸眼镜组成,如图1所示。
@#@表1列出了该系统的主要硬件以及开发所需要的主要软件。
@#@作者首先利用动力学仿真软件对汽车进行了操纵稳定性仿真分析,获取车辆仿真的试验数据,把车辆动力学分析的仿真数据传送到虚拟环境中驱动车辆运动,来逼真的实现汽车操纵稳定性试验的再现,用户通过AGC-ViewerG立体观测系统,沉浸到虚拟试验环境中,真正体验不同参数下的汽车操纵稳定性能,从而对汽车性能评价。
@#@另外,也可利用实车试验数据来驱动虚拟环境中的车辆,从而可以比较动力学仿真分析的结果是否与实际结果是否一致。
@#@表1桌面虚拟试验系统的组成及开发工具主要硬件主要软件图形工作站:
@#@双CPU,SCSI硬盘接口图形加速卡:
@#@E&@#@SLightning1200专业图形加速卡立体设备:
@#@AGC-ViewerG立体观测系统Windows2000,VC+6.0(开发系统)WordToolKit(虚拟场景开发)3DS,WTKmoder(虚拟场景建模)车辆位置整车车体结构前左轮胎轮胎转动轮胎结构其他三个轮胎节点根节点转换节点几何节点转换节点转换节点几何节点车轮在整车中的位置子节点图1AGC-ViewerG立体观测系统图2简单车辆的建模结构3操纵稳定性虚拟试验的实现3.1虚拟环境的建模为使系统具有良好的的扩展性、可重用性,在整个虚拟试验场景的建模中,采用面向对象的方法和分层模块化结构进行设计,利用树形结构组织虚拟场景,通过仿真引擎进行渲染,有效地解决了虚拟车辆的运动和几何模型的分离问题,为虚拟车辆的行为控制提供了简洁有效的方法。
@#@由于汽车运动是我们主要关心的焦点,为了能在虚拟环境中显示汽车在操纵稳定性试验中的运动规律,下面以图2来说明一个简单车辆模型的结构情况,在该模型中车身可以相对整车运动,轮胎也可以相对车辆进行旋转等运动,其关键就是控制模型中的转换节点。
@#@在目前阶段,汽车操纵稳定性的试验中主要考虑了汽车的偏移、侧倾、转向等信息,对汽车进行了模块化行为建模,其结构图类似于图2所示,主要是控制各个转换节点的运动情况,使其与真实情况一致。
@#@车辆几何体的建模就是在简单多边形基础上使用纹理映射的方法,通过设定颜色、材质以及光照条件增加场景的真实感。
@#@在虚拟试验环境中,对场景进行诸如光照、雾化、纹理映射等处理,来增加场景的真实性。
@#@另外,为了兼顾场景的真实性以及渲染的实时性,在开发过程中主要采取多边形简单化、纹理映射,LOD、mipmapping、Instance等技术提高系统的实时性。
@#@3.2汽车操纵稳定性虚拟试验的实现汽车操纵稳定性的虚拟试验就是用操纵稳定性试验第三部分系统仿真437过程中的数据(包括汽车动力学计算数据和实际试验的数据)驱动虚拟环境中的汽车模型,把其在试验过程中的各种状态变化映射到计算机屏幕上,借助于虚拟现实技术的各种设备以及交互手段,使用户产生“身临其境”的感觉。
@#@其过程如图3所示。
@#@利用方向盘转角、侧倾角、横向加速度等数据驱动虚拟汽车,使其在虚拟场景中运动,实现虚拟试验的过程。
@#@实现的关键就是协调好汽车各部件之间的运动,使其与真实的汽车试验运动相同。
@#@为使用户精确理解汽车运动过程中具体参数变化,增加了虚拟仪表的功能,利用虚拟仪表来配合虚拟场景,动态显示汽车在仿真过程中各个参数的变化;@#@为更清楚的观察汽车在行驶过程中的变化,如轮胎的变化,车辆的恻倾等,增加了汽车模型界面,该界面与行使过程同步,其界面如图4所示。
@#@为更加逼真的实现场景的沉浸感,开发了双视口的立体场景显示效果(利用WorldToolKit可很方便的进行立体视觉的开发)。
@#@可通过AGC-ViewerG立体观测系统,可沉浸在虚拟的操纵稳定性试验场景中,通过周围场景的变化体验试验过程中汽车的偏移、侧倾等运动变化。
@#@把汽车的三维运动状态、虚拟场景、参数仪表结合起来,在虚拟试验过程中,用户不仅可通过场景的变化获得主观感受,还可获得汽车状态的精确数据信息,而且参数变化与汽车三维状态对应,极大的方便了汽车性能的研究。
@#@仿真分析数据模型计算产生汽车各个时刻的数据处理数据形成参数的数据链表x,y汽车的X,Y坐标方向盘转角roll侧倾角1前左轮转角驱动车辆x,y汽车运动roll车身运动方向盘变化1前左轮变化虚拟试验实现视觉、听觉交互等功能实现数据空间图形空间图3汽车操纵稳定性虚拟试验原理以及数据映射流程图4单移线试验过程中场景、仪表以及汽车状态的显示4结束语针对目前汽车性能仿真中存在的仿真数据处理不直观、无法获得试验过程中的主观感受等不足,把虚拟现实技术引入到汽车操纵稳定性试验中,建立了桌面虚拟试验系统。
@#@在虚拟试验过程中,用户不仅可以获得汽车状态的精确数据信息,通过立体视觉设备,可以沉浸到环境中,通过场景和车辆的变化获得主观感受,进而对汽车性能进行评价。
@#@利用虚拟现实技术,改进了目前车辆性能评价的不足,极大的方便了汽车性能的研究,为系统仿真技术及其应用第7卷438车辆性能的研究提供了一种新方法。
@#@参考文献1汪成为,高文,王行仁,灵境技术的理论、实现及应用,北京:
@#@清华大学出版社,19962杨宝民,朱一宁编著,分布式虚拟现实技术及其应用,北京:
@#@科学出版社,20003王树凤,余群,车辆虚拟试验系统的实现,农业机械学报,2002,33(3),4-74熊坚,曾纪国,宋健,汽车操纵稳定性虚拟仿真的研究,汽车工程,2002,24(5):
@#@430-433";i:
5;s:
3581:
"DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20数据分析与R语言第9周DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20支持向量机SVM问题的提出:
