VLCC船舶推進系統(tǒng)仿真及虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn).pdf

1、在當(dāng)今航海教育領(lǐng)域，船舶輪機模擬器已成為輪機教育與培訓(xùn)的重要手段。傳統(tǒng)的輪機模擬器訓(xùn)練系統(tǒng)多為半物理或二維軟件界面。這種訓(xùn)練系統(tǒng)較為抽象，在應(yīng)用中缺乏動態(tài)展示，難以看到機艙真實畫面。虛擬現(xiàn)實技術(shù)為輪機模擬器的發(fā)展帶來了機遇。本文將船舶推進系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合，二維仿真界面與三維虛擬場景相結(jié)合，實現(xiàn)了一個高品質(zhì)的立體虛擬機艙系統(tǒng)。研究內(nèi)容如下:
　　建立了船舶推進系統(tǒng)仿真模型，包括柴油機本體模型、螺旋槳模型、船-機-

2、槳配合模型等。其中柴油機模型結(jié)合了熱力學(xué)原理和柴油機建模方面比較流行的容積法原理創(chuàng)建，柴油機容積法模型仿真速度較快、精度較高，依據(jù)模塊化思想在MATLAB/SIMULINK中對柴油機氣缸工作過程、進排氣系統(tǒng)、中冷器、渦輪增壓器、調(diào)速機構(gòu)、輸出扭矩進行模型建立。并根據(jù)螺旋槳推進特性曲線建立螺旋槳推力模型和船-機-槳配合模型。
　　采用3ds Max軟件建立推進系統(tǒng)三維模型，包括柴油機、軸系、船體、推進器、虛擬環(huán)境等。以Unity3D

3、虛擬現(xiàn)實開發(fā)引擎為平臺，設(shè)計整個虛擬機艙系統(tǒng)的架構(gòu)，并在該引擎中實現(xiàn)虛擬機艙二維仿真界面、虛擬機艙三維場景、數(shù)據(jù)仿真模型。機艙二維仿真界面集成船舶系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與操作，虛擬機艙三維場景再現(xiàn)實船畫面，數(shù)據(jù)仿真模型實現(xiàn)了虛擬機艙中的邏輯控制以及數(shù)學(xué)模型仿真。為方便學(xué)員認識操作，在引擎中實現(xiàn)自動尋徑功能。
　　實現(xiàn)本課題中虛擬機艙推進系統(tǒng)與大連海事大學(xué)輪機模擬器硬件平臺的通訊交互，使之既可以作為獨立系統(tǒng)進行仿真模擬訓(xùn)練，又可以作為DMS-2