舰船电气设备虚拟维修系统的设计与实现.pdf

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1、第30卷第5期2017年10月中国修船CHINASHIPREPAIRV01．30No．50ct．2017舰船电气设备虚拟维修系统的设计与实现甄洪斌，向东，徐建霖，吴强(海军工程大学电气工程学院，湖北武汉430033)摘要：文章围绕舰船电气设备的维修训练和考核需求，规划设计虚拟维修系统的组成结构和软件模块，运行状态转换控制流程及数据通信交互模式，详细阐述了训练考核教控管理、三维模型显示交互、数学模型仿真计算等软件功能。利用LabVIEW、3DMAX和PostEngineer软件联合开发，研制完成了舰船海

2、水淡化装置虚拟维修系统，实现虚拟现实交互、运行特性仿真、实时数据通信和训练考核评估等性能。，关键词：舰船电气设备；虚拟维修；训练考核系统；海水淡化装置中圈分类号：U673doi：10．13352／j．issn．1001—8328．2017．05．012Abstract：Tomeetthedemandoftrainingandevaluationforshipboardelectricalequipments，thestructureandsoftwaremodulesofvirtualmaintena

3、ncesystemhavebeendesigned．Inthispaper，thecontrolprocessesofrunningstatetransitionandtheinteractionpatternofdatacommunicationareanalyzed．Thefunctionsofsoftwaremodules，suchasteachingmanagementcontroloftrainingandevaluation，displayandinteractionofthree-dim

4、en—sionalmodels，simulationandcalculationofmathematicalmodels，alsohavebeenexpounded．WiththesoftwaredevelopmentplatformofLabVIEW，3DMAXandPostEngineer，thevirtualmaintenaneesystemformarinesea—wa—terdesahingplanthasbeenrealized，whichhasthefunctionofvirtualre

5、alityinteraction，operatingcharacteristicssimulation，reahimedatacommunication，andassessmentoftrainingandevaluation．Keywords：shipboardelectricalequipment；virtualmaintenance；trainingandevlauationsystem；sea—waterdesahingplant随着舰船电气化、自动化程度的不断提高，电气设备越来越复杂，故障形

6、式多种多样。舰船电气设备维修涉及操作使用规程、原理线路识别、工具仪表使用、故障排查定位等多方面知识和能力的综合应用，是舰船电工专业维修保障工作人员的必备技能，需要进行专门的教学训练和考核评估。在实际装备上开展维修教学训练和考核面临诸多的问题，如经费投入较大、训练设备数量少、对训练场地要求高、故障设置和恢复难度大、设备损耗和故障率大、装备安全性能差等¨‘2J。虚拟维修系统是以装备维修教学训练和考核评估为研究对象，以虚拟现实技术为基础，为复杂装备的维修教学训练建立起一个实装仿真环境软硬件系统，可以有效解决

7、传统维修训练和考核评估中存在的诸多问题，对培养高技能的维修保障人员具有重要意义‘3一引。本文以舰船海水淡化装置为研究对象，规划设计电气设备虚拟维修系统的组成结构和软件模块，研究运行状态转换控制流程及数据通信交互模式，开发完成训练考核教控管理软件、三维模型显示交互软件、数学模型仿真计算软件，采用桌面式虚拟显示技术实现了虚拟现实仿真、系统功能仿真、维修考核评估、仿真数据交互等功能。1系统总体设计虚拟维修系统是实际维修训练依托计算机的虚作者简介：甄洪斌(1979一)，男，山东德州人，副教授，博士，研究方向为

8、电力系统自动化、舰船电气维修保障等。·36·2017年第5期甄洪斌，等：舰船电气设备虚拟维修系统的设计与实现第30卷拟实现，其内容要素需求就在于将装备、工具器材、维修人员、维修过程等内容要素体现在虚拟环境中∞。8o。舰船电气设备训练考核系统利用虚拟维修操作平台，采用虚拟现实方式实现电气设备的操作使用、维修训练和考核评估。该系统通过教控管理软件设置一定数量的电气故障，训练考核人员在规定的考核时间内根据故障现象、操作手册及原理图，利用虚拟仪表设备进行信号检测