基于XNA的船舶舵機(jī)系統(tǒng)仿真及虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來,計(jì)算機(jī)仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為計(jì)算機(jī)新的應(yīng)用領(lǐng)域,越來越多地使用在各行各業(yè)并迅速發(fā)展,航海領(lǐng)域也不例外。為進(jìn)一步保障船舶航行安全,國(guó)際海事組織頒布了《STCW公約馬尼拉修正案》來強(qiáng)化對(duì)船員操作技能培訓(xùn)的要求,為了使現(xiàn)有輪機(jī)模擬器達(dá)到更好的培訓(xùn)效果,研究人員開始將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)運(yùn)到輪機(jī)模擬器中,來設(shè)計(jì)開發(fā)功能豐富、沉浸感強(qiáng)、成本低、使用維護(hù)方便、交互性能更好的輪機(jī)虛擬訓(xùn)練系統(tǒng),這也成為當(dāng)前航海鄰域研究的熱點(diǎn)。
　　 本文以大

2、連海事大學(xué)教學(xué)實(shí)習(xí)船“育鯤”輪的轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)為仿真對(duì)象,研究利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)輪機(jī)模擬器的方法。文章首先分析了轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),工作原理以及系統(tǒng)參數(shù)。然后,采用模塊化和集中參數(shù)建模方法,建立了船舶液壓舵機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,并基于該數(shù)學(xué)模型,利用MATLAB/Simulink對(duì)舵機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)時(shí)仿真,將仿真結(jié)果與SOLAS公約對(duì)舵機(jī)的相關(guān)要求相比較,確保所建舵機(jī)數(shù)學(xué)模型符合SOLAS公約要求。
　　 在數(shù)學(xué)模型較為正

3、確的基礎(chǔ)上,利用C#.Net編程語言開發(fā)船舶轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)系統(tǒng)仿真軟件,該仿真軟件包括人機(jī)交互界面和仿真模型。人機(jī)交互界面用來響應(yīng)界面作出的各種操作,顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、參數(shù)變化曲線和故障報(bào)警;仿真模型用于整個(gè)舵機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的模擬和運(yùn)算,并將運(yùn)算得到的系統(tǒng)數(shù)據(jù)和狀態(tài)實(shí)時(shí)輸出給人機(jī)交互界面。應(yīng)用3dsMax軟件建立舵機(jī)系統(tǒng)的三維模型,并對(duì)其進(jìn)行渲染優(yōu)化處理,然后將模型導(dǎo)入XNA虛擬現(xiàn)實(shí)三維引擎,實(shí)現(xiàn)舵機(jī)系統(tǒng)虛擬漫游和操作。在.NET平臺(tái)下,將