VR交互式三维虚拟船舶建模与仿真

为满足国际海事组织(International Maritime Organization, IMO)海员培训、发证和值班标准国际公约(International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Seafarers, STCW)2010年修正案提出的仿真训练需求,基于虚拟现实技术的三维虚拟船舶训练系统逐渐成为航海模拟器训练的有效扩展和补充。针对三维虚拟船舶开发过程中模型数量巨大和交互模型复用性差的问题,通过采用细节层次(Levels of Detail, LOD)模型构建三维虚拟船舶的几何模型,优化系统的真实感和实时性,实现虚拟船舶的三维场景漫游、碰撞检测和快速导航与瞬移,基于三维空间几何变换建立典型物体的交互模型。结果表明：开发的三维虚拟船舶训练系统真实感强,交互友好,已应用到航海仿真训练中,效果良好。     

基于虚拟现实技术的船舶运动仿真

虚拟现实技术是目前国内外最热门的仿真技术之一,由于其有着高效、安全和低成本等特点越来越受到各国的重视。介绍了在虚拟环境下的船舶运动仿真的可行性方法。首先用二维半切片法给出了船舶运动的方程,接着用3DMax软件建立船舶的模型,最后在OpenGL环境中建立场景进行船舶的运动仿真。仿真场景有着较好的感观效果,给人以真实性,同时系统有着较好的可控性。对船舶运动仿真的进一步研究有着重要的作用。     

船舶主柴油机建模与仿真

船舶主柴油机作为船舶动力装置的核心设备,在船舶安全航行中有着至关重要的作用。对船舶主柴油机进行建模可以进一步研究柴油机的工况及性能,文章以7K98MC型柴油机为研究对象,基于Matlab/Simulink平台搭建柴油机工作过程的仿真模型,并对模型正确性进行验证分析。     

基于万维引擎的船舶倾斜试验虚拟仿真系统

针对以往船舶倾斜试验受试验条件影响等因素只能进行理论知识的学习问题,提出基于虚拟现实的实现方法。为实现倾斜试验虚拟仿真的作业过程,在系统中使用船舶的倾斜运动算法和Extrude Line Tool及Editable Poly的建模方法等。通过3Ds Max建模软件、Unity3D和万维引擎等混合编程的手段,针对排水量为64 000 t散货船开发一套倾斜试验虚拟仿真系统。经过对该系统测试应用,并将试验数据与实际值对比分析,试验数据误差在规定范围内,该系统符合设计使用要求。     

基于遗传算法的船舶柴油机转速控制系统仿真研究

以12E390V柴油机为对象，建立了柴油机简化传递函数和执行器模型。控制方法采用PID控制，并利用遗传算法优化控制器参数，对柴油机动态调速过程进行了仿真分析，并分别和Z-N(Ziegler Nichols)法、ISTE最优设定法这2种参数整定方法做了比较。结果表明遗传算法的性能远优于其它2种参数整定法。     

船舶柴油机运行工况诊断仿真研究

提出了基于RBF神经网络的故障智能诊断方法。应用神经网络理论对柴油机故障进行智能仿真诊断，并考虑到海上航行环境的大气温度变化，实现大功率船用柴油机运行性能的主要故障的仿真。以对柴油机燃烧系统故障为例进行仿真分析、处理故障并制订相应的维修对策，从而提高柴油机的使用效率和寿命。此外，对开发实船柴油机故障诊断的辅助分析系统和轮机模拟器的功能扩展有实际意义。     

基于虚拟现实的船舶产品装配仿真研究

虚拟装配是虚拟制造领域的研究热点。为实现船舶产品的装配仿真，自主开发了虚拟装配仿真平台；介绍了虚拟装配平台IVAE（Interactive Virtual Assembly Environment）的系统结构，并结合船舶产品装配特点分析了主要关键技术：虚拟装配环境下的模型表达、装配约束处理和碰撞检测。最后，以一个船舶产品装配实例进行了验证。验证结果表明：在平台的仿真环境下能有效地解决船舶产品的装配问题，这对船厂的实际装配生产具有一定指导意义。     

船舶柴油机失火故障仿真分析

为了研究船舶柴油机在失火故障下各个参数的变化规律进行了某船用柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真分析,并通过瞬时转速的试验测量验证了模型的准确性,在此基础上进一步针对柴油机各缸失火时的故障进行了模拟仿真分析,得到的柴油机各个参数在失火故障下表现出的规律,对后续利用ADAMS进行柴油机的故障模拟仿真计算具有重要意义.     

