基于混合现实的直升机后缘襟翼控制虚拟仿真平台设计与开发
这是一篇关于后缘襟翼,实时仿真,混合现实,WPF,HoloLens,Unity3D的论文, 主要内容为在直升机研究领域,振动问题一直存在,严重时会影响机体寿命和驾驶员健康状态,而带有主动控制后缘襟翼(Actively Controlled Trailing Edge Flap,ACF)的直升机旋翼是降低振动水平的最有力的方法之一。在直升机后缘襟翼控制的前期理论研究中,缺乏统一的仿真平台进行数据管理和三维可视化显示,本文将微软Holo Lens混合现实技术与实时仿真技术相结合,搭建了综合性的仿真平台,致力于为直升机后缘襟翼控制理论研究提供一种新型的仿真验证环境,实现直升机后缘襟翼控制的实时仿真验证、仿真数据管理、全息视景演示和人机交互等功能。本文通过设计仿真平台总体方案,完成主控软件、混合现实全息视景和人机交互系统的研发工作,主要研究内容如下:(1)针对直升机后缘襟翼控制实时仿真和混合现实全息显示功能,对仿真平台功能和性能需求进行分析,设计了混合现实虚拟仿真平台的总体方案,包括平台功能结构设计以及软硬件开发环境选择。(2)针对仿真平台数据管理和监控需求,基于微软WPF(Windows Presentation Foundation)技术,结合MVVM Light开源框架开发上位机主控软件。基于Simulink Real-Time实时仿真技术开发了实时仿真模块,实现了实时仿真过程的控制和管理功能;基于TCP/IP协议和Protobuf-net序列化技术开发了服务端网络通信模块,实现了与Holo Lens客户端之间的仿真数据传输功能;基于SQL Server开发了数据库管理模块,实现了对仿真数据的存储与读取功能。(3)针对直升机后缘襟翼控制仿真可视化需求,基于Unity3D游戏引擎开发了全息视景内容。基于混合现实工具包(Mixed Reality Toolkit,MRTK)开发了全息UI界面;基于TCP/IP协议开发了客户端网络通信模块,接收主控软件发送过来的实时仿真数据,实现了基于数据驱动的全息视景演示效果。(4)针对仿真平台人机交互功能需求,基于MRTK开发了包含手势、语音和凝视交互在内的人机交互系统,同时为了方便非Holo Lens用户体验混合现实内容,开发了基于Vuforia和ARCore的第三人称视角展示功能。最后,建立了直升机旋翼动力学标称模型,在实时环境下进行了基于H∞最优控制的直升机后缘襟翼控制仿真实验,仿真结果验证了本平台的实时性和功能可靠性。同时,进行了混合现实第三人称视角演示实验,验证了空间定位和位置状态同步功能的有效性。
炼铁制造执行系统的研究与实现
这是一篇关于炼铁,MES,WPF,中间件的论文, 主要内容为炼铁是钢铁行业的核心产线,具有完善的基础过程控制系统(Process ControlSystem,PCS)和企业资源规划系统(Enterprise Resource Planning,ERP),二者之间存在信息通讯和管理控制等方面的巨大鸿沟。本文工作以国内某大型钢铁公司(以下简称X公司)的炼铁信息化建设实际项目为背景。在该项目中,如何打破企业间的信息断层,实现ERP与PCS之间信息及时、准确的交互,使各种信息化软件系统得以集成,从而充分地利用企业的制造资源,是亟待解决的难题。 