基于Unity3d的连铸虚拟仿真系统的设计与实现
连铸即连续铸钢，连铸设备结构复杂，生产工序繁多，生产环境危险因素多。随着我国经济的转型升级，企业对生产安全，节能降耗和产品质量的要求不断提高。要满足这些要求就需要培养大量的冶金相关技术人才，连铸作为冶金生产的一个重要环节，对该环节教学仿真也提出了更高的要求。 依托唐山某钢厂连铸实际生产设备与工艺流程。将虚拟现实技术与连铸生产过程相结合，在详细分析连铸生产流程的基础上，建立虚拟设备三维模型和运动模型。依据钢厂实际控制方式，设计了虚拟控制面板和现场控制器控制接口。实现了对虚拟设备的虚拟操控和现场控制器编程操控两种控制方式。 在此基础上，重点研究了连铸结晶器液位控制及其仿真。为了提高结晶器液位控制的精度，引入了连续动作强化学习自动机（CARLA），结合粒子群优化算法（PSO），设计了基于CARLA-PSO组合优化模型的智能控制器，用于对结晶器PID控制器参数进行优化。仿真结果验证了算法的有效性。在此基础上开发了结晶器液位控制数值仿真用户界面，实现了仿真结果的可视化输出。 在人机交互方面，用户可以通过操作虚拟控制面板或编写现场控制器实现对虚拟设备的操控，此外，系统在传统鼠标键盘交互模式的基础上引入了体感交互技术，有效提升了用户的交互体验。依据游戏化的教学理念，设计开发了体感游戏，用于对用户进行连铸知识点的考核测试。极大的增加了用户参与培训的自主性与积极性。
连铸设备;虚拟仿真系统;软件开发;人机交互
华北理工大学
硕士
控制科学与工程
谷学静
2018
中文
TF341.6;TP311.52
73
2018-12-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）