虚拟现实技术在汽轮机测控实验平台上的应用研究

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1、I：海大学硕十学位论文摘要虚拟现实技术是近十多年来发展起来的高新技术，被称为二十一世纪对人类有巨大影响的十大高新技术之一。目前，已被广泛的应用到军事、航空、建筑、医疗、娱乐等领域，但是在工业测控领域的应用却刚刚起步。随着科学技术的不断发展和融合，人们对人机交互界面越来越重视，而当前测控系统的界面丰要是二维图形和视频两种形式，其真实感和交互性不强。对此，本文将虚拟现实技术引入工业测控领域，探索了设计测控系统虚拟监控软件所需的理论技术基础和构建过程，并在汽轮机测控实验平台中进行了应用验证。故本文对于基于虚拟现实技术的新一代工控软

2、件界面的研究设计和开发应用是一次非常有价值的探索。本文的主要研究工作和特色如下：(1)分析了现有汽轮机测控系统的总体通信网络结构以及汽轮机实验平台的结构原理和系统构成，提出并设计了两种上位机三维监控软件的开发方案，一种是将虚拟现实技术和组态软件开发技术相结合的方法，另一种是基于虚拟现实技术、ActiveX控件开发技术以及串口通信技术相结合的方法，经过分析确定第二种为最终开发方案，对实际开发工作有效展开具有指导意义。(2)根据实验室场景的特点，完成了三维虚拟场景的构建、模型简化、场景真实性渲染等工作，并设计了自动漫游和自主漫游

3、双模式操作、实验中开关门动作、汽轮机蒸汽阀开关动作、汽轮机蒸汽仿真效果。尤其是对汽轮机蒸汽的构建，本文提出了一种新的构建方法——动态贴图法，它相对粒子系统法具有构建简单、逼真效果好的特点。(3)针对碰撞检测中求解物体间最短距离问题，从优化的角度出发，将距离的计算问题归结为带约束条件的非线性规划问题，因此本文利用免疫算法具有收敛到全局最优点的速度快且稳定的优点，提出采用免疫算法来求解该问题，并将其运用于虚拟场景的运动建模中，取得了良好的效果。(4)开发了虚拟仿真界面和虚拟监控界面，完成了虚拟现实系统的基本人机交互功能和测控系统

4、的监测功能，并实现了现场数据实时三维可视化的显示，以及虚拟仿真界面的远程浏览器浏览功能。经调试，本文设计的虚拟仿真界面和虚拟监控界面，运行结果良好。目前，上海大学硕一t-学位论文本文资助的课题——上海市经委装备制造业产学研合作项目已顺利通过专家验收，表明了本系统设计的先进性和可行性。关键词：虚拟现实人机界面测控系统碰撞检测汽轮机上海大学硕：t：学位论文ABSTRACTVirtualRealityTechnology(v】RT)isallemerginghightechnologydevelopedinrecentyears．

5、whichisregardedasthe1of10influentialHi—Techin21stCentury．Atpresent，ithasbeenwidelyappliedtoMilitary,Aviation，Architecture，Healthcare，andEntertainmentet．al，however,itisjustgettingstartedinthe“IndustryMonitoring&Control”field．Asscientifictechnologiesthedevelopedandin

6、tegrated，peoplepaymoreattentiontothe“HumanMachineInteractiveInterface”，however,theinterfaceofthe“Monitoring&ControlSystem”includes2-Dgraphandvideo．whosesenseofreality＆interactivityisnotgood．Armingatthispoint．thisresearchintroducesthe“VirtuallyRealityTechnology'’int

7、o“IndustryMonitoring&Control”area,andexplores．Finallyitisappliedtothe“TurbineMonitoring＆ControlTestPlatform(TMCTP)”．So，fortheresearchanddevelopmentinthenewgenerationofIndustrialControlSoftwareInterfacebasedon“"0厂”：thisthesisisavaluableandmeaningfulexploration．Thema

8、inworkandfeatureofthisthesiscailbedeseribedasfollows：(1)Theoverallcommunicationnetworkstructure．constructionprincipleandsystemofTMCTPareanalyzed，