三维虚拟无刷直流电机动态仿真方法研究

针对目前电机CAD软件直观性和交互性不强,本文设计了一个无刷直流电机(BLDCM)虚拟设计平台,将三维虚拟电机系统动态仿真引入到电机设计中。本系统采用3ds Max三维建模软件建立无刷直流电机系统仿真的虚拟场景,将电机系统虚拟仿真所需的数据存储在Microsoft SQL Server2005中以实现数据的共享,并使用OpenGL图形库对电机系统的三维模型进行重绘并控制以反映电机的实际运行状况。该软件提供了一个可视化的电机系统仿真环境,为电机设计的可靠性提供直观有效的依据。     

交互式自行车模拟器视景仿真系统开发

视景仿真系统是交互式自行车模拟器的重要组成部分。其给骑车者提供逼真的虚拟三维漫游场景。开发的视景仿真系统硬件上采用PowerWall虚拟现实系统，软件上基于自主开发的虚拟现实通用应用开发平台VR Flier，提高了开发的效率。VR Flier采用面向对象方法设计，能够全面地支持小同领域和不同规模的VR应用开发。视景仿真系统通过优化以及动态调度三维场景模型的方法提高了大范围漫游场景的渲染帧率；并对场景路面坡度及视景转向信号进行平滑处理，获得很好的视景仿真效果。     

基于虚拟现实的三维园林景观设计仿真系统

现有的园林景观专业CAD软件对三维模型及虚拟仿真效果表达有限,只能进行二维施工图绘制.为解决动态景观特性,研发了虚拟现实技术的三维园林景观设计仿真系统,采用面向对象的参数化三维实体建模手段,实现了三维实体建模、设计场景的三维实时虚拟呈现、渲染图及动画制作、施工图绘制等功能,并探索了系统计算原理、实现方法及OpenGL扩展功能等相关技术.然后简要介绍了系统整体功能,详细论述了专业模块中的仿真过程.最后以工程实例验证了系统的有效性.     

机场供电仿真虚拟环境的研究

基于Delta3D三维仿真引擎设计实现机场供电仿真虚拟环境,提供了一种有效的机场供电培训方法.介绍了系统组成的各个模块及三维虚拟环境创建过程;基于设备电气特性提出配电柜操作仿真方法,实现了基于故障模型的设备异常和继电保护的仿真;基于柴油机工作状态提出了一种有穷状态自动机模型,根据蓄电池一阶等效电路和机油消耗原理,基于设备物理模型完成了对柴油机虚拟操作的设计;实现了机场供电仿真虚拟环境并进行了应用验证.     

一种虚拟场景控制方法的研究与实现

针对虚拟场景中视点控制和模型控制两种情况,研究了应用二维鼠标和三维输入设备拾取三维对象模型、移动对象模型和在虚拟场景中漫游的方法,提出了一种用二维鼠标拾取三维模型的方法——粗区域判断、最近拾取,并基于Vega视景仿真开发平台和VC++提出了一种基于二维鼠标拾取、三维输入设备移动的虚拟场景控制方法。     

基于虚拟制造的三维数控仿真系统开发

本文评述了虚拟制造技术和三维数控仿真的含义和发展,结合虚拟制造技术对数控仿真系统进行了研究,提出了三维可视化虚拟加工环境的系统结构,通过对设计过程中相关技术要点的探讨,运用OpenGL、VB和VC 等软件,开发出基于虚拟制造的三维数控仿真系统。     

基于柴油机虚拟样机的动力学仿真研究

通过对柴油机部件装配进行机构运动学和动力学仿真,能为柴油机的结构和性能优化提供依据。该文基于虚拟样机技术及其支撵软件VN4D和Pro／E,对12VPA6柴油机的曲轴-连杆-活塞机构进行了运动学、动力学仿真研究。首先,运用三维建模软件Pro／E,建立了12VPA6型柴油机曲轴-连杆-活塞机构的虚拟样机模型,然后将模型导入仿真软件VN4D中,对曲轴-连杆-活塞运动件进行了运动学和动力学仿真。通过计算机对柴油机虚拟样机的仿真运行,获取了仿真模型的运动学、动力学特性数据,得到了与理论分析相吻合的结果,为进一步对该型柴油机曲轴-连杆-活塞机构进行有限元分析奠定了基础。     

