高温超导磁悬浮车的视景仿真系统设计

论文摘要

视景仿真系统由计算机、网络、仿真软件等组成,由于视景仿真系统采用了C/C++语言、VRML语言、Matlab的程序语言等多种语言以及Matlab、Visual C++、VRML插件、网页浏览器等多个软件共同完成仿真,所以每个软件之间如何协同配合就是一个重要的问题。 论文分析了视景仿真系统所需的硬件和软件结构。并利用多个软件协同配合开发了一个可以运行的系统。论文主要工作集中在几个方面:（1）用3Ds Max软件工具建立高温超导磁悬浮车及周围建筑物的三维场景模型,并利用一些真实的图片给场景中的物体配上材质纹理,使场景看起来更加逼真;（2）用Matlab软件中的Simulink工具箱可视化、快捷地建立系统仿真模型,为视景仿真系统的运行提供所需的参数。Simulink图形化的系统仿真模型也利于快速的调整模型参数、增加其他模块也非常方便;（3）利用Visual C++可视化编程工具,设计用户界面程序,在用户界面上展示三维的场景。用户通过界面上的控件控制运行中的场景;（4）利用Matlab提供的engine函数,让Visual C++编制的用户界面程序调用Matlab编制的系统仿真模型。用C语言编制Matlab的S函数,通过S函数模块把运行参数从系统仿真模型中传回用户界面程序;（5）交互性是虚拟现实技术的主要特征,论文中用多种方式实现人机之间的交互。 最后的视景仿真系统在运行中可以较好地模拟高温超导磁悬浮车的运行。用户可以从不同角度观察运行中的高温超导磁悬浮车,控制高温超导磁悬浮车的运行速度和方向,并将运行速度等参数显示出来。论文中的所有软件在Window2000平台上开发、运行并调试成功。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 论文所做的工作
• 1.3 论文结构
• 第2章 视景仿真系统
• 2.1 视景仿真系统的硬件
• 2.2 视景仿真系统的软件
• 2.2.1 3Ds Max
• 2.2.2 Matlab/Simulink
• 2.2.3 Visual C++6.0
• 2.3 视景仿真系统的体系结构分析
• 第3章 三维场景的建立
• 3.1 场景的设计
• 3.2 用3Ds Max建立三维物体的模型
• 3.2.1 高温超导磁悬浮车模型
• 3.2.2 车实验室模型
• 3.2.3 轨道模型
• 3.2.4 山与大地的模型
• 3.3 三维物体模型转换成场景文件
• 3.4 场景文件的纹理贴图
• 第4章 Simulink系统仿真模型的建立
• 4.1 系统仿真模型的设计
• 4.1.1 系统仿真的最初模型
• 4.1.2 查找表数据的设计
• 4.2 系统仿真模型改进一
• 4.3 系统仿真模型改进二
• 4.3.1 S函数的结构
• 4.3.2 S函数的编写
• 4.3.3 加入S函数的系统仿真模型
• 第5章 Visual C++编制的用户界面程序
• 5.1 用户界面程序的设计
• 5.1.1 服务器端的用户界面程序
• 5.1.2 客户端的用户界面程序
• 5.2 C++程序对 Matlab的调用
• 5.2.1 engine函数
• 5.2.2 编译环境的设置
• 5.2.3 程序的编译和执行
• 第6章 程序中交互的设计
• 6.1 在场景文件中加入交互性
• 6.1.1 VRML语言的交互特点
• 6.1.2 场景文件交互的编程
• 6.2 可连接 COM对象的交互性
• 6.2.1 接收器的实现
• 6.2.2 接收器的应用
• 第7章 视景仿真系统的视景效果
• 7.1 视景仿真系统运行前的准备
• 7.2 运行中的视景效果
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果