基于VR的仿真工厂智能考评与故障模拟系统设计
发布时间：2021-05-08 06:51
随着现代石油处理技术的持续发展,石油化工企业在智能化水平和生产效率上得到飞速提升,工艺流程越来越复杂,自动化程度不断提高,化工类职业院校传统课堂教学的培养方式已经满足不了企业对技术工人实际操作与故障排除能力的要求。针对现有的考评系统出卷效率低下和故障模拟缺乏三维沉浸感的问题,本文设计了基于VR（虚拟现实）的仿真工厂智能考评与故障模拟系统,帮助企业和学校培养符合现代化石油化工生产需求的技术人才。主要工作包括:（1）研究了仿真工厂基于混合遗传算法的智能考评算法。首先,介绍了遗传算法和模拟退火算法的概念与算法流程,比较了两个算法的特点,研究了混合遗传算法,混合遗传算法将遗传算法和退火算法的优点融合到一起,在解决组合优化问题上有明显的优势,随后研究了考评系统中智能组卷的问题,本质上就是求解带约束多目标优化问题,通过对组卷问题数学建模,设计了基于混合遗传算法智能组卷算法,通过实验验证了该算法优秀地解决了智能组卷问题。（2）设计了仿真工厂智能考评与故障模拟系统的总体架构。利用模块化设计的思路,将系统分为了场景模拟子系统、故障模拟子系统、智能考评子系统三个部分,并对子系统进行了介绍,为后面子系统的详...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究进展及存在的问题
1.2.1 国内外研究进展
1.2.2 存在的问题
1.3 论文研究的主要内容和创新点
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 论文的创新点
1.4 论文的组织结构
第2章 基于混合遗传算法的智能考评算法研究
2.1 引言
2.2 混合遗传算法的介绍
2.2.1 模拟退火算法简介与基本原理
2.2.2 遗传算法的基本概念及步骤
2.2.3 混合遗传算法基本思想及流程
2.3 智能组卷问题的定义与数学建模
2.3.1 智能组卷问题的定义
2.3.2 组卷问题的数学模型
2.4 混合遗传算法设计
2.5 实验设计与结果
2.6 本章小结
第3章 基于VR的仿真工厂智能考评与故障模拟系统的架构设计
3.1 引言
3.2 系统设计要求与原则
3.2.1 系统设计总体要求
3.2.2 系统设计遵循的原则
3.3 系统的总体架构设计
3.3.1 场景模拟子系统
3.3.2 故障模拟子系统
3.3.3 智能考评子系统
3.4 本章小结
第4章 场景模拟子系统设计
4.1 引言
4.2 虚拟现实仿真技术与建模基础
4.2.1 虚拟仿真技术概述及特点
4.2.2 虚拟现实建模基础
4.3 原油及水处理虚拟场景的设计
4.3.1 开发工具
4.3.2 虚拟场景的构建
4.4 面向原油及水处理虚拟场景的关键技术
4.4.1 人物漫游
4.4.2 人机交互
4.4.3 UI设计
4.4.4 多人协作
4.5 DCS与虚拟现实的通信连接
4.5.1 DCS场景设计
4.5.2 DCS的OPC通信方式
4.5.3 DCS与虚拟现实平台的连接
4.6 本章小结
第5章 故障模拟子系统设计
5.1 故障模拟子系统的总体设计
5.2 故障类型分类及排除方法研究
5.2.1 故障类型分类
5.2.2 故障排除方法研究
5.3 三维故障模拟设计
5.3.1 三维故障的设置
5.3.2 三维故障可视化设计
5.3.3 三维故障排除方案可视化设计
第6章 智能考评子系统设计
6.1 引言
6.2 智能考评子系统架构
6.3 智能考评子系统功能模块设计
6.4 本章小结
第7章 系统在原油及水处理场景中的应用
7.1 引言
7.2 原油及水处理工艺介绍
7.3 智能考评子系统的实现
7.4 故障模拟子系统案例实现
7.4.1 稀油两相净化油罐着火
7.4.2 稀油两相加热炉进口阀后端法兰刺油
7.4.3 稀油两相混合故障