针对上述问题,结合X公司的炼铁生产实际情况,本文首先对炼铁的信息化建设存在的问题进行了深入分析,对制造执行系统(Manufacturing Execution System,简称MES)、事务处理中间件、WPF等相关技术进行了研究,提出了炼铁制造执行系统(Iron-Making Manufacturing Execution System,简称IRMES)的解决方案,阐述了IRMES系统的架构设计,深入论述了IRMES系统的基础支撑平台的设计与实现,该平台主要由基于WPF的应用界面框架,基于TUXEDO的信息通信中间件、基于TPC/IPSocket的外部通讯中间件组成。在此基础上,本文以铁水调度模块和原燃料计划模块为例,详细阐述了IRMES系统核心应用模块的设计与实现。最后,介绍了IRMES系统的测试及实际应用,应用情况表明IRMES系统是可行及有效的。 与其他同类系统相比,本文的研究工作有以下特点: 1.对炼铁业务流程和炼铁ERP及PCS等相关系统进行了分析,提出了炼铁制造执行系统IRMES的解决方案,该方案中IRMES系统处于炼铁ERP系统与炼铁PCS系统之间,与多个周边系统存在信息交互,该系统分为生产计划、原料计划、配料管理、质量管理、物料管理、生产实绩、铁水罐管理、铁水调度八个应用模块。 2.炼铁制造执行系统的应用界面需要统一的规范和较强的定制能力。本文设计实现了基于WPF的应用界面框架,以有效地降低应用界面和业务逻辑的耦合性,使系统具有良好的扩展性和可移植性。 3.炼铁制造执行系统的前台客户端与后台数据层有频繁且大数据量的交互。本文设计实现了基于TUXEDO中间件的信息通信组件,为客户端与数据层的通信提供一种通用的调用方法,实现系统内部信息的高效交互。 4.针对炼铁制造执行系统与其他外部系统的通讯问题,本文设计并实现了基于TPC/IP Socket的外部通讯中间件,为应用屏蔽底层复杂的通信问题,只需关注业务上的需求,达到快速开发的要求。 5.在上述应用界面框架、信息通信组件和外部通讯中间件的基础上,以铁水调度模块和原燃料计划模块为例,阐述了IRMES系统核心功能模块的设计与实现。
基于MVVM模式的住区布局系统设计与开发
这是一篇关于CAD,住区布局,WPF,MVVM模式的论文, 主要内容为由于CAD软件市场竞争越来越激烈,许多CAD绘图软件从通用方向逐渐向专业方向发展,例如机械、建筑、电气、土木、水利、动画等越来越有专业特色的CAD软件层出不穷。传统的CAD都是桌面应用程序,开发语言主要以C/C++为主,而近年来WPF、HTML5等新技术不断出现,随着云计算的发展,通过浏览器的在线CAD也是一种趋势。 本文以住区房屋自动化布局为目标,对住区布局系统进行研究。利用微软新一代绘图系统WPF技术的MVVM设计模式,设计开发了一套二维CAD绘图软件——住区布局系统。 首先介绍了国内外绘图软件的开发现状,以及建筑行业所用到的CAD软件的应用和开发情况。其次根据住区布局系统的具体功能需求,对系统具体的操作流程进行设计,将整个系统划分为11个模块。然后利用WPF技术开发了一套二维交互绘图系统,利用了MVVM模式将住区布局系统合理地划分为数据层、视图层和视图数据层三个层次。三层架构提高了CAD软件的开发效率,同时代码设计与界面设计的分离使得结构更清晰合理。其中数据层是在二维交互绘图系统的基础上设计了住区布局专用的数据结构,并且相应的设计了基于SQL Server的数据库的表结构以及存储过程,还设计了DXF文件的存储模块;在视图层设计了系统的所有界面;在视图数据层对所有的功能进行具体的开发。最后本文以具体实例验证了MVVM模式的住区布局系统的可行性.
