随着计算机技术的发展和系统科学的全面开发,结合计算机技术、控制技术、图像技术、三维技术等技术的进步,衍生了一门全新的科学技术——计算机仿真技术。下面是我为大家整理的计算机仿真技术及应用本科 毕业 论文,供大家参考。
《 化工中计算机仿真技术研究 》
摘要:目前,计算机逐渐被普及到生活生产各个方面,并逐渐被拓展至化工行业内应用,计算机仿真技术化工行业内应用范围渐渐被扩大,某种特殊程度上促进化工行业可持续发展。本文由计算机仿真技术化工行业应用角度阐述该技术优势,以及对其应用必要性,希望可以对相关工作者带来一些启示。
关键词:计算机仿真技术;化工;应用
伴随科学技术逐渐发展进步,化工行业设施装置逐渐趋于大型化、复杂化发展,自动化水平逐渐提升,操作要求更加严格。需要相关操作人员与技术人员渐渐提升自身业务能力与水平,不单确保生产设备能够稳定安全与长期运行,还需要有关工作者对于发现事故做到尽快合理处理,争取避免有所损失。在化工行业里,传统培训体系偏向于师傅带领徒弟传帮带形式,而有关工作人员对于故障处理的能力,通常要靠长时间实践积累为主,还要具备资历师傅将其所掌握的原封不动传授给徒弟。该方式比较真实,但却受到授培训时间与周期限制,培训内容缺少丰富性,某种程度上有可能增加相关工作者独立上岗时间,不符合生产技术可持续发展与生产装置更新所需。
1应用计算机仿真技术重要性
化工行业常需要针对部分具体工程设备与工艺流程予以操作,才逐渐深入至岗位操作人员,然后通过培训,培训工作通常结合实物挂图与微缩器具将知识传授出去,传授过程比较枯燥。实物挂图与教具基于实用因素与经济因素,并不选择大尺寸,致使所有培训工作人员详细掌握相关操作与原理。结合3D技术绘制能够让设备形象更趋于逼真化,可做任意旋转,使培训工作人员可实现全方位观察工艺与设备[1]。结合Flash技术制作设备动画有效代替挂图,对设备动态进行演示的时候更为生动形象,帮助相关人员针对设备工作原理予以掌握,能够很好带动培训人员热情。并且,使用设备较为方便,对使用要求可以很好满足。
2基于计算机仿真技术化工数据模型
结合计算机做仿真模拟,是把化工过程数理带入计算机当中,接下来经计算机把工艺过程进行模拟与反映。所有原理基于人为因素转变,可以得到与之匹配反应过程与反应结果变化值。通常情况下它存在下述优势。其一,友好人机交互界面。当前,诸多化工业模拟软件设计规则都以微软公司为基础,使相关工作者能快速上手并投入相关操作中,让相关人员感到轻松便捷,培养浓厚实验兴趣,并充分调动起工作积极性与能动性。其二,对工程装备的性能反应较为真实[2]。要充分分析化工设备反应过程,建立同它相互匹配模型,凭借实验把所有过程全权反映出来,对操作工人熟练快速掌握操作技能非常有利。我们在下述 文章 中列举一个化工工业常会涉及到的一个模型,希望可以供相关操作人员参考。计算机仿真系统具有许多特点,如重复、复杂性和多个,20世纪50年代初,西方国家一直在计算机仿真系统的动态和静态特性进行了研究,并取得了非常重要的影响。仿真系统对我国化工行业也进行了一系列的设计和研究,但也限于静态研究范畴。
3针对电子数字方面的研究
基于计算机仿真系统的特点,可以把它看作是非线性的本质,及其相对高阶的时候,分析 方法 和经典控制理论,计算机模拟在化工系统动态性能研究是非常困难的[3]。本文通过计算机在电子数字计算机系统微积分方程,计算,介绍了结合时域动态性能指标体系,这将最终调整方案出来。第一,系统是稳定的;第二,在数值计算时,系统的输入值等于0.0123;第三,在排除干扰因素,把化学工作在正常状态;第四,干扰因素考虑在内的情况下,各种干扰因素也作为单独的个体来处理。本文通过预测校正格式,欧拉方法是迭代微分方程数值积分计算。
4计算机仿真系统的改进方案
当前,化工仿真系统应用范围很广,但由于化工设备操作和较大的工艺流程不同,当前的仿真软件,仿真机器,更好的培训新员工无法满足,因此,未来的新的仿真技术和仿真软件的发展空间仍然是大[4]。未来,应该与自动控制理论相结合,适当参考校正环节能有效地改善系统动态性能的质量,使其有较高的稳定性和抗干扰能力。可以连接到气体的输入端仿真系统的微分和积分负反馈环节,最终会使动态性能大大提高,它相当于系列的介绍和链接。我们计算的结果可以看出,只要相应的参数选择正确获得超出预期的效果。微分和积分部分的结构可以被视为一种天然气供应预感桥,放置在相同的速度管道温度传感器已经变成一座桥两个手臂,表达时间常数很小,时间常数相对较长。仿真系统的输入结构的负面反馈链接到系统具有更好的动态性能。基于基本知识理论,修正的链接对系统控制精度的影响,通过计算结果我们可以看到,只要精心挑选的组件参数,达到理想的效果是指日可待。我们提倡这项计划的最明显的特征是它简单易操作,换句话说,只要其中一个传感器连接到导管,同时本文串并联在同一桥臂上面的。连接到放大器的输入和先进的网络,结合线性系统的自动控制原理做提前修正原则,与放大器的输入电阻和电容组成先进的网络,可以很好的改善系统的动态品质。讨论上述3种改进方案是基于先进的理论为基础,由计算结果可以看到,他们所有的3种基本上可以改善系统的动态品质。第一种和第二种的系统还可以明显改善方案来提高抗干扰能力。和改进项目的这些类是基于现有技术的前提下,没有相对比较容易实现的障碍。当然,想把他们对实际系统的引用,还需要很长一段时间。
5结语
目前,计算机仿真技术生产与培训方面应用比较多,所以,要着重强化对仿真软件与仿真机器开发设计,计算机仿真技术进一步推广,要对该项技术加速深化,让它的应用范围与性能得以提升。计算机仿真技术应用,促进高新技术更进一步发展,促进科学技术加速发展,同一时间为化工行业提供更为广阔发展空间。未来可持续发展当中,化工行业把握计算机仿真技术应用 措施 ,为企业赢得更多收益。
参考文献:
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[4]赵冉,朱西方.仿真技术在高职计算机网络教学中的应用探讨[J].河南科技,2014(1):282.