柴油机船舶推进装置的建模和实时仿真

本文根据准稳态的概念建立了适用于实时仿真的二冲程柴油机船舶推进装置的多阶一性模型。在充分多的试验数据的基础上，结合工作原理建立了各子系统及整个装置的动态模型，这种模型既能反映柴油机内部各参数，精度较高，计算工作量也比较适中。文中提出了一些经验公式，使模拟得以有效地简化。最后，作为实例给出了３５０００吨油船推进装置的实时仿直     

虚拟现实中的船舶运动仿真

建立了某型船舶平面操纵的运动模型,利用虚拟现实软件Division,构成船舶操纵运动解算模块、运动转换模块等,实时控制并显示船舶的航行姿态,实现了虚拟现实中船舶的运动仿真,有利于研究船舶的可操作性、适航性等特性。     

深度沉浸式虚拟现实舰船体验

随着计算机科学的快速发展,处理器对动态虚拟现实图像的处理能力日益加强,各种基于此的应用广泛出现,并给人类的生产生活带来新的变化。通过虚拟现实技术,人们能够以非常直观的方式与计算机形成的虚拟场景进行类似真实环境的互动。借助虚拟化设备,人们从视觉上和听觉上得到了能够与真实情况类似的体验。在对舰船的认识上,同样可以采用虚拟现实系统,在深入沉浸式的环境体验中,体验者能够以最小的代价最大程度感受到真实的舰船环境,同时模拟出舰船的各种状态,比如驾驶操作、机舱维修、消防模拟等在真实环境中难以实现的情形。本文基于舰船体验的实际需要,总结虚拟现实的原理,并设计实现船舶虚拟现实体验的系统。     

船舶二冲程柴油机热力过程仿真研究

针对船舶二冲程柴油机换气阶段不同于四冲程柴油机的规律,建立了船舶二冲程柴油机缸内热力过程仿真模型,研讨了模型仿真的边界条件。     

船舶柴油机智能故障诊断仿真方法的研究

此文从应用技术的观点出发,概述了近年来船用柴油机监测和故障诊断的方法现状,介绍柴油机故障诊断的智能方法。并结合课题,以神经网络理论为数学工具对柴油机故障进行智能仿真诊断,然后分析其应用难点及发展趋向。     

船舶机舱虚拟现实仿真系统

提出并实现基于虚拟现实技术的船舶轮机仿真系统.给出应用于船舶轮机仿真的虚拟立体视觉图象生成算法,研究了使用立体眼镜和立体头盔视觉设备的虚拟现实系统的实现.讨论了虚拟机舱漫游、虚拟船舶驾驶台和虚拟集控室等船舶仿真系统.     

基于遗传算法的船舶柴油机转速控制系统仿真研究

以12E390V柴油机为对象,建立了柴油机简化传递函数和执行器模型.控制方法采用PID控制,并利用遗传算法优化控制器参数,对柴油机动态调速过程进行了仿真分析,并分别和Z-N(Ziegler-Nichols)法、ISTE最优设定法[1]这2种参数整定方法做了比较.结果表明遗传算法的性能远优于其它2种参数整定法.     

可视化交互式船舶交通系统仿真

加强船舶交通管理,保障船舶交通安全,必须对船舶交通系统有全面了解,本文对可视化交互式船舶交通系统仿真进行了介绍,提出了船舶交通系统仿具体的步骤和要求。     

船舶运动仿真系统的开发

为了研究船舶运动响应可视化的问题，将虚拟现实技术运用到船舶运动中。根据船舶在迎浪状态下纵向运动方程求解纵摇和升沉时的历解，为运动仿真提供原始数据。以MAXSCRIPT语言和VC＋＋为工具，3DSMAX为平台，初步开发了船舶运动仿真系统，并通过了系统测试。结果表明文中建立了一个具有良好交互性、效果逼真的仿真系统，比一般数值模拟更具有说服力，船舶在波浪中的运动仿真已经能够较好地实现。     

船用柴油机故障诊断实时仿真研究

自动监测系统目前在绝大多数大型船舶上得到了普遍应用，然而，仅有少数自动监测系统装备了诊断系统。本文介绍了基于智能软件程序的故障诊断领域最新进展。其研究目的是采用被称为小脑模型连接控制器(Cerebellar Model Articulation Controller—CMAC)的人工神经网络设计出一种能连续进行实时机器学习的软件工具。使用一种既能模拟发动机正常运行状态也能模拟发动机故障运行状态的发动机仿真器来开发低成本的柔性学习系统控制器。本文就所选用的CMAC进行了说明，并对实时发动机仿真器、仿真器与学习系统的组合以及所取得的某些结果作了简单的介绍。     

基于虚拟现实的船舶操纵系统

在介绍船舶操纵训练系统视景的体系结构基础上,提出系统的整体设计,三维场景的建模的实现方法,以及三维场景的显示,最后重点介绍多分辨率模型的策略选择和多分辨率模型的平滑过渡解决方法。     

船用190型柴油机冷却水系统优化仿真

本文采用正交多项式曲线拟合法对船用柴油机(190型)冷却水系统建立了优化仿真数学模型,采用Sargent改进的Powell法对冷却水系统进行了优化仿真,证实了由作者提出的冷却水系统是可行的,并得到了试验结果的验证,计算相对误差在1％以内。