基于VRML和Matlab的虚拟四球试验机的研究

摘要

提出了一种基于VRML和神经网络技术结合JAVA编程语言建立虚拟四球摩擦磨损试验机的方法，阐述了其设计的基本原理和基本框架，并结合具体实例讨论了其建模过程、多媒体设计和交互性设计。利用神经网络技术对原始的离散试验样本进行训练，获得连续的联想输出值，此输出值经数据通信程序最终传递给基于VRML，虚拟摩擦试验机，并在试验机显示面板上显示。 本文的主要研究成果和结论： 1．利用VRML的建模技术结合PROE三维绘图技术，建立了虚拟试验机的整体模型和零部件模型。 2．利用VRML的多媒体和交互性技术，向虚拟试验机中加入了声音、贴图、动画和与用户的交互，以模拟真实试验机试验过程中产生的声音、运动的动画。 3．利用数据库技术将试验样本数据建成数据库，大大提高了样本数据的存储和访问效率，并编写了Matlab神经网络训练程序访问数据的接口程序。 4．利用JAVA强大的网络功能和VRML的网络支持，将该虚拟试验平台网络化，试验者可以通过网络进行虚拟试验。 5．将神经网络训练得到的联想值经数据通信程序，最终传送到虚拟试验机的VRML场景，并在虚拟试验机的显示面板上显示。

目录

文摘

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声明

第1 章绪论

1.1 引言

1.2 摩擦学试验与摩擦学系统特性

1.2.1 摩擦学试验

1.2.2 摩擦学行为的系统特性

1.2.3 四球摩擦磨损试验机简介

1.2.4 摩擦学试验结果在工程实践中的应用

1.3 虚拟现实技术与VRML

1.3.1 虚拟现实技术简介

1.3.2 VRML语言

1.3.3 VRML发展历史和应用

1.3.3 国内外研究现状

1.4 人工智能在的应用现状

1.5 研究背景和意义

第2 章 虚拟试验机的建模

2.1 VRML功能特性

2.2 虚拟试验机的VRML三维建模设计

2.2.1 建模软件的选择

2.2.2 VRML中的建模节点设计

2.2.3 虚拟试验机的模型的分解

2.4 零部件的建模

2.5 本章小结

第3 章 虚拟试验机的多媒体和交互性设计

3.1 引言

3.2 虚拟试验机的多媒体设计

3.2.1 声音的加入

3.2.2 贴图的使用

3.2.3 VRML动画技术

3.3 虚拟试验机典型动画的建模

3.3.1 主轴旋转动画的制作

3.3.2 动态文本的制作

3.4 交互性设计

3.4.1 VRML交互性设计方法

3.4.2 虚拟试验机典型的交互性设计

3.5 本章小结

第4 章 神经网络在虚拟摩擦试验机中的应用

4.1 人工神经网络概述

4.2 人工网络神经元的结构

4.3 神经网络训练试验样本的制作

4.3.1 试验条件

4.3.2 试验结果

4.4 应用RBF神经网络对试验样本进行训练

4.4.1 神经网络训练的设计

4.4.2 训练结果

4.5 本章小结

第5 章 虚拟试验机的数据通信设计

5.1 引言

5.2 MATLAB神经网络训练与数据库之间的数据通信

5.2.1 试验样本数据库的建立

5.2.2 数据源的配置

5.2.3 MATLAB访问数据库

5.3 JAVA与VRML之间的数据通信

5.3.1 脚本编程接口SAI交互

5.3.2 外部编程接口(EAI)交互

5.4 本章小结

第6 章 程序的调试和运行

6.1 程序的调试和运行

第7 章 全文总结及展望

7.1 本研究已取得的研究成果及结论

7.2 研究中存在的缺陷及今后的展望

参考文献

致谢

附录 攻读硕士期间发表的论文