可配置大洋调查数据报表系统的设计与开发
这是一篇关于大洋调查,报表,Open XML,可配置,WPF的论文, 主要内容为报表作为系统数据的呈现方式和数据来源的组织形式,可以直观明确地展现各类信息,以及数据之间的复杂关系。在我国大洋调查领域,海洋样品数据的管理主要采取报表文档的方式,而且后期科研数据的反馈、分析成果的汇交也同样以报表文档的形式提供。本文研究的是可配置的大洋调查数据报表系统的设计与开发,主要研究目的就是通过设计和开发动态可配置的大洋数据报表系统,解决大洋样品管理工作中报表操作所遇到的实际问题。 本文主要研究大洋领域中数据报表系统的设计和开发,立意于通过OpenXML格式、动态可配置等技术和思想,使大洋数据报表系统更好地适应样品管理需求复杂多变、数据内容量大、报表格式多样等特点。论文详细阐述了OpenXML格式在系统中的应用,并充分说明了利用Open XML技术使系统脱离Office组件,提升文档操作性能的研究工作。通过对大洋样品数据和报表样式进行特征抽取,本文将报表的组成部分(称为表格元素)划分为若干不同的类别,并进行了体系化的组织。在此基础上,结合论文提出的内容控件命名规范,实现文档的动态可配置;同时,采用Open XML技术和多线程技术,在大洋样品大数据量的条件下实现了对报表的高速操作。 在进行充分研究分析的基础上,论文根据中国大洋样品报表管理流程,并结合利用WPF的MVVV模式设计了业务功能模块和系统架构,采用VisualStudio2010作为开发工具,C#作为开发语言,开发设计了以WPF为前台显示界面的可配置的大洋调查报表系统。系统具有在开发和维护上的报表模板可配置性,报表操作功能上的Office软件无关性和高性能性。可以极大提高大洋调查领域的工作效率,降低软件维护成本。 本文提出的可配置报表系统基于SOA架构设计,已经在中国大洋样品管理系统中得到成功应用,为大洋调查数据报表所面临的问题提供了一个可行的解决方案。
基于.NET的反应离子刻蚀设备控制系统的设计与实现
这是一篇关于.NET,RIE设备控制系统,WPF,WCF,动画的论文, 主要内容为半导体行业已经历了半个多世纪的发展,广泛应用于工业、军事、通讯等各个领域,与人们的生活已经密不可分。半导体设备则是半导体行业持续快速发展的原动力,是半导体行业继续遵循摩尔定律前进的决定性因素。反应离子刻蚀(Reactive-Ion Etching,RIE)设备是半导体行业中的核心设备,承担着晶圆处理过程中的关键性工艺,与此同时,RIE设备控制系统作为用户直接和硬件设备交互的接口也变得尤为重要。本文工作以某国际领先RIE设备制造厂商(以下简称Z公司)的实际项目为背景。Z公司的RIE设备控制系统采用B/S架构,通过内嵌的ActiveX控件获取数据并通知JavaScript更新页面,开发过程中使用了多种语言,结构显得复杂;页面切换时也常有延迟发生,表示层主要使用文字和图片方式实现人机交互,不利于复杂多变信息的快速传递。这些存在的问题使该控制系统无法很好地应对RIE设备快速发展带来的挑战,成为Z公司RIE设备控制系统发展的瓶颈。 针对上述问题,本文首先对RIE设备处理晶圆的过程及原有RIE设备控制系统存在的问题进行了深入分析,在.Net Framework4.0等相关技术研究的基础上,设计并实现了一种新的RIE设备控制系统。该系统采用C/S架构代替了原来的B/S架构,采用WCF服务的方式封装设备实时状态数据管理、非实时设备信息管理和设备操作命令等功能,以动画方式展示晶圆处理的过程,使设备状态的观测和监控更加实时和直观。论文以设备管理模块为例,详细阐述了RIE设备控制系统核心功能模块的设计与实现。最后,本文介绍了RIE设备控制系统的测试及实际应用,应用情况表明该系统是可行及有效的。 与其他同类系统相比,本文的研究工作主要有以下特点: 1. RIE设备控制系统的功能主要包括RIE设备的运行控制、运行状态监控及运行结果分析,部署在工厂的局域网环境中,具有较强的专有性和封闭性。本文提出一种基于C/S的RIE设备控制系统架构,同时针对多客户端分别控制设备腔体的发展趋势,设计和实现了设备实时状态数据管理服务,有效地解决了原有基于B/S架构系统的开发效率和运行效率问题。 2. RIE设备控制系统表现层通过设备俯视图和剖面图来展现多个复杂部件的多种状态并接收操作命令,因此表现层的UI需要较强的定制能力。本文提出基于WPF的UI可视化定制机制取代原有的基于图片的网页展示方式。