风电机组虚拟仿真系统的设计与实现

研究并实现了基于虚拟现实技术的风电机组仿真系统,用户可利用该系统学习风电机组的结构、安装过程、巡检流程,并可在虚拟风电场中漫游。基于三维建模工具对风电机组主要零部件如叶片、齿轮传动系统、轮毂、变速箱体、电机、风电机组塔架等进行建模;利用虚拟现实技术实现了风电机组结构、功能和拆装过程的动态演示,对风电机组安装过程和运行过程进行了仿真,提出了通过风速计算风轮转速的方法;构建了虚拟巡检人员模型和动作库,通过巡检线路关键点控制虚拟人巡检风电机组的过程,通过动作融合技术把动作序列自然地连接在一起;构建了巡检信息数据库,在虚拟巡检中实时读取机组巡检信息数据库中的相关信息并显示到屏幕上,使用户实时得到巡检相关信息。该系统适用于风电机组检修和安装人员的培训学习。     

基于Web的虚拟实验室建设策略与关键技术研究

介绍了虚拟实验室的建设策略与关键技术,包括虚拟实验室的系统平台结构、组成部分设计和开发方式等,提出了虚拟实验室元器件库的建模方法、网络化平台方案、Web技术的运用方法和虚拟实验室管理平台设计方式,为开发工科类课程虚拟实验室提供了技术支持和理论基础。     

基于虚拟现实技术的电子虚拟实验室的构建

应用虚拟现实技术构建的电子虚拟实验室与传统的电子实验室相比,有着巨大的优越性.本文就虚拟现实技术在构建虚拟电子实验室方面的应用进行说明,介绍了虚拟电子实验室构成的硬件和软件平台,及具体的构建方法,主要侧重于介绍电子虚拟仪器的构建以及虚拟电子实验室的构建.文中结合作者自己研究实现的成果,分别以虚拟的低频信号发生器和虚拟的电路实验为代表,以实际的例子加以说明电子虚拟实验室在构建过程中的关键技术.     

引入实拍全景的虚拟现实系统

将实拍全景技术引入传统虚拟现实系统,得到一种虚拟建模与实拍全景相融合的新型虚拟现实系统构建方法。分析了虚拟建模的流程和特点,给出了实拍全景的原理和方法,并通过构建磨煤机车间虚拟现实系统进行应用验证。验证结果表明,这一新型虚拟现实系统可以有效地结合实拍全景画质真实和虚拟建模互动交互的优点,能够广泛应用于各类系统或产品的结构展示、培训教学与维修维护等。通过引入实拍全景技术,拓宽了原有虚拟现实系统的应用范围。     

基于Java3D的网络物理实验室的研究与实践

选用Java平台实现大学物理课程的网络实验室,使用Java3D实现了物理实验室的三维虚拟与仿真,阐述了建模、编译、发布资源的完整过程,学生通过网络访问并进行实验仿真,可在普通浏览器内打开虚拟实验,不需要安装任何插件.三维立体效果和交互设计既提高了学生的实验兴趣,也丰富了学习体验.     

基于LabVIEW的通信专业远程虚拟实验室

结合虚拟仪器技术和网络技术的远程虚拟实验室,以其诱人的应用前景吸引了大批专家学者的注意力,均在大力开发研究。本文介绍了基于LabVIEW的通信专业远程虚拟实验室的设计与实现。基于LabVIEW开发平台和PCI-6111采集卡,设计了通信原理虚拟实验系统,包括5个虚拟实验和3个虚拟仪器,并将整个系统网络化,形成远程虚拟实验室。     

高校实训教学的虚拟现实技术研究

以电气工程虚拟演练重点实验室为例 ,介绍虚拟现实技术进入高校教学 ,提出综合运用多媒体技术、虚拟现实技术和网络技术 ,避免采用数据头盔等极其昂贵设备的半实物虚拟仿真方案 ,充分发挥虚拟现实技术的集成性、控制性和交互性的特点 ,这种方式还可向网络学校、虚拟教育延伸     