《 计算机仿真技术及其应用 》
随着计算机技术的发展和系统科学的全面开发,结合计算机技术、控制技术、图像技术、三维技术等技术的进步,衍生了一门全新的科学技术——计算机仿真技术。计算机仿真技术在近些年不断的发展,而且科学家在众多的领域都联合计算机机仿真技术进行开发,并取得了良好的成果。本文通过对计算机仿真技术的概况进行阐述,探讨计算机仿真技术的应用。
一、计算机仿真技术的定义
计算机仿真技术通过对科研工程人员和系统操作管理人员进行研究,利用计算机多种软件分析、设计、模拟实际环境,进行仿真的科学实验的技术。计算机仿真技术比真实试验更加省时省力,大大节约科研成本。所以计算机仿真技术一经推出,就受到人们极大的喜欢。
二、计算机仿真技术各阶段的发展及未来发展的趋势
计算机仿真技术根据计算机、图形图像、建模、三维、系统等技术的发展可以分为以下四个阶段发展:
(1)模型试验阶段
(2)数字化仿真阶段
(3)图像化仿真阶段
(4)虚拟现实技术阶段计算机仿真技术在这四个阶段里,每个阶段的发展都各种特色及侧重点。如模型试验阶段就是注重试验建模;数字化仿真就是对计算机数字化设计;图像化仿真注重运用图像进行表达设计;虚拟现实技术采用特色设置配备三维技术,是仿真技术更加逼真。随着社会的发展,计算机 网络技术 的进步,结合人们的生活需求,计算机仿真技术越来越趋于人性化。在未来,计算机仿真技术会朝着几个趋势进行发展:分布式、协同式、沉浸式、网络环境式的计算机仿真技术。如分布交互仿真就是运用计算机网络技术把各地分散的仿真实验进行串联起来构建一个网站的仿真实验环境。协同式仿真就是建立配合生产协同作用。沉浸式仿真就是满足纵向信息分享的要求,使得数据更加直观,更便于分析。网络环境式仿真就是建立在虚拟网络的仿真模式,这种就更具有普遍性。这几个计算机仿真技术发展的方向,从纵向和横向都有发展,至于多方位的满足人们多计算机仿真技术的要求,这也加快了计算机仿真技术的推广。
三、计算机仿真的步骤及技术核心
计算机仿真技术研发的步骤可以分为三大步:一是建立数学模型二是数据模型的程序化三是仿真实验。第一步建立数学模型,即是科研这通过多方面的考究分析,建立起一个特定的具有边际的数据模型来进行对象研究。第二步数据模型的程序化,即是对数据模型进行数字化及编程化。第三步仿真实验即是对已经建好的模型,进行仿真式的模拟实验,形成一个系统的仿真模式。经过这三大步奏,便能得到想要的仿真数据。计算机仿真的关键技术有面向对象的仿真、分布交互仿真、智能仿真三个主要关键技术。这三大关键技术,纵横相互关联的,而且是逐层递进的关系。智能化仿真将是未来的发展趋势,更能满足人们的需求。
四、计算机仿真技术的应用
计算机仿真技术由于它的优越性且高性能多样性,越来越被各行各业看好,并应用与实际的生产中。如航空航天、航海、企业生产、地理勘探、交通运输、农业、 教育 、军事国防、还有各项的科研设计等等,都应用了计算机仿真技术。我们可以根据计算机仿真技术使用的功能及范围,把计算机仿真技术的应用分为:系统的研发及理论研究应用、产品研发应用、人才培育应用。
(一)系统的研发及理论研究应用
在开发研究新的项目是,都需要到对各种数据进行分析,而计算机仿真技术就能应用在这些项目的研发中,通过仿真建模,便能对各个系统的研究,还有理论分析,收集各种数据。如:对航空航天技术的研究应用,主要是对火箭、航天飞船等模拟实验,收集需要的数据等。军事军方领域应用,多先进的军事设备、战地环境进行模式实验。()产品研发应用计算机仿真技术应用于企业产品生产或者各种产业研发生产中,比如工业制造行业的仿真,根据企业生产的产品、建立产品模型、测量产品功能、外观是否能满足需求。医学领域的仿真,对医疗设备或者仿真医疗试验。这些技能节约研发成本,节约人力物力。而且还能提高科技人员的整体技能水平。
(三)人才培育及教育应用
计算机仿真在训练和教育领域中的应用可以是多方面的,比如,在学校的实践教学中,可以仿真虚拟的企业见习,丰富了实践教学的内容,提高的效率、节约能源。在如航天员训练等仿真实验,一方面保证安全、而且还减低了成本,达到预期的效果。计算机仿真技术还在进一步的开发中,在未来,计算机仿真技术在更多的领域得到应用。
五、 总结
随着计算机技术、网络技术、系统知识科学、控制技术的再发展,计算机仿真新技术会发展的突飞猛进。而且计算机仿真技术隐藏着巨大的效益,不管对于哪行哪业,未来计算机仿真技术必将达到产业化,这就使得计算机仿真技术在各个领域越来越广泛的应用,为人类的发展,又翻开了一个全新的篇章。
《 汽车理论教学中计算机仿真技术的应用 》
1课程 教学方法 探讨
汽车理论是一门涉及内容较多、理论性很强、综合多个学科的专业课程,不同于其他汽车专业课程那么形象直观,学生普遍反映难以掌握。根据课程教学内容及其特点,选择适用的教学方法是提高教学效果的关键。对于基本概念、工作原理、受力分析图、曲线图、数据表以及一些结论性的知识点,可以采用多媒体中的文字、图表和动画等方法展示,既可达到直观明了的效果,又可提高教学效率。涉及公式推导和受力分析内容的,宜采用传统的黑板板书教学方式。因为传统的黑板推演过程更能容易引导学生进行 逻辑思维 和 抽象思维 ,对得到的结论印象也会更加深刻。对于比较复杂、抽象的教学内容,可以应用计算机仿真平台通过动画视频,以及现场调取模型进行分析等方式辅助教学,将其形象化以提高学生的感性认识,避免了让教师空洞地陈述、学生想象地去理解的局面,从而提高教学效果。对于汽车性能实验,特别是汽车的操纵稳定性和平顺性实验,由于实验条件的限制多数无法开展。而通过应用计算机仿真技术可以设计与实施一些虚拟仿真实验,从而弥补了实验教学内容的不足。汽车理论课程除理论教学和实验教学内容之外,一般还附带课后作业、课外大作业、课堂演讲以及后续汽车理论课程设计等环节,由于课后题目一致、项目任务单一、可用的计算工具也比较局限(常用 Excel 或Matlab),往往造成大量抄袭,不利于学生能力的培养与公正的评价。可以考虑以项目为驱动将多种计算机仿真技术融入实践教学环节,以加深学生对理论知识的理解,并激发学习和研究的兴趣。在教学过程中,需要根据具体的教学内容选择恰当的教学手段,结合传统教学方法与现代教学方法,使其发挥各自优势才能获得更好的教学效果。
2计算机仿真技术应用方法探讨
在汽车理论教学中,合理应用计算机仿真技术将对课程的教学和学生的学习效果、对后续课程设计与毕业设计,以及对学生工程软件应用能力的培养带来很大的帮助。下面将从如下几点探讨其应用方法:
2.1建立汽车性能仿真分析辅助教学模型库
首先应根据汽车理论教材,结合学生的具体理解情况,合理选择应用点,对某些重点、难点以及不易讲述的地方,考虑能否应用计算机仿真技术进行辅助教学。应用计算机仿真软件建立汽车性能仿真分析实例库与模型库,在课程教学中可以随时调用视频录像与仿真模型,将汽车的一些结构运动、参数调整、性能分析、曲线变化等复杂问题在课堂中进行动态仿真演示。这样老师就可以方便地进行讲解,并给学生提供了直观、形象的过程与结论,学生理解起来会更容易。同时在教学过程中,向学生展示计算机仿真技术在汽车领域的应用,还可激发学生利用相关软件对理论知识进行学习和应用,为后续课外实践、课程设计、毕业设计等环节打下基础。由于课程所涉及的应用点可能较多,所以模型库建设之初,工作量较大,不过这对学校精品课程建设和直接改善课程教学效果来说是十分必要且一劳永逸的。
