船舶压缩空气系统的装配与虚拟操作仿真

摘要

近年来，海上运输业的重要性越来越显著，船舶的智能化、专业化和大型化已逐步成为发展趋势。随着计算机领域的不断深化和发展，虚拟现实技术在船舶系统设计、船员培训及科学研究方面得到广泛应用。国内外的科研机构通过研发轮机、航海模拟器来对船员进行专业的、有针对性的培训，使其能够更好的了解船上的系统结构，提高船员在实际航行中的操作能力，减少失误和损失。同时，虚拟现实技术对于高性能新型船型的研发亦有重要意义。
　　本文以某船压缩空气系统为原型，在详细分析BV-30型活塞式空压机及其系统构建组成、工作原理和逻辑控制的基础上建立系统的数学模型;应用3ds Max三维建模软件创建系统的三维实体模型，并对模型进行光顺、渲染和材质等细节处理，以达到更为真实的视觉效果;应用Unity3D软件创建空压机系统的虚拟场景，以及应用Java、C＃等编程语言，编写脚本程序，实现对空压机系统虚拟操作和装配;最后将设计完成的系统以网页插件的形式发布到网络资源中。
　　本文设计的虚拟系统具有实用性及创新性，应用数学模型与三维模型的结合，实现对系统输入输出变量的控制，该系统能够应用于船员的岗前培训教学以及机构的科学研究，对于其他船舶系统的研究有一定的借鉴价值，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 引言

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 建模与仿真的国内外动态

1．2．2 船舶压缩空气系统建模与仿真动态

1．3 研究目标与内容

第2章 系统工作原理及相关模型

2．1 船舶压缩空气系统概述

2．1．1 船舶压缩空气系统工作原理和组成

2．1．2 船舶空压机工作注意事项

2．2 数学模型创建方法

2．3 空压机数学模型

2．3．1 空压机排气温度的数学模型

2．3．2 空压机排气流量的数学模型

2．4 空气瓶数学模型

2．4．1 空气瓶内空气压力的数学模型

2．4．2 空气瓶内凝结水量的数学模型

2．4．3 空气瓶内空气质量和温度的数学模型

2．5 本章小结

第3章 船舶压缩空气系统三维模型的建立

3．1 三维建模软件概述与选择

3．2 三维模型的建立

3．2．1 三维模型的创建方案

3．2．2 三维模型的创建方法

3．2．3 三维模型的完善

3．2．4 三维模型的优化

3．3 本章小结

第4章 船舶压缩空气系统装配过程仿真实现

4．1 虚拟仿真软件选择

4．2 虚拟装配过程分析

4．3 虚拟装配动画制作

4．4 虚拟装配动画控制

4．5 碰撞检测

4．6 模型及动画导入注意事项

4．7 本章小结

第5章 船舶压缩空气系统虚拟漫游和操作

5．1 虚拟操作仿真设计流程

5．2 系统物理特性

5．3 漫游功能实现

5．3．1 第一人称角色控制器

5．3．2 脚本编辑

5．4 系统虚拟操作实现

5．4．1 系统功能设计

5．4．2 仿真界面设计

5．4．3 系统发布

5．5 本章小结

第6章 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

在学校期间发表的学术论文