发电设备虚拟检修中建模技术研究与应用

摘要

随着水轮发电机组向高参数、大容量、复杂化的方向发展，传统的图纸文件和检修文档资料难以清晰、形象的描述设备的机械结构和装配约束以及检修工艺过程。因此导致员工的专业培训周期长，无法满足电厂对专业检修人员日益增长的需求。
　　然而，我们发现在工程化应用中，大多数基于虚拟现实技术的检修培训平台，专业性不强、真实感低、沉浸感弱，没有充分考虑到人性化设计。因而，用更加直观、以近乎接近真实环境的方式来重现检修工艺过程显得至关重要，本文以“基于虚拟现实的大型轴流转浆式水轮机检修培训与考核系统设计”项目开发为契机，对发电设备虚拟检修中建模技术展开研究，并在项目开发中合理运用。
　　本文首先介绍了智能电网要求下智能电站建设的必要性，说明了虚拟检修技术在发电设备检修培训中必不可少。并分析了国内外现状，对发电设备虚拟检修平台展开分析，包括发电设备的三维可视化描述方法、检修工艺设计分析、场景搭建软件介绍。接着提出了发电设备的模型多层次集成化建模技术，分别对调速系统阀体及油路模型、水轮机机组模型展开多手段、多特征分类建模，完成了对发电设备基本模型的虚拟表达。在场景搭建的基础之上，本文深入研究了模型优化技术和贴图制作技术。分别实现了多边形简化技术、光照模型和纹理映射技术在系统中的应用。在视景增强方面，本文分别在3ds Max和Unity3d下生成Lightmap贴图，更加真实的模拟现场光照信息，最终完成了检修场景的可视化重现。
　　在文章的最后，对论文的研究工作以及取得的成果进行了总结，对未来工作做了进一步的展望，并提出了一些建议。

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1. 绪论

1.1引言

1.2课题背景

1.3国内外研究现状及存在问题

1.4本文研究内容与意义

2. 水力发电设备虚拟检修平台设计分析

2.1水力发电设备三维可视化描述方法

2.2水力发电设备虚拟检修工艺设计分析

2.3虚拟检修场景搭建软件介绍

3. 检修环境下水力发电设备的复杂模型构建方法

3.1复杂设备的多层次集成化建模方法

3.2调速系统阀体及油路的细节化建模

3.3水轮机机组模型的层次化建模

4. 水力发电设备复杂场景的可视化重现方法

4.1 3ds Max中LOD模型制作方法

4.2 3ds Max下模型的贴图处理方法

4.3视景增强方法

5. 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献