2.2各种仿真软件在专业教学中的优势
根据不同计算机仿真软件的专业优势,合理应用于汽车理论教学中,使复杂问题的分析变得直观、清晰,并能激发学生的学习兴趣。Matlab软件是进行汽车性能计算的常用工具,具有强大的数值计算和图形功能,可以方便地完成各种汽车性能的计算;同时,利用Matlab的数值计算函数和Simulink模块,可以对汽车理论中复杂的过程进行仿真分析和求解。这些计算和分析的结果都可以通过Matlab提供的可视化手段呈现给学生,有助于清晰地阐释抽象的概念。[4]车辆性能仿真软件CRUISE是一款专门为汽车传动系统匹配而设计的整车性能仿真软件。模块化的建模方式将整车分为发动机、离合器、变速箱、主减速器等汽车模块,同时设有循环行驶工况、爬坡性能分析、稳态行驶性能分析等计算任务,可方便地进行传统汽车、新能源汽车整车动力性、经济性计算与动力装置参数的匹配分析。与Matlab软件不同的是,该软件建模方便,不同的模块参数和计算任务可以详细、方便地进行设置,更加接近汽车实际模型,计算结果也更加精确。该软件在汽车动力传动系统仿真方面具有其他仿真软件无法比拟的专业性和灵活性,在国内外汽车行业应用十分广泛。ADAMS是一款在汽车行业应用较为广泛的机械系统多体动力学仿真软件,其中ADAMS/CAR模块为一款整车设计软件包,它能够快速建造高精度的整车虚拟样机模型,通过高速动画,直观地再现各种虚拟实验工况下整车的动力学响应,大大减少了对物理样机的依赖。在汽车理论教学中,可通过ADAMS/CAR在虚拟环境中实现悬架、转向系统的运动分析,同时还可进行汽车操纵稳定性和平顺性等相关的仿真实验,解决了由于客观条件限制不能进行的实验教学环节。另外,在汽车仿真技术研究领域还有ADVISOR,CarSim/TruckSim等工程软件,凭借自身的优势和特点,应用也较为广泛。2.3计算机仿真技术在项目驱动实践教学模式中的作用目前多数汽车理论教学进行的课后作业、课外大作业和汽车理论课程设计,以Matlab软件应用较为广泛。通过Matlab软件进行编程计算可对汽车的多项性能进行分析,但是应用Matlab使学生过多偏重于公式计算与编程,具有一定的局限性。而且,单一的课题任务往往伴随大量的抄袭,不利于学生独立解决问题与公正的评价。以多类课题项目为驱动将不同计算机仿真软件应用于汽车理论各个实践教学环节,可解决上述问题。[5]实施过程中,需要构建多个贴合汽车实际使用性能的课题项目,并以同类型仿真软件的应用进行分组学习和指导,使学生在项目学习及完成过程中加深对理论知识的理解及实际应用,激发学生实际分析问题、解决问题的能力。
3计算机仿真技术应用实例
3.1Matlab软件应用实例
汽车的动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。其中,在绘制一下曲线图,如驱动力-行驶阻力平衡图时,以往的教学方法基本是课堂讲授曲线的作图方法,给一个课本已经绘制好的某车型的曲线,然后由曲线分析汽车各档的驱动力的变化。可根据发动机转矩拟合公式、驱动力计算公式、行驶阻力计算公式及车速计算公式,
3.2CRUISE软件应用实例
利用CRUISE软件模块库,可快速搭建传统汽车及新能源汽车动力传动系统仿真模型,通过设置计算任务,对整车动力性、经济性等进行仿真计算。同时,软件自身也提供了多种汽车模型模板,便于初学者进行学习。图3为软件自身提供的传统后轮驱动汽车(FR)动力传动系统仿真模型,通过设置计算任务,可得到丰富的有关汽车动力性、经济性的文本和图表结果分析文件。为设置UDC循环工况后,计算得到的发动机工作点分布示意图,可对发动机与整车动力装置参数进行匹配分析提供依据。
3.3ADAMS软件应用实例
在汽车理论教学中,可通过ADAMS/CAR在虚拟环境中实现汽车操纵稳定性和平顺性等相关的仿真实验,解决实际实验条件限制带来的问题。在ADAMS/CAR中用户可以通过模板自行创建模型,也可调用共享数据库中的系统或整车模型进行仿真分析。以汽车操纵稳定性中的单移线实验为例,对某车整车操纵稳定性进行了虚拟仿真。可根据标准设置实验条件,通过仿真计算,将实验结果以动画、曲线图等方式展现。ADAMS/CAR所提供的仿真实验平台,可使学生方便地进行各种有关操纵稳定性、制动性、平顺性虚拟实验,弥补了实验教学内容的不足。
4结束语
将计算机仿真技术应用到汽车理论教学,可以使教学质量得到明显提高。形象、生动的仿真模型分析与演示,既便于老师的讲述,又使学生对理论知识有了深刻的理解,克服了客观实际条件对理论教学的制约,同时也能培养学生对相关软件学习的兴趣与应用能力。当然充分利用多种计算机仿真工程软件的优势来辅助教学,还需要大量的准备工作,但考虑到对教学效果的提高改善与学生理论知识的学习,这将是十分必要。
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关于虚拟现实的科技论文1500字篇二
医学虚拟现实技术研究
【摘要】医学虚拟现实技术(MedicalVirtual Reality Technology),作为一门新兴学科目前正在逐步形成之中,它是集医学,生物力学,机械学,材料学,计算机图形学,计算机视觉,数学分析,机械力学机器人等多学科为一体的新型交叉研究领域。而医学虚拟现实技术是一种悄然进入医疗教育领域的全新技术策略,它势将为未来医疗技术的发展提供了更为广泛的前景。
【关键词】数据过滤;数据转换;虚拟视觉环境显示;立体影像
Abstract:Medical Virtual Reality Technology(Medical Virtual RealityTechnology),as an emerging discipline is now being gradually developed.It isa new multi-disciplinary field of cross-over study with aspects in medicine,biomechanics,mechanics,materials science,computer graphics,computer vision,robotics,and mathematical analysis.The medical virtual reality technology isprogressively becoming an essential part the medical field.It is an importantfield that will lead to the discovery of new medical technology.
