三维可视化柴油机的在线监测技术及系统

摘要

柴油机作为最常用的动力机械设备，其工作状态的好坏直接影响着机械设备的运行安全，一旦发生故障，将会造成很大的经济损失，因此对柴油发动机的运行状况进行监测及科学评估具有重要意义。当前，计算机三维可视化技术的发展，为柴油机状态参数在线监测的提供了一种新的展现交互途径，使柴油机的在线监测及分析更加立体直观，对柴油机运行状态的数据分析、故障诊断、技术维护等具有重要的意义。
　　本文主要研究了三维可视化柴油机的在线监测技术及系统，对柴油机三维可视化实现进行了系统的研究，确定了柴油机的三维可视化监测方案。同时对柴油机的关键状态参数进行了监测研究，分析了光纤测试数据的网络传输方式，最后基于监测数据和三维可视化模型开发了在线监测软件系统。本文的具体研究内容如下:
　　首先，对柴油机在线监测的理论进行了总结，概述了当前计算机三维交互技术的和在线监测技术的发展状况。
　　其次，介绍了三维可视化的技术原理和实现过程，提出了柴油机三维可视化实现方案，具体是利用Proe软件进行了部分零部件三维建模和模型装配，随后利用3ds max软件进行了数据格式的转换和模型渲染，最后基于Java3D图形引擎JPCT实现三维模型的二次开发。
　　然后，对柴油机关键状态参数进行了监测分析，阐述了当前光纤传感测试技术，对柴油机温度及振动两个关键参数设计了测试系统，进行了实验测试分析。
　　最后，进行了柴油机监测及分析的软件系统研制，基于J2EE架构，采用Java+MySQL技术实现了柴油机的在线监测平台的搭建，借助JPCT实现了PC端的三维交互效果。借助Android开发技术，设计了柴油机移动信息管理软件系统，借助JPCT-AE实现了Android平台的三维模型交互。同时结合GIS技术，实现了手机端的GIS地图服务。通过双平台的搭建实现了柴油机状态参数的立体化、智能化分析管理。
　　论文的最后总结当前的课题研究工作，指出了工作中的不足，对下一步的研究进行了展望。

目录

声明

摘要

1．1 课题研究的目的和意义

1．2 三维可视化技术发展

1．3 在线监测技术发展

1．3．1 国内外在线监测技术发展

1．3．2 在线监测技术在柴油机上的应用

1．4 论文的主要内容和章节安排

第二章 柴油机三维可视化实现

2．1 三维可视化筒述

2．1．1 三维可视化原理

2．1．2 三维可视化的实现过程

2．2 三维建模

2．2．1 Proe和3ds Max简介

2．2．2 三维模型建立

2．2．3 三维模型装配分析

2．3 三维可视化分析

2．3．1 三维可视化技术

2．3．2 柴油机三维可视化分析设计

2．4 本章小结

第三章 柴油机关键状态参数的在线监测

3．1 柴油机状态参数监测概述

3．2 光纤传感测试技术

3．2．1 光纤温度传感器

3．2．2 光纤振动传感器

3．3 柴油机温度参数监测分析

3．3．1 光纤光栅温度感知机理

3．3．2 光纤光栅预处理

3．3．3 柴油机缸盖温度测试系统及实验

3．3．4 柴油机缸盖温度场模拟仿真

3．4 柴油机振动参数监测分析

3．4．1 光纤光栅应力感知机理

3．4．2 柴油机振动测试实验

3．5 本章小结

第四章 三维可视化柴油机的在线监测软件系统

4．1 软件系统总体设计

4．2 服务器设计

4．2．1 web服务配置

4．2．2 GIS服务

4．2．3 数据库设计

4．3 系统PC客户端实现

4．3．1 登录模块实现

4．3．2 主模块实现

4．4 系统Android客户端实现

4．4．1 Android平台简介

4．4．2 Android客户端总体框架设计

4．4．3 Android客户端功能模块实现

4．4．4 ArcGIS在Android平台的应用

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文、专利和参与的项目