@#@最优分离平面(决策边界)2DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20优化目标决策边界边缘距离最远3DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20数学模型4DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20问题转化为凸优化5DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20拉格朗日乘子法未知数太多6DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20KKT变换和对偶公式7DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20问题的解决和神经网络化对偶公式是二次规划问题,有现成的数值方法可以求解大部分的拉格朗日乘子为0,不为0的对应于“支持向量”(恰好在边界上的样本点)只要支持向量不变,修改其他样本点的值,不影响结果,当支持变量发生改变时,结果一般就会变化求解出拉格朗日乘子后,可以推出w和b,判别函数可以写成以下神经网络的样式8DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20支持向量机神经网络9DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20聚类聚类和分类判别有什么区别?
@#@10DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20关键度量指标:
@#@距离距离的定义常用距离(薛毅书P469)绝对值距离欧氏距离闵可夫斯基距离切比雪夫距离马氏距离Lance和Williams距离离散变量的距离计算11DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20dist()函数x1=c(1,2,3,4,5)x2=c(3,2,1,4,6)x3=c(5,3,5,6,2)x=data.frame(x1,x2,x3)12DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20dist()函数13DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20数据中心化与标准化变换目的:
@#@使到各个变量平等地发挥作用scale()函数极差化。
@#@sweep()函数(薛毅书P473)14DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20对变量进行分类的指标:
@#@相似系数距离:
@#@对样本进行分类相似系数:
@#@对变量进行分类常用相似系数:
@#@夹角余弦,相关系数(薛毅书P475)15DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20(凝聚的)层次聚类法思想1开始时,每个样本各自作为一类2规定某种度量作为样本之间的距离及类与类之间的距离,并计算之3将距离最短的两个类合并为一个新类4重复2-3,即不断合并最近的两个类,每次减少一个类,直至所有样本被合并为一类16DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20各种类与类之间距离计算的方法薛毅书P476最短距离法最长距离法中间距离法类平均法重心法离差平方和法17DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20hclust()函数简单的例子(薛毅书P480)18DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20各种谱系图画法as.dendrogram()函数(薛毅书P482)dend1-as.dendrogram(hc1)opar-par(mfrow=c(2,2),mar=c(4,3,1,2)plot(dend1)plot(dend1,nodePar=list(pch=c(1,NA),cex=0.8,lab.cex=0.8),type=t,center=TRUE)plot(dend1,edgePar=list(col=1:
@#@2,lty=2:
@#@3),dLeaf=1,edge.root=TRUE)plot(dend1,nodePar=list(pch=2:
@#@1,cex=.4*2:
@#@1,col=2:
@#@3),horiz=TRUE)par(opar)19DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20对变量进行聚类分析例子(薛毅书P483)20DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20分多少个类?
@#@rect.hclust()函数21DATAGURU专业数据分析网站2012.7.20综合实例薛毅书P48722DATAGURU专业数据分析网站FAQ时间23";}
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