Keywords:data filtering;data conversion;VIVED;stereo image
1.虚拟视觉环境显示(Virtual Visual Environment Display-VIVED)
由美国宇航局约翰逊宇航中心(JSC)等部门,使用虚拟现实技术为人们提供了一个别出心裁的医学教育策略。它集成了所有囊括人类颅骨和心脏的虚拟现实技术,为人们提供了与其他多媒体(音频、视频等)的交互能力[1]。
2.虚拟手术(Virtual Surgery)
作为医学虚拟现实技术领域正在发展起来的一个研究方向,其目的是利用各种医学影像数据,采用虚拟现实技术,在计算机中建立一个摸拟环境,医生借助虚拟环境中信息进行手术计划制定,手术演练,手术教学,手术技能训练,术中引导手术,术后康复等工作,虚拟手术充分体现虚拟现实作为计算机图形学在医学治疗过程的作用。
3.硬件
一台由Silicon Graphics公司生产的Reality Engine计算机,被用来打开计算轴向体层摄影术(CAT/CT)和磁共振成像切片,放入三维容积图像和可产生身体"飞行"观察效果的电影中。在具有16M内存的Macintosh IICX计算机上观看最终的3D图像。之所以先择Mac是因为它的性价比和音像都优于同类PC,另外它在北美各学校系统被广泛使用,可以说它是桌面多媒体的领跑者,并且有各种各样的软件和硬件支持它。而VR电影可以存储在硬盘上,或转移到CD上,并通过红蓝眼镜观看。它也可以使用虚拟现实头戴式显示器(HMD)或双目全方位显示器(臂架系统)查看。最终图像可以存储在CD-ROM或激光视盘上。
4.软件
4.1 文件转换和数据准备
加尔维斯顿提供的厚度为1.5mm的人类头骨CAT/CT切片和心脏的MRI的切片被用于创建3D图像。在对头骨的CT扫描过程中要经过一个泡沫带,因此会有一些无用数据被生成。颅骨扫描的结果是生成一个数据集,其中有超过120片通过颅骨,60片通过下颌骨(下巴),而心脏的MRI扫描可导出200片的数据集。将医学分会创建的数据文件,送至IGOAL公司(集成显卡,操作和分析实验室)。在那里进行扫描和筛选,去除无关数据,且尽可能不丢失任何重要信息。IGOAL公司开发出一种名为“Ctimager”的工具,用于阈值计算,从而把切片中不需要的噪声和无关数据去掉。
4.2 数据过滤和体数据转换为多边形数据
使用被IGOAL称为“dispfly”的开发工具,在稍后可将转换大量的数据直接由计算机显示出来。此工具用于多个过滤算法准备CT和磁共振成像数据转换为多边形的窗体。解剖模型是基于移动的多维数据集算法生成的。滤波处理通常包括阈值化的数据,以消除大部分噪声的。一个低通滤波器被用于最小化,将产生一个不规则的表面凹凸不平,当输入到算法中的高频噪声。这个过程产生相对平滑的表面,其近似扫描样品,并减少产生的噪声的多边形数量。一个独特的过滤器对心脏数据仅平滑扫描之间的数据创建,是不需要其他的过滤[2]。由于心脏和颅骨有大量的数据集切片,几种模式被建立,其中每一个代表一个少量切片。一个网格算法,“meshit”,后来发展到提高显示性能。这种算法转换成高效条状的三角形的原始集合。平均超过100三角形组成每个三角形条带。。
4.3 产生立体图像
建成模型后,立体声序列被渲染。IGOAL公司开发了一种名为OOM(面向对象操纵器)工具,用来把经过渲染的每一帧存储到磁盘上,这些图像用红色和蓝色的色彩分离为代表的立体图像。一旦这些序列被记录到磁盘上,数据的格式就被转换成Macintosh.pict格式,全彩色图像序列的按非立体观看转移到Mac上。
4.4 立体影像及多媒体
对Mac图像进行编辑,以产生所希望的效果,如数字化的尸体覆盖或插入文本描述什么正在被观看。使用Apple的QuickTime扩展,图像被转换为QuickTime电影动画在Mac上。
5.结论
CT扫描头骨的医疗图像,由Macintosh计算机通过处理头盔显示器或臂式系统的信息,最终生成高质量VR图像。目前科学家正试图用磁共振的成像数据生成了一个心脏VR模型。
初步结果显示,可以使用这种类型的成像数据开发出高分辨率模型。而为了保持高质量VR成像目标,大量的数据是用帧序列来描述的,由此会产生一些问题。为了缓解这个问题,科学家们正在探讨替代的硬件和软件解决方案。
另一个问题是该技术针对HMD的显示系统。为保持一个高品质的虚拟现实体验,液晶显示器对分辨率没有要求。在CRT显示器在多种教育平台上都可以满足分辨率的要求,但是成本过高。外科手术模拟可能成为例程,尤其是在制定综复杂和罕见的手术方案时。
6.在VIVED的应用和研究现状
当前的研究,强调创建一个高分辨率的人体虚拟现实模拟器用于教育目的的重要性。而应用这项技术必须充分理解其复杂的三维关系,如在下面的领域:解剖学教育,各类机械设备,生化,病理学研究,外科医生,模拟整形外科和利用内窥镜培训外科医生等。
7.其他应用程序
随着医学虚拟现实技术的发展,新的教育解决方案和策略如雨后春笋般不断出台。如北卡罗莱纳大学教堂山分校利用超声波,MRI和X射线创建的动态影像放射治疗的“预测”模型。达特茅斯医学院创造出人脸和下肢的数学模型,用于研究外科手术的效果评估。绿叶医疗系统在帕洛阿尔托开发出“EVAL”和“手套健谈”系统,作为实现“评估和演示”系统。使用传感器做衬里的数据手套和数据西装获取更大的使用范围,对运动损伤和残疾病人进行行之有效的损伤程度度量。“手套健谈”是帮助病人康复的数据手套的手语装置,让人无需发声(中风或脑性麻痹患者),仅使用计算机能够理解的手势。而使用头盔显示器使得需要康复的病人可以重新学习,如开关门,行走,点或转身的行为[3]。
8.结语
将CT扫描的头骨医学图像在Macintosh电脑上使用一个头盔显示器或臂架系统便可生成高质量的VR图像。目前科学家们正在开发根据磁共振成像数据生成心脏的VR模型。初步的研究结果表明,高分辨率模型可以使用这种方法的成像数据技术来实现。要想维持高质量虚拟现实的目标成像,必须适当调整“飞穿”的帧序列的数据量。而其它文明拟定的硬件和软件解决方案也正是为了探索缓解这一问题。再有就是该技术是针对HMD的显示系统技术。因为在各种医学教育平台中,LCD显示屏不涉及维持高质量的虚拟现实问题,而要实现高分辨率CRT显示器的成本又太高。
参考文献
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[2]Porter,Stephen,"Virtual Reality",Computer Graphics World,(March,1992),42-54.