应用情况表明,基于这种UI可视化定制机制的UI开发效率提高近30%。另外,本文在表现层中还采用了MVVM架构模式,有效地降低了视图和业务逻辑的耦合性。 3. RIE设备控制系统的表示层和服务层有频繁且大数据量的交互,本文采用WCF技术取代原有的Web Service技术,选择TCP/IP作为通信协议,设计并实现了设备实时状态数据管理服务、非实时设备信息管理服务和设备操作命令服务。测试数据表明新的基于WCF的技术和设备实时状态管理服务提升了约40%的数据通信效率。 4. RIE设备控制系统需要对晶圆的处理过程进行实时监控,原有控制系统采用文字和图片的方式显示,未能实时反映闸门状态及机械臂运行状态。本文提出了一种基于动画的晶圆处理过程监控方式,设计和实现了基于设备实时数据驱动的闸门开关以及机械臂旋转、伸缩在不同处理腔体之间传递晶圆的动画。应用情况表明,基于动画的晶圆处理过程监控方式提高了监控效率,极大地增强了用户体验。
基于混合现实的直升机后缘襟翼控制虚拟仿真平台设计与开发
这是一篇关于后缘襟翼,实时仿真,混合现实,WPF,HoloLens,Unity3D的论文, 主要内容为在直升机研究领域,振动问题一直存在,严重时会影响机体寿命和驾驶员健康状态,而带有主动控制后缘襟翼(Actively Controlled Trailing Edge Flap,ACF)的直升机旋翼是降低振动水平的最有力的方法之一。在直升机后缘襟翼控制的前期理论研究中,缺乏统一的仿真平台进行数据管理和三维可视化显示,本文将微软Holo Lens混合现实技术与实时仿真技术相结合,搭建了综合性的仿真平台,致力于为直升机后缘襟翼控制理论研究提供一种新型的仿真验证环境,实现直升机后缘襟翼控制的实时仿真验证、仿真数据管理、全息视景演示和人机交互等功能。本文通过设计仿真平台总体方案,完成主控软件、混合现实全息视景和人机交互系统的研发工作,主要研究内容如下:(1)针对直升机后缘襟翼控制实时仿真和混合现实全息显示功能,对仿真平台功能和性能需求进行分析,设计了混合现实虚拟仿真平台的总体方案,包括平台功能结构设计以及软硬件开发环境选择。(2)针对仿真平台数据管理和监控需求,基于微软WPF(Windows Presentation Foundation)技术,结合MVVM Light开源框架开发上位机主控软件。基于Simulink Real-Time实时仿真技术开发了实时仿真模块,实现了实时仿真过程的控制和管理功能;基于TCP/IP协议和Protobuf-net序列化技术开发了服务端网络通信模块,实现了与Holo Lens客户端之间的仿真数据传输功能;基于SQL Server开发了数据库管理模块,实现了对仿真数据的存储与读取功能。(3)针对直升机后缘襟翼控制仿真可视化需求,基于Unity3D游戏引擎开发了全息视景内容。基于混合现实工具包(Mixed Reality Toolkit,MRTK)开发了全息UI界面;基于TCP/IP协议开发了客户端网络通信模块,接收主控软件发送过来的实时仿真数据,实现了基于数据驱动的全息视景演示效果。(4)针对仿真平台人机交互功能需求,基于MRTK开发了包含手势、语音和凝视交互在内的人机交互系统,同时为了方便非Holo Lens用户体验混合现实内容,开发了基于Vuforia和ARCore的第三人称视角展示功能。最后,建立了直升机旋翼动力学标称模型,在实时环境下进行了基于H∞最优控制的直升机后缘襟翼控制仿真实验,仿真结果验证了本平台的实时性和功能可靠性。同时,进行了混合现实第三人称视角演示实验,验证了空间定位和位置状态同步功能的有效性。
基于混合现实的直升机后缘襟翼控制虚拟仿真平台设计与开发
这是一篇关于后缘襟翼,实时仿真,混合现实,WPF,HoloLens,Unity3D的论文, 主要内容为在直升机研究领域,振动问题一直存在,严重时会影响机体寿命和驾驶员健康状态,而带有主动控制后缘襟翼(Actively Controlled Trailing Edge Flap,ACF)的直升机旋翼是降低振动水平的最有力的方法之一。在直升机后缘襟翼控制的前期理论研究中,缺乏统一的仿真平台进行数据管理和三维可视化显示,本文将微软Holo Lens混合现实技术与实时仿真技术相结合,搭建了综合性的仿真平台,致力于为直升机后缘襟翼控制理论研究提供一种新型的仿真验证环境,实现直升机后缘襟翼控制的实时仿真验证、仿真数据管理、全息视景演示和人机交互等功能。