7.5 OPC客户端与DCS的通信测试
7.6 原油及水处理现场实物图
第8章 总结与展望
8.1 总结
8.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于MAYA建模模块在虚拟现实领域的应用研究[J]. 陈彦伯. 数字技术与应用. 2018(03)
[2]几种常用阀门的特点探讨[J]. 贾延超,井启庆,赵理生. 山东化工. 2018(01)
[3]基于OTS教学工厂基础上的化工原理课程教学改革探索——以中国矿业大学银川学院为例[J]. 郭靖. 内蒙古石油化工. 2017(10)
[4]虚拟现实技术在高校课堂教学中的应用[J]. 李勇. 中国新通信. 2017(14)
[5]离心泵汽蚀实验研究型教学方法探索[J]. 孙卓辉,王君,王振波,王龙庭. 实验室研究与探索. 2017(07)
[6]石油化工沉浸式3D仿真系统的设计与实现[J]. 葛铭,朱一龙,魏江,郑小青. 计算机与应用化学. 2017(06)
[7]虚拟现实三维场景建模与人机交互应用技术研究[J]. 蔺薛菲. 艺术与设计(理论). 2017(04)
[8]虚拟现实在教育中的应用:优势与挑战[J]. 丁楠,汪亚珉. 现代教育技术. 2017(02)
[9]COM组件技术探究[J]. 张春艳,张海波. 电脑知识与技术. 2016(33)
[10]基于Unity3D的室内漫游系统[J]. 肖建良,张程,李阳. 电子设计工程. 2016(19)
硕士论文
[1]煤矿供配电故障模拟与诊断系统的设计与实现[D]. 陈小彪.杭州电子科技大学 2018
[2]多人协作的小修作业虚拟仿真培训系统研究[D]. 岳岩岩.东北石油大学 2016
[3]仿真技术在化工工艺课程中的教学辅助应用研究[D]. 王跃立.云南师范大学 2014
[4]吉林石化公司苯乙烯装置仿真培训系统开发过程研究[D]. 王伟民.吉林大学 2013
[5]基于ASP.NET的网络考试系统的设计与实现[D]. 杨战旗.南京理工大学 2010
[6]网上考试系统设计与实现[D]. 李艳华.西安电子科技大学 2010
[7]精馏塔动态模型建立及故障模拟[D]. 王树杰.青岛科技大学 2008
[8]电力系统故障仿真培训系统的设计与开发[D]. 宋丹.大连理工大学 2007
[9]基于WEB的化工仿真培训系统的研究与应用[D]. 王峰.浙江大学 2007
[10]智能化网络考评系统的设计与实现[D]. 于秀芸.天津大学 2007
本文编号：3174879
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究进展及存在的问题
1.2.1 国内外研究进展
1.2.2 存在的问题
1.3 论文研究的主要内容和创新点
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 论文的创新点
1.4 论文的组织结构
第2章 基于混合遗传算法的智能考评算法研究
2.1 引言
2.2 混合遗传算法的介绍
2.2.1 模拟退火算法简介与基本原理
2.2.2 遗传算法的基本概念及步骤
2.2.3 混合遗传算法基本思想及流程
2.3 智能组卷问题的定义与数学建模
2.3.1 智能组卷问题的定义
2.3.2 组卷问题的数学模型
2.4 混合遗传算法设计
2.5 实验设计与结果
2.6 本章小结
第3章 基于VR的仿真工厂智能考评与故障模拟系统的架构设计
3.1 引言
3.2 系统设计要求与原则
3.2.1 系统设计总体要求
3.2.2 系统设计遵循的原则
3.3 系统的总体架构设计
3.3.1 场景模拟子系统
3.3.2 故障模拟子系统
3.3.3 智能考评子系统
3.4 本章小结
第4章 场景模拟子系统设计
4.1 引言
4.2 虚拟现实仿真技术与建模基础
4.2.1 虚拟仿真技术概述及特点
4.2.2 虚拟现实建模基础