[3]Sprague,Laurie A.,Bell,Brad,Sullivan,Tim,and Voss,Mark,"Virtural Reality In Medical Education and Assessment",Technology 2003,December 1993.
通讯作者:娄岩。
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【摘 要】VR技术是现今计算机技术领域中一项包含多种学科的一门综合科学技术,该技术已经被应用在现实中许多的领域中。
【关键词】VR技术;虚拟现实技术
1.虚拟现实技术的概念
VR技术就是虚拟现实技术,它是一种能够让现实中的人在计算机所创造的虚拟信息世界中体验与现实世界同样的事和物。它所具有多感知性、沉浸性、交互性和构想性的基本特征。这种虚拟技术集合了计算机图形图像技术、现实仿真技术、多媒体技术等等的多种科学技术。它能够模拟出人的视觉,听觉,触觉等的感官功能。使人在计算机所创造的虚拟世界中通过语言、动作等等的方式进行实时交流,可以说这种技术的发展前景是非常的广阔的。
2.虚拟现实技术的特征介绍
①多感知性的特征,是指视、力、触、运动、味、嗅等感知系统,从人类理想的虚拟现实技术的发展来说,是希望能够给完全的模拟出现实中所有的感知,但因目前的技术掌握和传感技术的限制,仅仅只能模拟出以上视、力、触、运动、味、嗅等感知系统的。
②沉浸性又称浸没感或临场感,存在感等,具体是指人以第一人称存在在虚拟世界中的真实体验。当然,以目前技术还没有达到最理想的程度。
③交互性就是指人在虚拟世界中,能够像在现实当中一样,可以通过对一些物体的抓取、使用等动作,感觉到所触碰的物体的重量,形状,色泽等一些人与物体之间的互动信息。
④构想性,即在虚拟的世界里面,将所想的物件所做的事情在虚拟世界呈现出来,这样做能达到什么样的效果,那样做又能达到什么样的效果,甚至还可以把在现实世界不可能存在的事和物都可以在虚拟世界中构想出来。
3. VR技术的应用范围
VR技术由诞生到现今已经历了几个年代,其应用范围也越来越广,如医学方面,可以提供给医生进行模拟手术,这样大大提供了现实中手术的成功几率,还有军事,科技,商业,建筑,娱乐,生活等等。
4. VR技术中涉及的相关技术
①立体视觉现实技术:人通过视觉所获取到的信息是人本身所有感觉中最多的一种感官,所以虚拟现实技术中立体显示技术占有不可或缺的重要地位。
②环境构建技术:在虚拟世界中,构件环境是一个重要的环节,要营造一个区域的环境,首先就要创造环境或建筑模块,然后在这个基础上再进行实时描绘、立体显示,从而形成一个虚拟的区域环境。
③真实感实时描绘技术:要在虚拟世界中实现与现实世界相同的事物,仅靠立体显示技术还是远远不够的,虚拟世界中必须存在真实感和实时感,简单来说就是实现一个物体的重量,质量,色泽,相对位置,遮挡关系等的技术。
④虚拟世界声音的实现技术:在虚拟世界中虽然视觉是获取信息的重要途径之一,除了视觉还有很多感官系统可以获取到周围的信息。如听觉,这种技术就是在虚拟世界中实现声音,这样人在虚拟世界里不仅能够看得到也能听得到。
5. VR技术中所涉及的硬件设备
①输入设备
与虚拟现实技术相关的硬件输入设备分成两大类:一是基于自然的交互设备,用于虚拟世界的信息输入;另一种是三维定位跟踪设备,主要用于输入设备在虚拟世界中的位置进行判定,并输送到虚拟世界当中。
虚拟世界与人实现自然交互的形式有很多,例如有数据手套,数据衣服,三维控制器,三维扫描仪等。
数据手套是一种多模式的虚拟现实硬件,通过软件编程,可进行虚拟场景中物体的抓取、移动、旋转等动作,也可以利用它的多模式性,用作一种控制场景漫游的工具。数据手套的出现,为虚拟现实系统提供了一种全新的交互手段,目前的产品已经能够检测手指的弯曲,并利用磁定位传感器来精确地定位出手在三维空间中的位置。这种结合手指弯曲度测试和空间定位测试的数据手套被称为“真实手套”,可以为用户提供一种非常真实自然的三维交互手段。
数据衣是为了让VR系统识别全身运动而设计的输入装置。数据衣对人体大约50多个不同的关节进行测量,包括膝盖、手臂、躯干和脚。通过光电转换,身体的运动信息被计算机识别。通过BOOM 显示器 和数据手套与虚拟现实交互数据衣。
②输出设备
人在虚拟世界中要体现沉浸的感觉,就必须实现现实世界中的多种感受,如是视、听、触、力、嗅、味等感官感觉,只不过以目前的虚拟技术只实现了视觉,听觉和触觉罢了。
③VR构成设备
虚拟现实世界的构成,主要的设备就是计算机本身了,虚拟世界的所有景象都是靠一个个模型造成的,而这些模型则是由计算机制作出来的。一般计算机被划分成四个部分,第一:高配置的个人计算机,专门用于普通的图形配置加速卡,实现于VR技术中的桌面式特征;第二:高性能图形工作站,就是一台高配置的图形处理计算机;第三:高度并行系统计算机;第四:分布式虚拟实现计算机等四个分类。
6. VR技术上的难点探讨
随着计算机的不断发展,人与计算机的互动性得到了非常好的提现。而这种技术则成为了VR技术建立的主要手段。但是实时现实始终一直阻挡这VR技术前进的一大难点之一,即时在理论上能够分析得到高度逼真、实时漫游的虚拟世界,但至少以目前的状况来说还达不到理论上的要求。这种理论性的技术是需要强大的硬件配置要求支撑的,比如说速度极快的图形工作计算机和三维图形加速卡等等设备,但以目前的设备来看即时最快的图形处理计算机也不能达到十分逼真的同事又是实时互动的虚拟世界。根本的原因就在于,因为引入了人与虚拟世界的互动,需要即时生成新的动态模型时,就不能达到实时的效果了,所以就不得不降低图形模块的清晰度来减少处理的时间,这样直接导致了虚拟世界的逼真在某程度上的减少,这就是所谓的景物复杂度的问题了。
图形模块的生成是虚拟世界中的重要瓶颈,虚拟世界的重要特性随着人的位置、方向的不断变更状态下感受虚拟世界的动态特性,简单来说,就是你移动一下位置和方向后所看到的即时生成的图形模块景象。有两种指标可以衡量用户沉浸在虚拟世界中的效果和程度。其一就是之前所说的动态特性;其二就是互动的延迟特性。自然动态图形的形成的帧数是30帧,至少也不能低于10帧,否则整体画面就会出现严重的不连续和调动的感觉。互动延迟是影响用户的另一个重要指标,如人在飞机上飞行时,位置的变换和方向的控制,这时系统应当即时产生相对的图形画面,期间的时间延迟应不大于0.1秒,最多也不能大于1/4秒。否则在长期的工作中,人会容易产生疲劳、烦躁或者恶心的感觉,严重地影响了“真实”的感觉。以上两种指标都以来计算机图形处理的速度。对于动态的模块图形生成而言,每帧的图形生成时间在30~50毫秒之间为较好;而对于互动性的延迟,除互动式输入及其处理时间外,其图形的生成速度也是重要的因素。而以上所叙述的因素都与图形处理的硬件组成有直接的相互关系,除此之外还有赖于应用技术的因素,如虚拟场景的复杂程度和图形模块生成所需的真实感等等。 7. VR技术在各国的研究情况
