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VLCC船舶推进系统仿真及虚拟现实的实现
| 论文题名： | VLCC船舶推进系统仿真及虚拟现实的实现 |
| 关键词： | 超大型油轮;船舶推进系统;轮机模拟器;虚拟现实技术;立体虚拟机舱 |
| 摘要： | 在当今航海教育领域，船舶轮机模拟器已成为轮机教育与培训的重要手段。传统的轮机模拟器训练系统多为半物理或二维软件界面。这种训练系统较为抽象，在应用中缺乏动态展示，难以看到机舱真实画面。虚拟现实技术为轮机模拟器的发展带来了机遇。本文将船舶推进系统数学模型仿真与虚拟现实技术相结合，二维仿真界面与三维虚拟场景相结合，实现了一个高品质的立体虚拟机舱系统。研究内容如下: 建立了船舶推进系统仿真模型，包括柴油机本体模型、螺旋桨模型、船-机-桨配合模型等。其中柴油机模型结合了热力学原理和柴油机建模方面比较流行的容积法原理创建，柴油机容积法模型仿真速度较快、精度较高，依据模块化思想在MATLAB/SIMULINK中对柴油机气缸工作过程、进排气系统、中冷器、涡轮增压器、调速机构、输出扭矩进行模型建立。并根据螺旋桨推进特性曲线建立螺旋桨推力模型和船-机-桨配合模型。 采用3ds Max软件建立推进系统三维模型，包括柴油机、轴系、船体、推进器、虚拟环境等。以Unity3D虚拟现实开发引擎为平台，设计整个虚拟机舱系统的架构，并在该引擎中实现虚拟机舱二维仿真界面、虚拟机舱三维场景、数据仿真模型。机舱二维仿真界面集成船舶系统的结构与操作，虚拟机舱三维场景再现实船画面，数据仿真模型实现了虚拟机舱中的逻辑控制以及数学模型仿真。为方便学员认识操作，在引擎中实现自动寻径功能。 实现本课题中虚拟机舱推进系统与大连海事大学轮机模拟器硬件平台的通讯交互，使之既可以作为独立系统进行仿真模拟训练，又可以作为DMS-2011型全任务训练系统的补充进行联合运行。 |
| 作者： | 吕海平 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 张均东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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