4.3 原油及水处理虚拟场景的设计
4.3.1 开发工具
4.3.2 虚拟场景的构建
4.4 面向原油及水处理虚拟场景的关键技术
4.4.1 人物漫游
4.4.2 人机交互
4.4.3 UI设计
4.4.4 多人协作
4.5 DCS与虚拟现实的通信连接
4.5.1 DCS场景设计
4.5.2 DCS的OPC通信方式
4.5.3 DCS与虚拟现实平台的连接
4.6 本章小结
第5章 故障模拟子系统设计
5.1 故障模拟子系统的总体设计
5.2 故障类型分类及排除方法研究
5.2.1 故障类型分类
5.2.2 故障排除方法研究
5.3 三维故障模拟设计
5.3.1 三维故障的设置
5.3.2 三维故障可视化设计
5.3.3 三维故障排除方案可视化设计
第6章 智能考评子系统设计
6.1 引言
6.2 智能考评子系统架构
6.3 智能考评子系统功能模块设计
6.4 本章小结
第7章 系统在原油及水处理场景中的应用
7.1 引言
7.2 原油及水处理工艺介绍
7.3 智能考评子系统的实现
7.4 故障模拟子系统案例实现
7.4.1 稀油两相净化油罐着火
7.4.2 稀油两相加热炉进口阀后端法兰刺油
7.4.3 稀油两相混合故障
7.5 OPC客户端与DCS的通信测试
7.6 原油及水处理现场实物图
第8章 总结与展望
8.1 总结
8.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于MAYA建模模块在虚拟现实领域的应用研究[J]. 陈彦伯. 数字技术与应用. 2018(03)
[2]几种常用阀门的特点探讨[J]. 贾延超,井启庆,赵理生. 山东化工. 2018(01)
[3]基于OTS教学工厂基础上的化工原理课程教学改革探索——以中国矿业大学银川学院为例[J]. 郭靖. 内蒙古石油化工. 2017(10)
[4]虚拟现实技术在高校课堂教学中的应用[J]. 李勇. 中国新通信. 2017(14)
[5]离心泵汽蚀实验研究型教学方法探索[J]. 孙卓辉,王君,王振波,王龙庭. 实验室研究与探索. 2017(07)
[6]石油化工沉浸式3D仿真系统的设计与实现[J]. 葛铭,朱一龙,魏江,郑小青. 计算机与应用化学. 2017(06)
[7]虚拟现实三维场景建模与人机交互应用技术研究[J]. 蔺薛菲. 艺术与设计(理论). 2017(04)
[8]虚拟现实在教育中的应用:优势与挑战[J]. 丁楠,汪亚珉. 现代教育技术. 2017(02)
[9]COM组件技术探究[J]. 张春艳,张海波. 电脑知识与技术. 2016(33)
[10]基于Unity3D的室内漫游系统[J]. 肖建良,张程,李阳. 电子设计工程. 2016(19)
硕士论文
[1]煤矿供配电故障模拟与诊断系统的设计与实现[D]. 陈小彪.杭州电子科技大学 2018
[2]多人协作的小修作业虚拟仿真培训系统研究[D]. 岳岩岩.东北石油大学 2016
[3]仿真技术在化工工艺课程中的教学辅助应用研究[D]. 王跃立.云南师范大学 2014
[4]吉林石化公司苯乙烯装置仿真培训系统开发过程研究[D]. 王伟民.吉林大学 2013
[5]基于ASP.NET的网络考试系统的设计与实现[D]. 杨战旗.南京理工大学 2010
[6]网上考试系统设计与实现[D]. 李艳华.西安电子科技大学 2010
[7]精馏塔动态模型建立及故障模拟[D]. 王树杰.青岛科技大学 2008
[8]电力系统故障仿真培训系统的设计与开发[D]. 宋丹.大连理工大学 2007
[9]基于WEB的化工仿真培训系统的研究与应用[D]. 王峰.浙江大学 2007
[10]智能化网络考评系统的设计与实现[D]. 于秀芸.天津大学 2007
本文编号：3174879
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