①VR技术在美国的研究现状
美国是虚拟现实技术研究的发源地,虚拟现实技术的诞生可以追溯到上世纪40年代。最初研究的虚拟现实技术只是用于美国军方对飞行驾驶员和宇航员的模拟训练。然而,随着冷战结束后美国军费大大的削减,虚拟现实技术就逐渐转为民用,目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。
上个世纪80年代,美国宇航局及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究,并取得了令人瞩目的研究成果,美国宇航局Ames实验室致力于一个叫“虚拟行星探索”的实验计划。现在美国宇航局已经建立了航空、卫星维护的模拟训练系统,空间站的模拟训练系统,并且已经建立了可供全国使用的模拟 教育 系统。北卡罗来纳大学的计算机专业就是进行虚拟显示技术研究最早最著名的大学。他们主要研究分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真等。乔治梅森大学研制出一套在动态虚拟环境中的流体实时仿真系统。施乐公司研究中心在模拟现实技术领域中主要从事利用VRT建立未来办公室的研究,并努力设计一项基于模拟现实技术使得数据存取更容易的窗口系统。波音公司的波音777运输机采用全无纸化设计,利用所开发的虚拟现实系统将虚拟环境叠加于真实环境之上,把虚拟的模板显示在正在加工的工件上,工人根据此模板控制待加工尺寸,从而简化加工过程。
图形图像处理技术和传感器技术是以上VR项目的主要技术。就目前看,空间的动态性和时间的实时性是这项技术的最主要焦点。
②VR技术在欧洲的研究现状
在欧洲,英国在VR开发的某些方面,特别是在分布并行处理、辅助设备(包括触觉反馈)设计和应用研究方面。在欧洲来说是领先的。英国Bristol公司发现,VR应用的交点应集中在整体综合技术上,他们在软件和硬件的某些领域处于领先地位。英国ARRL公司关于远地呈现的研究实验,主要包括VR重构问题。他们的产品还包括建筑和科学可视化计算。
欧洲其它一些较发达的国家如:荷兰、德国、瑞典等也积极进行了VR的研究与应用。
瑞典的DIVE分布式虚拟交互环境,是一个基于Unix的,不同节点上的多个进程可以在同一世界中工作的异质分布式系统。
荷兰海牙TNO研究所的物理电子实验室(TNO- PEL)开发的训练和模拟系统,通过改进人机界面来改善现有模拟系统,以使用户完全介入模拟环境。
德国在VR的应用方面取得了出乎意料的成果。在改造传统产业方面,一是用于产品设计、降低成本,避免新产品开发的风险;二是产品演示,吸引客户争取定单;三是用于培训,在新生产设备投入使用前用虚拟工厂来提高工人的操作水平。2008年10月27-29日在法国举行的ACM Symposi- um on Virtual Reality Software and Technoogy大会,整体上促进了虚拟现实技术的深入发展。
③VR技术在日本的研究现状
日本的虚拟现实技术的发展在世界相关领域的研究中同样具有举足轻重的地位,它在建立大规模VR知识库和虚拟现实的游戏方面作出了很大的成就。
在东京技术学院精密和智能实验室研究了一个用于建立三维模型的人性化界面,称为SpmAR NEC公司开发了一种虚拟现实系统,用代用手来处理CAD中的三维形体模型。通过数据手套把对模型的处理与操作者的手联系起来;日本国际工业和商业部产品科学研究院开发了一种采用x、Y记录器的受力反馈装置;东京大学的高级科学研究中心的研究重点主要集中在远程控制方面,他们最近的研究项目是可以使用户控制远程摄像系统和一个模拟人手的随动机械人手臂的主从系统;东京大学广濑研究室重点研究虚拟现实的可视化问题。他们正在开发一种虚拟全息系统,用于克服当前显示和交互作用技术的局限性;日本奈良尖端技术研究生院大学教授千原国宏领导的研究小组于2004年开发出一种嗅觉模拟器,只要把虚拟空间里的水果放到鼻尖上一闻,装置就会在鼻尖处放出水果的香味,这是虚拟现实技术在嗅觉研究领域的一项突破。
④国内虚拟现实技术研究现状
在我国虚拟现实技术的研究和一些发达国家相比还有很大的一段距离,随着计算机图形学、计算机系统工程等技术的高速发展,虚拟现实技术已经得到了相当的重视,引起我国各界人士的兴趣和关注,研究与应用VR,建立虚拟环境、虚拟场景模型分布式VR系统的开发正朝着深度和广度发展。国家科委国防科工委部已将虚拟现实技术的研究列为重点攻关项目,国内许多研究机构和高校也都在进行虚拟现实的研究和应用并取得了一些不错的研究成果。
北京航空航天大学计算机系也是国内最早进行VR研究、最有权威的单位之一,其虚拟实现与可视化新技术研究室集成了分布式虚拟环境,可以提供实时三维动态数据库、虚拟现实演示环境、用于飞行员训练的虚拟现实系统、虚拟现实应用系统的开发平台等,并在以下方面取得进展:着重研究了虚拟环境中物体物理特性的表示与处理;在虚拟现实中的视觉接口方面开发出部分硬件,并提出有关算法及实现方法。
清华大学国家光盘工程研究中心所作的“布达拉宫”,采用了QuickTime技术,实现大全景VR制;浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统;哈尔滨工业大学计算机系已经成功地合成了人的高级行为中的特定人脸图像,解决了表情的合成和唇动合成技术问题,并正在研究人说话时手势和头势的动作、语音和语调的同步等。
8.学习小结和心得
虚拟现实技术是一个极具潜力的研究项目,是未来的重要技术之一。它不论在理论,软件或者硬件的领域上都依赖着很多技术,当然其中也有较多的技术只实现了理论,硬件方面还是有待完善的。不过可以遇见,在未来虚拟现实技术绝对会被广泛应用。
本论文讲述了虚拟现实技术的概念,特征,应用范围,相关的技术,涉及的设备,技术上实现的难点,各国的研究现状等。最重要的就是,我们通过对这门技术项目的学习,了解到计算机更加多方面的知识,亦同时得知了更加多与计算机之间的硬件设备知识,让我们对虚拟现实技术产生了浓厚的兴趣,日后我们会继续留意虚拟现实技术的发展状况,如有机会定必会该项技术奉献绵薄之力。
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21世纪是数字化的时代、信息的时代、也是设计的时代。设计是当今企业乃至国家寻求发展的重要因素。下文是我为大家搜集整理的工业设计毕业论文优秀范文的内容,欢迎大家阅读参考!
