面向状态检修的水电机组三维可视化仿真研究

【摘要】：采用三维可视化仿真技术将实际物理系统在计算机上重现出来,让操作、维护人员在虚拟现实空间中形象直观地监视机组状态,分析状态演绎过程,了解设备的结构特征和操作维修技巧,对提高操作维护水平具有重要意义。 本文主要讨论了三维可视化技术在水轮发电机组状态检修中的应用,结合面向状态检修的水电机组三维可视化仿真系统的研究工作,探讨三维可视化从实物虚化到虚物实化再到计算机后期处理的全过程;并对水轮发电机组三维可视化仿真系统的结构、原理、软件实现方法进行了介绍。文将从三维可视化的基础计算机图形学开始入手,然后介绍三维可视化图形接口知识以及一些高级三维软件的功能,同时还涉及数据处理、系统结构等概念,最后选取水轮发电机组中的导叶主接力器建模为例加以介绍,由此说明三维可视化实现的全过程。 【关键词】：三维可视化 建模 水电机组 状态检修
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TV734
【目录】：

• 郑重申明3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1．1 “三维可视化”一词的由来10-11
• 1．2 仿真技术的发展11-12
• 1．2．1 模拟仿真的发展11
• 1．2．2 数字仿真的发展11-12
• 1．3 三维可视化仿真技术的特点12-16
• 1．3．1 三维可视化仿真的定义12
• 1．3．2 三维可视化仿真与传统仿真建模的区别12-13
• 1．3．3 三维可视化仿真与各种计算机技术的结合13-16
• 1．4 三维可视化仿真技术在水电行业的应用16
• 1．5 本文主要研究内容及意义16-17
• 2 水电机组维修体制的变革与发展17-24
• 2．1 国外维修体制的发展概况17-20
• 2．1．1 设备维修体制的发展历史17-18
• 2．1．2 国外设备维修体制的现况18-20
• 2．2 国内水电机组维修体制的现状20-22
• 2．3 可视化技术在水电机组状态检修中的地位22-24
• 3 三维可视化建模的计算机图形学原理24-46
• 3．1 图形的生成24-32
• 3．1．1 由点到线的生成算法24-26
• 3．1．2 Bezier方法26-29
• 3．1．3 B样条方法29-30
• 3．1．4 非均匀有理B样条(NURBS)曲线30-32
• 3．2 图形变换32-39
• 3．2．1 图形变换的数学基础32
• 3．2．2 窗口视图的变换32-33
• 3．2．3 图形的几何变换方法33-35
• 3．2．4 投影变换35-39
• 3．3 图形裁剪与消隐处理39-44
• 3．3．1 图形裁剪39-43
• 3．3．2 消隐处理43-44
• 3．4 图形明暗及色彩处理44-46
• 4 三维可视化软件与图形接口46-57
• 4．1 计算机图形学、图形接口与高级三维软件之间的相互关系46-47
• 4．2 OpenGL图形接口知识47-50
• 4．3 三维可视化建模应用软件的特点及选择50-52
• 4．3．1 高级三维可视化建模软件在三维可视化中的作用50-51
• 4．3．2 高级三维可视化建模软件的选择51-52
• 4．4 3D MAX中的三维可视化52-57
• 4．4．1 3D MAX的特点52-53
• 4．4．2 3D MAX中实现三维可视化的可能性分析53-55
• 4．4．3 3D MAX中实现三维可视化生成过程简介55-56
• 4．4．4 3D MAX中三维可视化实现手段56-57
• 5 三维可视化仿真在水电机组检修系统中的实现57-86
• 5．1 水电机组检修系统需求分析57-66
• 5．1．1 水电设备可视化描述57-59
• 5．1．2 资料组织和分类59-61
• 5．1．3 诊断与维护分析61-62
• 5．1．4 水电机组系统结构分析62-66
• 5．2 设备3D实体可视化建模66-72
• 5．2．1 零部件建模68-69
• 5．2．2 零部件装配69-72
• 5．3 设备数字特性建模72-74
• 5．4 信息映射74-76
• 5．4．1 运行信息映射75
• 5．4．2 状态信息映射75-76
• 5．5 水电设备多媒体资料数据处理76-78
• 5．6 系统管理软件78-80
• 5．6．1 设备技术资料查阅软件79
• 5．6．2 设备技术资料维护软件79-80
• 5．6．3 操作制度80
• 5．7 三维实体模型在检修信息系统中的实现80-86
• 6 总结与展望86-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-91
• 附录 (攻读学位期间发表论文目录)91

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