基于多视角视频的目标识别与虚拟化身生成系统

虚拟现实技术在交通领域具有广泛的应用前景,可以提升工作效率、降低成本。该系统利用虚拟现实技术,基于多视角视频的目标识别与虚拟化身生成技术构建地铁驾驶舱虚拟孪生系统,实现了对真实驾驶舱的快速准确监控,全方位提升监控系统的感知能力。该地铁驾驶舱虚拟孪生系统为构建集感知、调度、管理、应急及服务于一体的地铁数字孪生平台奠定了基础。     

输电线路运检三维仿真培训系统的设计与开发探讨

在保证人员安全的前提下,为进一步提升培训效果,提出了一种应用于输电线路运行与检修的三维仿真培训系统。该系统基于虚拟现实技术开发,利用三维建模技术以及线路元件参数还原了输电线路的虚拟场景,采用可视化交互技术使培训人员与虚拟场景进行交互,使用Quest 3D搭建平台实现了培训系统的各功能模块。主要介绍系统的特征、功能以及系统开发与实现过程中的关键技术。该系统电力企业培训带来了一种有效的方式,弥补了传统培训的不足,提升了培训效果。     

输电线路运检三维仿真培训系统的设计与开发探讨

在保证人员安全的前提下,为进一步提升培训效果,提出了一种应用于输电线路运行与检修的三维仿真培训系统.该系统基于虚拟现实技术开发,利用三维建模技术以及线路元件参数还原了输电线路的虚拟场景,采用可视化交互技术使培训人员与虚拟场景进行交互,使用Quest?3D搭建平台实现了培训系统的各功能模块.主要介绍系统的特征、功能以及系统开发与实现过程中的关键技术.该系统电力企业培训带来了一种有效的方式,弥补了传统培训的不足,提升了培训效果.     

基于行为仿真的变电站仿真系统

为了降低变电站培训成本与提高培训的真实感,对变电站中人的行为进行了研究与仿真,结合虚拟现实技术、虚拟人行为仿真技术设计并实现了一套变电站仿真系统。利用三维建模技术构建了变电站中的主要虚拟人模型和主要的场景模型;利用行为建模技术为变电站中的虚拟人建立了行为动画;利用开源场景图形库(OSG)平台与骨骼动画引擎(Cal3D)平台实现了变电站的漫游仿真与虚拟人行为控制仿真,提出并实现了基于属性与碰撞检测的虚拟人行为生成算法,设计并实现了一套辅助子系统用于辅助用户完成变电站中的仿真与设备查询。实验结果显示,设计实现的仿真系统仿真效果较好,具有一定的实用性和现实意义。     

混合建模技术在虚拟现实组态软件中的应用

传统组态软件由于其二维特征,使画面的丰富性和浸入感受到很大限制,基于虚拟现实技术的组态软件很好地解决了这个问题。针对建模技术的选择是问题的关键之一,对3种建模技术分别进行了介绍和特点分析,提出混合建模技术是构建基于虚拟现实组态软件场景比较理想的方法,并对系统建模的流程以及涉及的几个关键问题进行了说明。利用虚拟现实开发工具软件,采用提出的混合建模方法开发了虚拟现实组态软件的组态与运行程序,实验结果表明了方法的可行性。     

基于资产类模型和空间信息模型的输电线路三维可视化平台

以公共信息模型(CIM)的输电线路模型和地理信息系统(GIS)技术为基础,将三维模型、虚拟现实及电网信息集成相结合,对CIM模型进行了拓展定义,提出基于资产类模型和空间信息模型的输电线路三维可视化平台的基本架构;并针对电网空间坐标信息在三维平台中坐标转换精度偏低的问题,提出一种基于遗传算法的坐标转换方法,从而可在三维GIS场景中准确定位杆塔以线路的位置和方向。实验验证了所提方法的有效性和正确性。     

