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原文传递减摇鳍三维仿真系统设计开发

论文题名：	减摇鳍三维仿真系统设计开发
关键词：	减摇鳍;虚拟现实;三维仿真系统;船舶适航性;软件系统
摘要：	减摇鳍是目前船舶减摇效果最好的减摇装置，该装置可以提升船舶航行的安全系数，提高船舶适航性。为了研究减摇鳍系统能够在复杂的海况干扰下达到良好的减摇效果，本文进行了减摇鳍的三维虚拟仿真系统的研究开发。　　本文从虚拟现实仿真技术原理及其关键技术出发以船舶减摇鳍控制系统作为研究对象，研究减摇鳍三维虚拟视景仿真实现船舶和减摇鳍在多种条件下的运动情况。首先根据随机海浪工作原理，利用海浪的波能谱密度，推导船舶横摇运动仿真中需要的随机海浪模型，并用进行仿真，得到良好的随机海浪仿真效果。再根据船舶运动原理，分析船舶横摇运动规律，确定船舶横摇运动数学模型。　　其次研究减摇鳍系统减摇原理，分析减摇鳍液压随动系统各个组成部分的工作原理并确定随动系统传递函数，分析减摇鳍的PID参数控制规律，并设计减摇鳍控制系统的PID控制器，结合船舶横摇运动数学模型完成船舶减摇鳍控制系统的数值仿真。　　最后，建立减摇鳍三维视景仿真系统，实现虚拟视景效果。根据系统各部分功能的不同，将系统划分为四个功能子块，即船舶和减摇鳍三维模型、数值仿真模块、船舶和减摇鳍运动显示模块及人机交互模块。分析研究三维建模方法，选择MultiGen Creator三维建模软件，使用OpenFlight层次数据库结构，应用实例化技术、纹理映射技术等构建船舶和减摇鳍三维实体模型；使用C++语言编写数值仿真模块代码实现船舶和减摇鳍运动，完成数值仿真模块的程序设计；利用Vega软件构建虚拟海洋场景并实现船舶和减摇鳍运动实时显示功能；编写代码，设计人机交互界面。设计模块间的通信策略及软件系统的程序流程控制方案，通过VC++编程语言在可视化视景仿真软件Vega中建立船舶减摇鳍虚拟现实仿真平台，完成船舶减摇鳍三维视景仿真系统，并验证视景仿真平台的可行性和有效性。
作者：	杨权
专业：	控制工程
导师：	吉明;赵林
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文