工业设计毕业论文优秀范文篇1
浅谈以人为本的工业设计认知观
一、工业设计初体验
印象中的工业设计,可以设计汽车,可以设计飞船,总是感觉这个专业非常强大,无所不能,只要你说得出来,它都可以参与进去。在学习工业设计的时候,很多男生心里都有一个梦想,希望自己在毕业之后能够成为一名汽车设计师,我也一样。于是对于工业设计的理解就是不停地画草图,努力地学软件。理想很丰富,很美满,等我们走进了工业设计这个专业,才发现它和自己想象中的设计有太多的不同,才真正体会到说设计就好比“戴着镣铐跳舞”这句名言的真谛。汽车设计师,准确说应该叫概念汽车造型设计师,这是现在的我对于当时那个梦想的定义。这个梦想破灭的同时,意味着我对工业设计的理解多了一点认识。我们在学生年代对于工业设计的认知,关注更多的是在产品的造型层面,纯粹在产品的形态和色彩上花心思,再赋予产品一些自以为是的材料和工艺,这个时期所提出的一些方案,现在想来都不敢称为设计,顶多也就是带着一丝想法的幼稚的草图,而且都只能停留在纸上。毕业之后,在企业里任职期间才接触了设计,发现自己对于这个专业有太多的不足,需要学习很多实践性的专业知识。我把更多的时间用在专业技能的提升上,以及对于产品材料构造、工艺结构知识的实践上,对于产品的制造与生产有了初步的了解。同时也学习了市场与设计的一些关系,市场需要什么,企业就会生产什么,哪个产品好卖,客户就会让我们“设计”什么样的产品。
在从学生到参加工作的这段时间,之前一些天真稚嫩的想法都不再有了,而是多了一些实际的考虑,懂得思考把作品变成产品的可能性因素,偶尔也会思考设计的过程合理性,在这个过程中才发现客户主导了设计的方向。这时候,我才懂得去思考关于工业设计的认知问题,有了想法掌握了技能懂得了生产,做出了方案满足了老板完成了任务,这就叫工业设计吗?在这个过程中,产品是主体,客户是最终目标,也就是说只要搞定了老板就意味着项目的成功。这种描述好像和标准的工业设计定义有太大的区别。产品、客户、消费者,我们的工业设计到底要搞定谁呢?谁是重点?显然,如果工业设计关注的重点是客户的话,我觉得是不可取的,这样的话我感觉自己不像个设计师,因为老板让我干什么我就干什么,那还需要我干什么呢?他需要的只是一个绘图员而已,顶多称为产品外观设计师。
二、从手机谈工业设计
工业设计的目标是不是产品呢?我们都知道工业设计有狭义和广义之分,而狭义上的工业设计把重点放在了有形的实体产品上,即产品设计。在这里,我想以自己对工业设计的理解从设计的角度去说说手机这个实体产品。第一台手机是由摩托罗拉生产的,大哥大的手机造型直到现在都深入人心。手机通信技术的发展经历了模拟手机时代、GSM时代、2G/3G时代以及现在即将普及的4G时代。随着技术的不断进步,手机的样式也是千变万化,从笨重的大哥大到今天轻薄的苹果6,工业设计在手机这个产品上扮演着极其重要的角色,特别是在2G时代,上百个品牌上千种手机造型,让你眼花缭乱。诺基亚品牌是2G时代手机市场中的大哥大,一年甚至可以推出一百多款手机造型,摩托罗拉、索尼品牌手机紧随其后,这些品牌的工业设计做得非常成功,直到现在都能让人记得那一款款经典机型。但是到了3G/4G时代,这些品牌风光不再,诺基亚被微软收购,MOTO被谷歌吞并,索尼退出手机市场,在激烈的手机市场份额竞争中,这些曾经的手机品牌王者退出了历史舞台。
在这个过程中,竞争虽然激烈,但是苹果手机却能够独树一帜,生存并发展壮大到今天王者的地位。我们可以研究一下苹果的工业设计,从第一代手机到现在的6S,每年推出的产品屈指可数,但是它的品牌生命力和产品竞争力不是其他品牌所能够比拟的。手机工业设计已从2G时代的机海战术,变成了现在3G、4G时代的机皇战术。然而,3G、4G时代各个品牌的手机造型,却都是大同小异,大屏幕、轻薄化。如果说砖头一样的大哥大是属于MOTO的经典之作,那么现在瓦片一样的大屏手机又能够代表哪个品牌呢?显然工业设计在手机的2G时代是最火热的,因为手机造型的需求量非常大。
反之,3G、4G时代手机的工业设计是难的,但绝对不是因为需求量变小,有技术成分的因素,也有设计方向的转变问题。如果手机继续发展下去,它还会需要工业设计吗?我认为手机品牌的激烈竞争,成也工业设计败也工业设计,关键在于看这些品牌怎样来理解工业设计的概念。同样,电视机产品的工业设计也面临这个问题,发展到今天,电视机已经连边框都没有了,我们还能设计什么呢?设计电视的底座和支架吗?如果我们还只是把工业设计理解成产品造型设计,那手机和电视机的发展无疑会告诉你,以这样的观念来选择工业设计那是没有前途的。特别是当前的3D打印技术的猛烈发展,也进一步地验证了这一点,想法人人都可以有,再加上万能的3D打印,可以想象,当人人都是设计师的时候,就不存在设计师的说法了。所以,如果我们把工业设计的重点定位在产品上,手机、电视机、3D打印机的发展都能够说明这个发展方向的局限性。那么,工业设计的重点只能是放在“人”身上,我们必须从狭义的工业设计概念中跳出来。广义的工业设计概念,把工业设计理解成一个以人为本的设计服务过程,要求我们不能再用传统的眼光、方法来对待工业设计,要走出传统的工业设计定义范畴。
三、工业设计中的造型与结构
