船舶辅锅炉系统装配仿真与虚拟操作

摘要

随着计算机技术和信息技术的飞速发展，虚拟现实技术在工业制造和工程训练领域的应用越来越广泛，传统的设计制造模式正经历由“设计—制造—评价—设计”的闭循环向“设计—虚拟制造—评价—设计—制造”的开循环转变，而传统的教育培训模式正经历由实物培训向虚拟培训转变。在转变过程中，虚拟装配和虚拟操作训练都起到了很好促进作用。在实际应用中，虚拟装配能有效地缩短设计与制造周期，降低成本;虚拟培训能使学员获得真实的操作体验，有效的提升实操熟练度和应急处理能力。
　　本文以某船的LSK0.15-0.5型立式船用燃油辅锅炉系统为研究对象。研究和分析了船舶辅锅炉的结构、工作原理和控制操作过程，建立船舶辅锅炉系统的数学模型;应用3dsMax建模软件建立辅锅炉系统各个部件的实体模型，并为其添加各种材质，增强模型的真实性;将模型导入到Unity3D后，利用系统数学模型、几何模型，以及系统的逻辑关系创建虚拟场景，实现系统参数变量的输入输出显示;通过编写脚本程序，实现船舶辅锅炉系统的装配、漫游检查和虚拟操作训练。系统构建好后，根据实际需求选择不同平台进行发布。
　　本文设计的虚拟系统具有一定的实用性和创新性，可以用于教学机构的科学研究和船员的岗前培训，对船舶行业的自动化发展亦有很大的积极意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景和意义

1．2 轮机模拟器发展史

1．3 虚拟现实技术

1．3．1 虚拟现实技术慨念和特点

1．3．2 国外虚拟现实技术的研究现状

1．3．3 国内虚拟现实技术的研究现状

1．4 论文的主要研究内容及结构

第2章 船舶辅锅炉系统及相关模型

2．1 船舶辅锅炉系统组成

2．1．1 锅炉本体

2．1．2 燃烧器及燃油系统

2．1．3 汽水系统

2．1．4 主要附件

2．2 船舶辅锅炉系统的控制系统

2．2．1 水位控制

2．2．2 燃烧自动控制

2．2．3 燃烧时序控制

2．3 船舶辅锅炉系统主要数学模型

2．3．1 锅炉本体数学模型

2．3．2 燃烧系统数学模型

2．3．2 给水系统数学模型

2．4 船舶辅锅炉的相关参数

第3章 船舶辅锅炉系统实体模型的建立

3．1 实体建模原则及技术指标

3．1．1 实体建模原则

3．1．2 实体建模技术指标

3．2 实体建模工具与方案

3．2．1 实体建模工具选取

3．2．2 实体建模方案

3．3 建模中的关键处理技术

3．4 三维实体模型展示

第4章 船舶辅锅炉系统虚拟操作系统设计

4．1 船舶辅锅炉系统虚拟仿真平台的选取

4．2 船舶辅锅炉系统虚拟操作系统总体设计方案

4．3 物理引擎

4．4 碰撞检测

4．5 脚本编辑

4．6 数据模型

4．7 漫游检查

4．8 系统控制操作

4．9 人机操作界面的设计

第5章 船舶辅锅炉系统装配过程虚拟仿真

5．1 虚拟装配

5．2 船舶辅锅炉系统装配过程虚拟仿真的总体方案

5．3 虚拟装配过程动画的制作

5．4 装配过程动画控制的实现

5．5 系统装配界面的设计

第6章 结论与展望

致谢

参考文献

研究生期间发表的论文