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1、系统结构
在该数据采集与控制系统中主要是对工程车转向、换档、加油、推土、制动等驾驶操纵信号进行检测、采集，并转换为易于后续处理的电信号，再把电信号送人数据采集卡，经放大、滤波、模数转换等处理后通过接口送人计算机。计算机对接口送人的各种有关信号进行实时处理，把结果传送到工程车动力及运动仿真模型，计算出工程车瞬间的运动状态，同时把处理的数据（如速度、转速等）发送到虚拟仪表盘卜，驱动仪表显示；并产生激振器、电磁离合器以及声音的控制数据，模拟变速杆的换档感觉．驱动音响仿真系统生成工程车行驶过程中的音响效果。受训人员再根据工程车的反馈信息采取相应的操纵动作，从而进行模拟训练。该数据采集与控制系统的总体结构如图1所示。
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2、系统硬件构成
工程车模拟器的数据采集与控制系统的硬件部分主要包括传感器、数据采集卡、计算机以及显示器、音箱等。传感器是系统对环境和被测对象的感知部分，它能将被测非电量信号转换成为与之有确定对应关系的电量，其分辨率和精度对整个数据采集与控制系统的工作影响很大。数据采集卡是整个系统的核心，选择一款性能稳定、功能强大的数据采集卡不仅可以提高整个系统的性能，而且可以缩短研究周期，提高工作效率。
2.1传感器
工程车模拟器操纵台的主要装置包括：左右操纵杆、变速杆（有6个挡位）、下车手柄、加油踏板、脚制动器踏板、主离合器踏板、手加油杆、传动箱操纵杆、下车作业仪表盘以及驾驶员配电盒等。通过分析可知，数据采集与控制系统总共需采集9路模拟信号和18路开关信号，开关量输出有激振器和电磁离合器的控制信号。根据设计需要，模拟量输入所需传感器选用了上海新跃仪表厂生产的WDD35D-4型精密导电塑料电位器；对于开关量选用的是接触式开关传感器，有按钮和各种带触点的自动开关。
2.2数据采集卡
在该系统中所需采集的模拟量和开关量较多，满足要求的采集卡种类少，且价格昂贵，考虑到数据采集卡的性能/价格比以及系统精度等要求，选择西安达泰公司生产的DTE1612B型USB接口数据采集卡采集模拟量和输出开关量，北京中泰研创科技有限公司生产的PCI-8405光隔离开关量输入接口卡采集开关量。
DTE1612B数据采集卡体积小、携带方便，可经USB电缆接人各种计算机，具有即插即用的特点。其主要特性为：12位分辨率，单通道最高采样频率为80kHz；16路单端模拟输入通道，16路开关量输出通道；模入范围为0-5V、0-10V、±5V、±10V；16KBFIFO存储器。该卡工作原理如图2所示。PCI-8405开关量输入卡采用了光电隔离技术，提高了计算机与本卡在工作中的抗干扰能力和抗损毁能力，其主要特性为：32路开关量输入（前8路具有中断捕获功能），其输入信号低端共地；输入信号电平范围为TTL-48V；输入信号与接口卡之间的隔离电平大于等于500V。
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3、系统软件
根据系统设计的实际情况，本文选择了VB6.0这一界面友好的开发工具，并采用MeasurementStudio为VB提供的ActiveX控件进行虚拟仪表的开发，这样既提高了应用软件的开发效率，又充分利用了各自的优点。系统软件主要完成测控参数输入、实时数据采集、数据处理、虚拟仪表显示等功能，根据需要将其划分为传感器标定、数据采集、数据处理、虚拟仪表显示4个模块，其功能结构如图3所示。
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3.1传感器标定模块
系统中的模拟量通过高精度导电塑料电位器分压后进人数据采集卡。系统给出的电压为5V，即模拟量理论上的值为0-5V，但由于实际传动机构所限，电位器的分压值是不确定的，即它的范围在0-5V之间，因此必须对实际系统的电位器的初值和末值进行标定。系统共有22个位置需要标定，为系统维护方便起见，对每个模拟量采样通道分别设计了相应的标定程序。传感器标定界面如图4所示。
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3.2数据采集模块
数据采集模块是系统软件的重要组成部分，其主要功能是完成DTE1612B型USB接口数据采集卡和PCI-8405光隔离输入接口卡的初始化，控制它们的开启/关闭，以及模数的转换、数据缓冲区状态的检测等。
3.2.1初始化数据采集卡
应用程序必须通过驱动程序才能与数据采集卡进行交互，所以对采集卡初始化时首先要与数据采
