XY运动控制平台虚拟仿真系统开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着我国经济的发展,中国已经进入了经济“新常态”格局,制造业作为中国最重要的经济支柱,正在面临着前所未有的挑战。机械工程专业是制造业的基础学科,机械工程专业涉及自动化学科、机械设计学科等多项专业,涵盖了机械工程制图、机械结构分析、机械制造技术、机械系统安装与调试等,是一门实践性很强的专业。学生在本专业的学习中需要大量的实验教学,因此实验教学实训是培养机械专业高素质人才的重要实践环节。但是目前的普遍情况是实验教学过程中往往存在教学经费不足、实验室配备不够、实习场所不便、实验室设备无法及时更新,设备配套数与学生差别巨大等情况。学生无法人人动手实际操作,达不到实验教学的目的和要求。随着互联网计算机技术的发展,虚拟实验可以解决这一类问题。建立机械虚拟仿真系统可以克服传统实验教学的弊端,打破空间、地域的局限,充分利用计算机仿真技术使得学生通过系统的实验训练,将理论课程所学到的内容充分相联系并得以应用,让学生了解到专业基础性实验设计、原理及其验证,从而帮助同学们理解和领会课堂上所有的理论基础知识。

很早之前西方国家就已经开始大力研究虚拟实验,1988年麻省理工学院就已经开发完成远程虚拟实验室。国外虚拟实验研究的目的主要是用于实验教学,教育培训等。他们的研究不仅有很多企业和科研单位参与,并且也能够得到国家的大量资金支持,因此国外对虚拟实验的研究发展速度很快,到现在,西方发达国家对于虚拟实验的研究已经获得了很多研究成果。我国对于虚拟实验的研究起步较晚,技术也不足,并且参与的企业和单位也少,因此虚拟实验室的发展与国外相比存在一定差距。目前为止,只有少数高水平大学开发设立了自己的虚拟实验室。

本课题内容主要是设计xy运动控制平台的虚拟仿真系统。xy运动控制平台虚拟仿真系统的设计包含xy运动控制平台的三维模型,仿真界面,实施实验曲线绘制,数控编码控制等。通过虚拟实验仿真平台可以进行一系列实验,包括单位脉冲/阶跃激励下单轴响应实验,频率特性实验等实验。并且可以在网页端进行与xy运动控制平台三维模型的交互,以及实验数据的实时曲线展示等实验内容。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

在熟悉了解xy运动控制平台的基本结构和工作原理的基础上,对xy运动控制平台进行三维建模;建模完成后使用unity3d技术开发xy运动控制平台的虚拟仿真系统,实现工作过程仿真。并在网页端进行与xy运动控制平台三维模型的交互,以及实验数据(如单位脉冲/阶跃激励下单轴时间响应实验,频率特性实验等实验)的实时曲线展示等实验内容。

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3. 研究计划与安排

1-3周 完成开题报告和外文翻译。

4-8 周 xy运动控制平台虚拟试验台方案设计,虚拟实验平台开发关键技术研究,完成中期报告

9-14周 xy运动控制平台三维建模,出二维工程图,xy运动控制平台虚拟仿真系统开发。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 汪明,工程制图虚拟实验室的设计与研究[d],西南科技大学,2016.

[2] 韩文虹,物理虚拟实验室的设计与实现[d],郑州大学,2010.

[3] 成大先主编.机械设计手册(1-5卷)[m]. 化学工业出版社,2002.

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