本文通过设计仿真平台总体方案,完成主控软件、混合现实全息视景和人机交互系统的研发工作,主要研究内容如下:(1)针对直升机后缘襟翼控制实时仿真和混合现实全息显示功能,对仿真平台功能和性能需求进行分析,设计了混合现实虚拟仿真平台的总体方案,包括平台功能结构设计以及软硬件开发环境选择。(2)针对仿真平台数据管理和监控需求,基于微软WPF(Windows Presentation Foundation)技术,结合MVVM Light开源框架开发上位机主控软件。基于Simulink Real-Time实时仿真技术开发了实时仿真模块,实现了实时仿真过程的控制和管理功能;基于TCP/IP协议和Protobuf-net序列化技术开发了服务端网络通信模块,实现了与Holo Lens客户端之间的仿真数据传输功能;基于SQL Server开发了数据库管理模块,实现了对仿真数据的存储与读取功能。(3)针对直升机后缘襟翼控制仿真可视化需求,基于Unity3D游戏引擎开发了全息视景内容。基于混合现实工具包(Mixed Reality Toolkit,MRTK)开发了全息UI界面;基于TCP/IP协议开发了客户端网络通信模块,接收主控软件发送过来的实时仿真数据,实现了基于数据驱动的全息视景演示效果。(4)针对仿真平台人机交互功能需求,基于MRTK开发了包含手势、语音和凝视交互在内的人机交互系统,同时为了方便非Holo Lens用户体验混合现实内容,开发了基于Vuforia和ARCore的第三人称视角展示功能。最后,建立了直升机旋翼动力学标称模型,在实时环境下进行了基于H∞最优控制的直升机后缘襟翼控制仿真实验,仿真结果验证了本平台的实时性和功能可靠性。同时,进行了混合现实第三人称视角演示实验,验证了空间定位和位置状态同步功能的有效性。
基于混合现实的直升机后缘襟翼控制虚拟仿真平台设计与开发
这是一篇关于后缘襟翼,实时仿真,混合现实,WPF,HoloLens,Unity3D的论文, 主要内容为在直升机研究领域,振动问题一直存在,严重时会影响机体寿命和驾驶员健康状态,而带有主动控制后缘襟翼(Actively Controlled Trailing Edge Flap,ACF)的直升机旋翼是降低振动水平的最有力的方法之一。在直升机后缘襟翼控制的前期理论研究中,缺乏统一的仿真平台进行数据管理和三维可视化显示,本文将微软Holo Lens混合现实技术与实时仿真技术相结合,搭建了综合性的仿真平台,致力于为直升机后缘襟翼控制理论研究提供一种新型的仿真验证环境,实现直升机后缘襟翼控制的实时仿真验证、仿真数据管理、全息视景演示和人机交互等功能。本文通过设计仿真平台总体方案,完成主控软件、混合现实全息视景和人机交互系统的研发工作,主要研究内容如下:(1)针对直升机后缘襟翼控制实时仿真和混合现实全息显示功能,对仿真平台功能和性能需求进行分析,设计了混合现实虚拟仿真平台的总体方案,包括平台功能结构设计以及软硬件开发环境选择。(2)针对仿真平台数据管理和监控需求,基于微软WPF(Windows Presentation Foundation)技术,结合MVVM Light开源框架开发上位机主控软件。基于Simulink Real-Time实时仿真技术开发了实时仿真模块,实现了实时仿真过程的控制和管理功能;基于TCP/IP协议和Protobuf-net序列化技术开发了服务端网络通信模块,实现了与Holo Lens客户端之间的仿真数据传输功能;基于SQL Server开发了数据库管理模块,实现了对仿真数据的存储与读取功能。(3)针对直升机后缘襟翼控制仿真可视化需求,基于Unity3D游戏引擎开发了全息视景内容。基于混合现实工具包(Mixed Reality Toolkit,MRTK)开发了全息UI界面;基于TCP/IP协议开发了客户端网络通信模块,接收主控软件发送过来的实时仿真数据,实现了基于数据驱动的全息视景演示效果。(4)针对仿真平台人机交互功能需求,基于MRTK开发了包含手势、语音和凝视交互在内的人机交互系统,同时为了方便非Holo Lens用户体验混合现实内容,开发了基于Vuforia和ARCore的第三人称视角展示功能。最后,建立了直升机旋翼动力学标称模型,在实时环境下进行了基于H∞最优控制的直升机后缘襟翼控制仿真实验,仿真结果验证了本平台的实时性和功能可靠性。同时,进行了混合现实第三人称视角演示实验,验证了空间定位和位置状态同步功能的有效性。
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