船舶电气故障诊断的辅助训练系统研究

发布时间：2017-09-03 00:00

  本文关键词：船舶电气故障诊断的辅助训练系统研究

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【摘要】：随着计算机以及虚拟现实技术的发展,将虚拟现实技术应用到船舶仿真教育,已逐渐成为当代轮机仿真系统研究的一个重要方向。针对目前轮机模拟器中仍缺乏适用于船舶电气系统的故障诊断辅助训练系统的现状,结合《中华人民共和国海船船员适任考试大纲》的要求,本文以大连海事大学教学实习船"育鲲"轮应急消防泵控制系统为设计对象,研究并设计适用于部分电气控制系统的故障诊断辅助训练系统。学员在辅助训练系统中进行故障诊断时,需要依据测量所得的电压或电阻判断电路故障点,而电路的电压和电阻需要由计算机计算得出,因此本文的主要研究内容就是虚拟电路中电压电阻计算方法的研究。本文首先依据船舶电气故障诊断的适任考试需求和教学训练需求,设计辅助训练系统制作方案;其次利用三维建模软件建立消防泵电气系统相关模块的三维模型,依据电路图在虚拟场景中建立电路拓扑的数学模型;最后基于电路拓扑着色,研究设计电路拓扑中任意节点间的电压和电阻的分析计算方法,并进行人机交互编程和故障预设。在辅助训练系统中,学员可以进行设备操作、电路拆卸和参数测量等交互行为。测试结果表明,系统可以进行电气控制系统断电和带电时的故障查找操作,可以依据操作内容实现电路运行状态和测量结果的准确显示,满足船舶电气系统故障诊断的考试训练需求。
【关键词】：船舶电气系统 虚拟现实 拓扑着色 人机交互 故障诊断
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U672
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 选题背景及其研究意义10-11
• 1.2 电气故障诊断的辅助训练系统研究11-14
• 1.2.1 常用电路仿真软件11-12
• 1.2.2 电路虚拟实验室的发展现状12-14
• 1.3 主要研究内容及工作流程14-16
• 1.3.1 主要研究内容14-15
• 1.3.2 工作流程15-16
• 1.4 本文章节安排16-18
• 第二章 系统整体设计方案18-25
• 2.1 适任考试和教学训练需求18-20
• 2.1.1 系统功能需求19-20
• 2.1.2 系统内容20
• 2.2 电路分析20-23
• 2.2.1 电路参数计算方法的分析20-23
• 2.2.2 电路运行逻辑分析23
• 2.3 辅助训练系统的实现方法23-25
• 2.3.1 建模工具选择23-24
• 2.3.2 引擎平台选择24-25
• 第三章 辅助训练系统建模25-31
• 3.1 场景建模设计25-27
• 3.2 电路模型的建立27-31
• 3.2.1 电路拓扑模型描述27
• 3.2.2 电路拓扑存储方式选择27-28
• 3.2.3 消防泵控制箱电路拓扑实现28-31
• 第四章 船舶电气系统中电压的计算方法31-37
• 4.1 电压计算方法的选择31-32
• 4.2 网络拓扑着色32
• 4.3 电路电压辨识方法32-34
• 4.4 电路电压计算的实现34-37
• 4.4.1 拓扑着色方法的选择34-35
• 4.4.2 电压辨识的编程实现35-37
• 第五章 电路电阻计算方法37-47
• 5.1 电阻计算时的拓扑着色37-39
• 5.1.1 电路拓扑着色目的37-38
• 5.1.2 电路拓扑结构的动态跟踪38-39
• 5.2 电路拓扑中任意节点间电阻的辨识39-44
• 5.2.1 建立电路拓扑的节点和支路相关矩阵40-41
• 5.2.2 支路变换方法41-44
• 5.2.3 电阻辨识步骤44
• 5.3 算例分析44-47
• 5.3.1 电路网络拓扑着色45
• 5.3.2 虚拟电路电阻辨识45-47
• 第六章 船舶电气故障诊断的辅助训练系统的实现47-59
• 6.1 辅助训练系统的交互界面设计47-48
• 6.2 故障设置方案48-50
• 6.3 辅助训练系统功能设计50-55
• 6.3.1 放大镜功能的实现51
• 6.3.2 查看电路图功能的实现51-53
• 6.3.3 操作工具功能的实现53-54
• 6.3.4 备件库的元器件替换功能的实现54
• 6.3.5 辅助训练系统的其他辅助功能54-55
• 6.4 系统设计方法的应用55-58
• 6.5 程序生成与发布58-59
• 第七章 结论与展望59-61
• 参考文献61-66
• 致谢66-67
• 研究生履历67

【参考文献】

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本文编号：781623