虚拟维修通用仿真软件系统的设计

针对目前装备维修保障的现状，基于高层三维图形开发环境，开发设计一套虚拟维修仿真系统，适用于各种装备的虚拟维修训练仿真。通过MultiGen Creator建立三维的装备实体模型，利用C＋＋编程，调用Vega API函数，开发仿真程序。从系统开发软件入手，给出了虚拟维修系统框架结构，并通过模型建立、虚拟人控制、程序控制实现和视景驱动控制进行虚拟维修系统的开发。通过对诸多方面进行逐步分析与设计，给出了进行虚拟维修训练开发关键技术解决方案，并将该方法成功应用于某型导弹的虚拟实验室。     

欠驱动步行机器人实时仿真系统设计

开发了异构多软件平台融合的机器人实时仿真系统。在欠驱动步行机器人动力学建模中引入虚拟样机技术,利用ADAMS软件生成动力学模型,利用MATLAB软件设计控制器,二者通过接口实现联合仿真;在开发人机界面及连接各个模块的接口中引入MATLAB和VC＋＋混合编程技术,完成对硬件的驱动控制及系统平台的操作。该仿真系统实现对欠驱动步行机器人进行理论步态仿真、控制方法的开发及实验研究,对实体机器人的控制调试、实时控制算法的设计。     

基于OpenGL的交互式三维建模仿真应用研究

针对目前三维建模领域的现状以及存在的一些问题,提出了基于OpenGL的交互式三维建模仿真技术。从工程应用的角度出发,主要论述了OpenGL的技术特点与工作原理、基于二维剖面图的三维模型仿真算法、模型交互剖切原理以及剖面图的圆滑处理技术。在此基础上设计并实现了基于OpenGL的三维模型仿真系统。     

基于人机交互装配式建筑构造虚拟仿真教学系统

由于传统教学手段难以满足建筑领域对高质量建筑信息模型（Building Information Modeling,BIM）人才培养的需求，设计了基于人机交互装配式建筑构造虚拟仿真教学系统。系统整体结构由装配式建筑构造的演示教学模块、构造控制与预制构件组装的模拟教学模块以及模拟考试模块组成；硬件结构由高性能计算机与HTCVIVE头戴式人机交互设备组成。该系统通过3DMax软件完成教学系统的三维建模功能，采用基于动态时间规整算法（Dynamic Time Warping,DTW）的动态手势识别算法完成系统的人机交互功能。实际应用结果表明，该虚拟仿真教学系统可以激发学生学习兴趣，能够取得良好的教学效果。     

基于A%算法的虚拟船员路径规划仿真

为合理规划船舶操纵模拟器中虚拟船员的行走路径,使得虚拟船员能够沿一条无障碍路径行走,使用OpenScene‐Graph （OSG）三维渲染引擎实现船舶操纵模拟器中虚拟船员的路径规划仿真。采用分层几何建模的方式建立满足真实感的虚拟船员几何模型,通过关键帧动画实现对虚拟船员的行走动作控制;对A%算法进行研究,将其应用到虚拟船员路径规划当中。在船舶操纵模拟器中的测试结果表明,所做工作能够实现虚拟船员的路径规划,仿真效果较好。     

基于虚拟现实的城市规划三维仿真设计系统

传统的规划设计CAD系统的三维功能很弱,难以进行空间关系分析和效果表达;而现有的城市仿真系统不具备规划设计能力,不能应用到规划设计过程中.结合CAD、3D、VR技术开发了一套规划仿真设计系统,,采用了基于专业对象的三维建模技术和虚拟现实技术,实现了二维设计过程中的规划设计对象的自动三维建模以及实时进行三维设计场景的虚拟呈现.结果表明,系统能极大地提高设计效率,能很好地进行空间关系分析,优化设计方案,并能通过虚拟场景以及系统输出的效果图和三维动画很好地表达设计意图,从而将城市规划设计技术从二维图纸阶段提升到三维仿真设计阶段.     

