基于虛擬現(xiàn)實的船舶電站仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的研究.pdf

1、船舶電站不僅是保證船舶順利航行和船舶正常工作的一個重要的子系統(tǒng)，也是船舶電力系統(tǒng)的核心。它在保證給最惡劣的海洋環(huán)境下船舶負(fù)載連續(xù)供電的同時，也要保證工況多變情況下維持較高的供電品質(zhì)。因此，除了提高現(xiàn)代船舶電站設(shè)備性能之外，還應(yīng)該提高船舶電氣管理人員的操作技能與素質(zhì)。但是，傳統(tǒng)的各類電站培訓(xùn)系統(tǒng)與實際電站系統(tǒng)差別很大，且需大量投資、受場地影響、存在污染環(huán)境、維修保養(yǎng)困難、某些訓(xùn)練項目具有很高危險性等諸多問題，與此同時，也不可能為滿足培訓(xùn)要

2、求，使電站設(shè)備停止運行或制造事故來訓(xùn)練學(xué)員。
　　本課題依托于江蘇鎮(zhèn)江船艇學(xué)院電站仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的研究項目，提出基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的具有經(jīng)濟(jì)性好、交互功能好、安全性高、可視化效果好和訓(xùn)練效率高等優(yōu)點的船舶仿真訓(xùn)練系統(tǒng)研究的任務(wù)。以該實際船舶電站為研究背景，結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)對船舶電站仿真訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行的探討和研究，本文的研究具有明確的工程應(yīng)用背景和實用價值，其主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　1.介紹本課題的研究背景、意義以及虛擬現(xiàn)實

3、技術(shù)在國內(nèi)外的相關(guān)究現(xiàn)狀，并提出本課題的主要的研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)。
　　2.主要研究虛擬現(xiàn)實技術(shù)，深入分析其技術(shù)特征，引出與其它仿真技術(shù)的區(qū)別，通過對實現(xiàn)船舶仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的一些主要工具進(jìn)行比較，得出實現(xiàn)本課題的建模工具和虛擬現(xiàn)實開發(fā)工具。
　　3.對船舶電站的組成結(jié)構(gòu)、運行特點、運行要求進(jìn)行分析，然后建立船舶電站主要電氣設(shè)備柴油原動機(jī)、原動機(jī)調(diào)速器、調(diào)節(jié)勵磁電壓的勵磁系統(tǒng)、同步發(fā)電機(jī)、蓄電池和負(fù)載的數(shù)學(xué)模型，并對同步發(fā)電機(jī)組

4、的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行MATLAB/Simulink仿真分析。
　　4.分析船舶電站設(shè)備的三維模型的建立過程和建模過程中應(yīng)注意的問題，然后導(dǎo)出后綴名為.nmo三維模型。
　　5.把建立好的三維模型導(dǎo)入Virtools平臺下，對場景進(jìn)行一系列修改之后，在該平臺下用鼠標(biāo)拖拽Building Block/Category/Behavior Name下的漫游控制BB模塊進(jìn)入Schematic腳本編輯區(qū)，根據(jù)控制邏輯連接起來，并對電站設(shè)備的碰

5、撞檢測進(jìn)行設(shè)置，實現(xiàn)用鍵盤和鼠標(biāo)控制電站環(huán)境的漫游。
　　6.先對該仿真訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行分析，創(chuàng)建以Virtools為平臺基礎(chǔ)船舶電站設(shè)備的交互腳本程序，然后以SQL Server2000為基礎(chǔ)，建立船舶電站及其相應(yīng)設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)為橋梁通過ODBC程序驅(qū)動數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)Virtools和數(shù)據(jù)庫平臺間數(shù)據(jù)共享和交互，并在MFC開發(fā)環(huán)境下編寫讀寫數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫與MFC的交互。最后，得到以數(shù)據(jù)訪問為基礎(chǔ)的教師機(jī)控制學(xué)生機(jī)的