基于LabVIEW的智能照明网络虚拟实验系统设计

随着网上教育的广泛应用,基于网络的虚拟实验研究逐渐被人们关注。虚拟实验是现代创新教育的重要手段,是实现教学资源共享与优化配置的重要方式。以智能照明控制系统为例,以LabVIEW软件为平台,以办公室环境为对象设计了智能照明网络虚拟实验系统。该系统能满足远程场景控制、移动探测器控制、照度控制、现场控制、时间控制等多种控制要求,实现照明自动控制,以满足智能照明虚拟实验的需求。所建立的智能照明网络虚拟实验系统解决方案,可实现对高校智能建筑实验室现有实验系统的补充,具有较强的实际应用价值。     

A Theoretical and Experimental Study of a Laboratory Wind Turbine Emulator using DC-Motor Controlled by an FPGA-Based Approach

Abstract

The aim of this study is to carry out a Wind Turbine Emulator (WTE) which represents the important hardware part to behave as a real wind turbine system with respect to the introduced wind timeseries for improving the wind power system technology control in laboratory. The proposed WTE consists of a variable speed drive which controls a DC motor as a prime mover coupled to a PMSG operated in open loop. The novelty appears in the modeling and configuration of wind timeseries, aerodynamic and mechanical aspects of the wind turbine and its control strategy by using Xilinx System Generator (XSG) as a dataflow design tool based on graphical user interface Simulink which ensures a rapid architectures prototyping. Moreover, the dynamic performance of the modeled system under Matlab/XSG environment is presented and discussed. The motor drive is performed by a DC/DC buck converter controlled by PWM strategy implemented on FPGA board. An experimental platform of the entire wind energy conversion system is built. Experimental results verified and validated the wind turbine emulator operation using a variable wind speed.     

Augmented reality systems for medical applications

Augmented reality (AR) is a technology in which a computer-generated image is superimposed onto the user's vision of the real world, giving the user additional information generated from the computer model. This technology is different from virtual reality, in which the user is immersed in a virtual world generated by the computer. Rather, the AR system brings the computer into the “world” of the user by augmenting the real environment with virtual objects. Using an AR system, the user's view of the real world is enhanced. This enhancement may be in the form of labels, 3D rendered models, or shaded modifications. In this article, the authors review some of the research involving AR systems, basic system configurations, image-registration approaches, and technical problems involved with AR technology. They also touch upon the requirements for an interventive AR system, which can help guide surgeons in executing a surgical plan     

汽车性能虚拟测试系统的设计与实现

提出了一种基于虚拟现实仿真技术的汽车性能虚拟测试系统实现方案。采用3D技术构建测试对象模型及测试场景;利用虚拟现实工具Virtools的building blocks（BB）脚本语言进行逻辑编程,实现对象物理化、碰撞检测、动态跟踪、测试数据实时处理等系统关键技术;并结合数据库技术使试验数据管理更加方便安全;利用测试平台对东风标致307进行了车辆动力性能仿真测试,测试结果与实际情况相近,初步验证了测试平台的可行性。     

基于Quest3D的PLC虚拟仿真系统设计

针对各高等院校PLC教学实训平台的欠缺,将虚拟现实技术应用在PLC控制系统中,构建一个虚拟仿真系统.以燃气锅炉为例,采用3ds Max软件建模、渲染,并将模型导入Quest3D,利用Quest3D中丰富的预设Channel搭建了一个燃气锅炉仿真系统,以硬件实物PLC为控制器,设计控制板和通信模块,实现PLC与虚拟现场景的交互.测试结果表明,通过该系统学生不仅可以编写并验证PLC程序,真正参与到与控制现场相似的操作中,清晰地了解PLC的控制与运行,而且避免设备的损坏和事故,节约实训成本,具有较高的安全性和经济性.     

基于Terra Vista的流域地形三维建模方法

三维地形建模是实现流域仿真模拟的基础工作，快速智能地生成三维地形则是地形建模的关键技术。本文结合都江堰流域地形模拟，基于Terra Vista软件进行了建模方法研究。将地形等高线资料、遥感影像资料和道路、水系、渠道、建筑物、植被等经过转换配准后，以地形DEM、遥感影像、矢量数据的形式集成于一体载入Terra Vista，统一生成了都江堰地形模型。文章阐述了地形生成的具体步骤，探讨了流域摸拟中天然河道和人工渠道的建模技术，为流域模拟仿真提供了快速智能的三维地形生成方案。