LNG船中压船舶电站的虚拟现实研究

发布时间：2017-05-15 15:15

  本文关键词：LNG船中压船舶电站的虚拟现实研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,世界经济一体化和贸易全球化趋势加剧,航运业也因为国际大环境的利好而蓬勃发展。船舶也随着航运业的发展而变得大型化,自动化,专业化。船员本身的素质也应相应提高以满足船舶发展的需要,培训船员需要更加先进且逼真的教学设备。目前,传统的船用模拟器主要采用实物或与二维界面实现相应的教育与培训。实物模拟器直观性强,操作逼真,但是扩展性差,造价很高,只能执行单人单次任务；而二维界面虽然造价低廉,但直观性较差,拟真度较低。可以说,这两类模拟器都很难满足教育与培训的需要。随着虚拟现实技术的引入与发展,现代船舶轮机模拟器可以利用三维技术带来的临场感与交互性,为教育机构提供一个优秀的虚拟操作平台。因此,国内外科研机构也积极地投入大量的人力物力到船用模拟器的研究和开发中。 船舶电站是船用模拟器的重要组成部分之一,本课题采用的是沪东中华造船有限公司建造,2009年交付使用的“大鹏星”号液化天然气船为母型船,结合大连海事大学轮机自动化实验室LNG轮机模拟器项目,旨在船舶电站模拟器中应用虚拟现实相关技术,开发出一套三维的LNG中压船舶电站系统。 本课题主要内容如下：首先简要介绍选题背景以及虚拟现实技术的概况,然后对LNG船中压电力系统进行分析。根据分析的情况,对中压电力系统各个部分进行相应的数学建模,同时利用MATLAB进行仿真验证模型的可靠性与真实性。依据实船资料,利用3DMAX制作配电板模型以及相应的模型贴图的渲染。利用XNA平台,将配电板模型导入,并写入数学模型对应的程序,实现对配电板三维模型的虚拟操作,完成电站仿真软件的开发。 本课题所提出的LNG中压船舶电站虚拟现实技术设计与研究方法,对船用模拟器在船舶电站上的开发有着一定的参考价值和借鉴意义。
【关键词】：虚拟现实技术 LNG中压船舶电站 建模仿真
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U665.12;TP391.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 选题背景及研究意义10-11
• 1.2 虚拟现实技术综述11-12
• 1.3 虚拟现实技术在国内外的研究现状12-14
• 1.3.1 国外虚拟现实技术研究发展状况12-13
• 1.3.2 国内虚拟现实技术研究发展状况13-14
• 1.4 本课题的创新点14-15
• 1.5 本课题主要研究内容15-16
• 第2章 LNG船中压电力系统分析16-23
• 2.1 LNG船中压电力系统的组成16-19
• 2.1.1 电源装置17-18
• 2.1.2 配电装置18
• 2.1.3 船舶电网18-19
• 2.1.4 电力负载19
• 2.2 LNG中压船舶电力系统的分析与设计19-23
• 第3章 中压船舶电力系统的数学模型及其仿真23-48
• 3.1 中压船舶电力系统数学模型23-24
• 3.2 同步发电机建模24-31
• 3.2.1 同步发电机建模简化假设24-25
• 3.2.2 同步发电机静止轴的方程25-29
• 3.2.3 同步发电机方程的标幺化29-31
• 3.3 励磁系统数学模型31-35
• 3.4 负载数学模型35-38
• 3.5 变压器准稳态模型38-40
• 3.6 船舶电力系统模型的仿真与检验40-48
• 3.6.1 MATLAB软件简介40-41
• 3.6.2 船舶电力系统仿真过程41-43
• 3.6.3 Simulink仿真模型数据验证43-48
• 第4章 LNG船舶电力系统电站3DMAX的建模48-56
• 4.1 LNG船舶电力系统配电板的模型建立方法及其流程48-49
• 4.2 利用Autodesk 3Ds Max制作配电板三维模型49-51
• 4.3 制作配电板的贴图51-56
• 第5章 LNG船舶电力系统虚拟现实56-65
• 5.1 用于制作虚拟现实环境平台介绍56-58
• 5.1.1 Microsoft Visual Studio软件介绍56
• 5.1.2 XNA平台介绍56-58
• 5.2 LNG船舶电力系统虚拟现实环境具体实现方法58-65
• 5.2.1 三维模型导入XNA环境过程58-59
• 5.2.2 虚拟摄像机部分开发设计59-60
• 5.2.3 虚拟现实三维碰撞检测及边界范围60-61
• 5.2.4 虚拟现实环境实现结果61-65
• 第6章 结论与展望65-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 作者简介71

【参考文献】

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本文编号：368122