基于VR的虚拟视景系统关键技术研究

讨论了虚拟视景系统的应用背景,研究分析了三维视景软件OpenGVS的使用,对基于VR(virtual real)技术进行开发虚拟视景系统平台的总体设计和关键技术的应用进行了研究,介绍了虚拟视景系统平台在总体设计时所涉及的任务分析、任务分解等一些关键问题,着重对虚拟视景系统平台在开发时各仿真功能模块的实现进行了探讨,并对各模块的设计思想、设计方法、设计步骤进行了分析,并完成了整个平台的搭建,测试结果表明,此虚拟视景系统平台具有较高的实用性.     

基于工控网络散货装卸控制仿真系统的开发

工控网络技术的进步和组态软件功能的进一步完善,为港口仿真的发展开辟了一个更广阔的空间本文介绍的是一种基于组态化工控网络的散货装卸控制仿真系统的设计与开发,它就是以集成于工控网络中的工控机虚拟生成的设备模型为外部驱动力系统;以组态软件平台上设计的操作管理模型为内部驱动系统;以PLC控制规范设备的控制律,动态生成关于某个系统的仿真。     

三维城市道路仿真模型构建

通过对现有城市道路模型的分析,提出了使用ArcGIS软件构建三维城市道路仿真模型。构造了道路几何网络模块、交通检测模块和控制管理设施模块的二维和三维模型。重点介绍了交叉口节点的二维模型建立,以及基于数字高程图得到城市道路的三维模型。最后将该模型应用于微观交通仿真系统中,可以为仿真系统中其它仿真模型提供空间参照、几何模型和逻辑模型,为各类交通行为数学模型提供存储空间和作用空间,为各种程序算法提供调度接口。与其它道路模型比,该模型能更准确、细致地反映道路网的拓扑关系和道路几何条件,从而为交通仿真模型真实地反映路网交通状态奠定了基础。     

基于Open Inventor的可视化三维激光光路布局设计和传输仿真

为解决传统二维光路设计和传输仿真中三维可视化不足的问题,通过增强光路设计的三维交互能力,提出基于Open Inventor的可视化三维激光光路布局设计和传输仿真. 借助Pro/ENGINEER完成光学元件和光路模型的建模,以Open Inventor为三维可视化仿真开发平台进行光学元件和光路模型及模型定位功能的管理,实现光学元件和光路模型的三维可视化布局,建立传输仿真场景数据库,并采用基于粒子的方法仿真激光传输过程. 初步应用表明,可根据设计要求对光路中的光学元件进行布局,调整光路模型,直观展示光路走向,对光路传输路线进行可视化仿真.     

船舶集控室虚拟仿真系统的设计与实现

在分析现有虚拟现实技术与船舶集控室的基础上,采用3D-MAX 与XNA 分别实现了三维模型的建立与虚拟场景的漫游和交互,应用C#语言编写了集控室的二维模 拟软件,通过UDP 协议实现了三维虚拟场景与二维模拟软件之间的通讯。根据光照效果的 数学模型,采用高级着色语言(HLSL)开发了一种基于GPU 的着色器,降低了GPU 与CPU 之间的传输负荷,增强了虚拟场景真实感。     

基于多软件平台虚拟仿真方法及其应用研究

该文在分析当今虚拟仿真技术现状,比较多种仿真软件的功能、特点的基础上提出了“基于多软件平台虚拟仿真方法”,论述了该方法的原理与特点,研究了其实现方法与具体步骤,并在多种软件之间的无缝连接、三维模型的建立与导人、仿真结果的后处理方面进行了具体研究。另外,将此方法应用于曲轴连杆式低速大扭矩液压马达的运动学仿真。通过应用表明,基于多软件平台虚拟仿真方法对复杂机械系统进行三维仿真是有效的,它将有助于设计者进行复杂机械系统的设计与性能的优化研究。     

基于Vega的虚拟城市仿真系统设计研究

虚拟城市仿真系统是当今虚拟现实技术研究的一个重要热点,它既具备场景表达的直观友好,也具备空间分析的抽象特征．即综合三维场景漫游与二维抽象分析的优势。该文阐述了在VC环境,对Vega所提供的API进行二次开发．实现虚拟城市三维场景的漫游,多种场景的渲染,并提供GIS基本查询的系统设计方案。设计思路包括三个过程：三维场景部分、二维分析部分、数据库管理部分,文章分别对它们的关键技术加以论述。