本文關(guān)鍵詞：基于模型驅(qū)動(dòng)的650mm UCM單機(jī)架可逆軋機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

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【摘要】：虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,簡(jiǎn)稱VR)為計(jì)算機(jī)與用戶之間提供了一種更為理想化的人-機(jī)界面形式,目前在冶金企業(yè)生產(chǎn)線模擬和設(shè)備、工藝流程展示等方面已有應(yīng)用,但與軋制過(guò)程模型相結(jié)合的仿真系統(tǒng)研究尚不成熟。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái),我國(guó)鋼鐵工業(yè)經(jīng)歷了最為快速的發(fā)展階段,在軋制理論模型、工業(yè)在線控制和軋制過(guò)程虛擬仿真技術(shù)等方面取得了極為輝煌的成果。與此同時(shí),計(jì)算機(jī)軟硬件能力的不斷提升,有力支撐了工業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的快速發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)軋制模型與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文在燕山大學(xué)國(guó)家冷軋板帶裝備及工藝技術(shù)工程研究中心開(kāi)放課題“大型軋機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用及其關(guān)鍵技術(shù)研究”的支持下,以中心中試車間650mm UCM四/六輥冷熱軋機(jī)為對(duì)象,開(kāi)展基于模型驅(qū)動(dòng)的軋制過(guò)程虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究,主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)采用VRML虛擬建模語(yǔ)言和模塊化設(shè)計(jì)理念,建立了650mm六輥軋機(jī)和中試車間虛擬場(chǎng)景;(2)通過(guò)整合現(xiàn)有軋制模型,在MATLAB軟件平臺(tái)上編制了軋制規(guī)程優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算程序。利用VRML與MATLAB之間的通信功能,開(kāi)發(fā)了UCM軋機(jī)輥縫調(diào)節(jié)、中間輥橫移等部件分解動(dòng)作的模型驅(qū)動(dòng)接口,實(shí)現(xiàn)了軋制數(shù)學(xué)模型驅(qū)動(dòng)下真實(shí)軋制過(guò)程的三維虛擬現(xiàn)實(shí)呈現(xiàn);(3)提出了基于VRML高程網(wǎng)格(Elevation Grid)節(jié)點(diǎn)三維復(fù)雜曲面建模的虛擬帶鋼技術(shù),利用帶鋼出口張應(yīng)力橫向分布和板帶屈曲判別模型,開(kāi)發(fā)建立了冷軋帶鋼板形缺陷預(yù)測(cè)及其三維虛擬顯示系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了帶鋼軋制過(guò)程的邊浪、中浪等常見(jiàn)板形缺陷的量化解析預(yù)測(cè)、三維動(dòng)態(tài)可視化呈現(xiàn)。并結(jié)合國(guó)內(nèi)某廠2230mm冷連軋機(jī)組出口板形儀實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)浪形缺陷幾何參數(shù)預(yù)測(cè)結(jié)果、屈曲判別模型進(jìn)行了驗(yàn)證,二者吻合良好,為虛擬軋制和虛擬板形儀系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。(4)采用MATLAB/GUI界面作為虛擬軋制系統(tǒng)的支撐平臺(tái),將軋機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)其運(yùn)轉(zhuǎn)工作的軋制模型程序嵌入,實(shí)現(xiàn)軋機(jī)參數(shù)輸入、軋制規(guī)程制定、板形控制預(yù)設(shè)定等各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)置,完成軋制過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真、軋后板形缺陷預(yù)測(cè)及動(dòng)態(tài)呈現(xiàn),根據(jù)結(jié)果顯示數(shù)據(jù),給定板形調(diào)控建議。通過(guò)上述研究,解決了虛擬軋機(jī)與虛擬帶鋼三維場(chǎng)景的模型驅(qū)動(dòng)問(wèn)題,開(kāi)發(fā)了一套集虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、軋制仿真技術(shù)、軋制模型、人機(jī)交互控制、數(shù)據(jù)管理等技術(shù)手段于一體的虛擬軋制仿真系統(tǒng),使得在不影響實(shí)際生產(chǎn)的情況下進(jìn)行模擬操作演示和科學(xué)實(shí)驗(yàn)成為可能,對(duì)新的軋制理論模型開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證、工業(yè)控制模型快速移植、工藝人員培訓(xùn)以及推動(dòng)中心的信息化建設(shè)等具有積極作用。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG333

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本文編號(hào)：1242976