之前谈过学生时代有成为汽车设计师的梦想,这个梦想也只是建立在狭义的工业设计概念认知基础上,关注的只是产品的造型色彩,甚至连产品的结构设计都忽略了。这个阶段自然不会考虑造型设计与结构设计之间的关系,也可以说是结构设计无意识地服从了造型设计。在有了一定的工作经验之后,发现在设计过程中存在这样那样条条框框的限制,特别是在结构设计这个环节,给我们造成很大的困扰和压力,更多的项目只是要求在现有产品结构的基础上进行外观的设计,这时候的造型设计必须服务结构设计,这也可以称为我们设计的初体验。在积累了比较扎实的设计经验之后,我们就得反思这个设计过程,真正产品的创新绝不是停留在造型上,绝不是被限制在结构上,相反,它对于结构设计提出更高的要求。我们开始慢慢意识到产品的创新,应该包括但不限于产品的造型创新及结构创新。在反思的过程中,我们开始学会以广义的工业设计去思考设计问题,把工业设计的重点从产品、客户身上转移到人的因素上,从消费者的角度去寻找产品创新机会的突破口。此时此刻才能体会到,成熟的工业设计师在产品创新的过程中,更多的是关注人的需求,以人的需求为导向来主导设计过程,有意识地让结构设计来配合造型设计。
四、关于工业设计的改良与创新
设计的目的是为了创新,创新的方法中包括了改良型设计和创新型设计。直到现在,我认为我所经历过的设计,百分之九十九都是属于改良型设计,还剩的百分之一,其实也只是自己一相情愿的想法而已。深圳山寨机,莆田高仿鞋,它们为什么会存在并广为人知,我认为不仅仅是因为它们具有市场。山寨、高仿也是属于产品改良型设计,因为我们的设计需要经历这样一个过程,借鉴的过程。但是在这个过程之后,很多厂商从山寨、高仿得到好处之后却不懂得创新,一味地改良,导致产品没有了竞争力,企业丧失了发展的机会而被淘汰。工业设计更多的是需要创新性设计,而不是改良型。所以山寨、高仿不是有效的可持续的创新途径,从2008年温家宝给中国工业设计协会写了要高度重视工业设计开始,就注定了山寨机、高仿鞋的灭亡。企业对于工业设计的认识不能停留在单一的改良设计来进行产品创新,应该将创新的重点从产品设计过程转移到设计的研究过程,从产品的生产制造过程转移到人与产品相互关系的研究,进行以人为本的创新性产品设计开发。
五、工业设计的广与精
随着这几年工业设计市场的不断成熟,市场竞争也越来越激烈,怎样保证工业设计的竞争力,成为我们不得不去思考的一个问题。俗话说术业有专攻,工业设计想做得好,就必须得把它做精,通过去细分市场来实现。一方面,我们可以专注于某个行业的工业设计,在这个产品领域内积累出雄厚的设计力量,形成行业内的拳头产品保持竞争力。另一方面,我们也可以专注于工业设计内的某个环节,比如战略咨询、产品规划等工业设计前期内容,也可以是产品设计、制造、生产等后期环节。工业设计是一项高度综合性的交叉学科,美学、经济学、心理学力学等学科知识都有涉及,它是一门系统性的综合学科,所以我认为每一个成功工业设计案例的背后,都站着一群人,而不是某一个人的功劳。
工业设计强调个人分工的同时更注重团队协作来完成项目。我所理解的工业设计,不再像以前那样,通过理想化的个人英雄主义形式来完成设计救赎,这种形式的设计对于当前形势下的工业设计不科学不合理,不可取,不利于工业设计未来的发展。既然是团队合作、个人分工,那么我们在选择工业设计的时候,就可以根据自己的实际情况,有针对性地选择学习和锻炼工业设计的某个环节或者方向,这样就可以实现工业设计的深耕细作,这样才能够让工业设计的生命力更加旺盛,让自己具有核心的竞争力。随着工业设计理念的不断发展和完善,设计已经从对产品、对物的关注转向了对人的关注,对人的生活和情感的关注,转向了对人类生存环境的关注,出现了很多新的设计理念:体验式设计、交互式设计、服务设计等,所以我们也应该抛弃传统的工业设计观念,走进以人为本的广义工业设计概念中,与时俱进。
工业设计毕业论文优秀范文篇2
试谈实用主义工业设计
1当前我国的消费文化以及设计道德状况探讨
实用主义为了达到效用与利益的目标可以摒弃原则与假定必需的东西,无疑这会带来很多社会问题:为了卫生与方便,我们每天都在制造一次性餐具垃圾,每个婴儿都会用尿不湿,每次购物都会有一个甚至一堆塑料袋,每次喝饮料都会制造一个塑料瓶废品等等,这直接导致了资源的大量浪费以及城市周边堆积如上的垃圾堆,我们不禁反思实用和主义、工业化到底给我们带来了什么?工业设计价值观作为社会价值观的一部分,也具有社会整体价值观的一般的特征。工业设计的目标是服务工业生产,辅助实现工业产品效益并提高产品的附加价值,由于人们无休止的私欲激发了工业的生产,从而使设计不由自主的卷入其中,成了工业化的傀儡而不能自拔。
2我国设计应具有的道德及文化
在设计方面,每个民族都有自己的特征鲜明并且积极的设计文化与道德,同样,我国有着深厚的民族底蕴与传统美德,有着丰富的关于造物的文化与道德观。关于器物道德的记载,最早见于《道德经》,老子说:“道生之,德畜之,物形之,器成之。是以万物莫不尊道而贵德。意思是说,器成,需要有事物的规律与生产方法,其次是器物的文化与德行,再加上物质条件赋予其外形。可见,先秦时期的造物道德放之今日依然有其现实意义,我们现在的工业生产何尝不是如此呢?每个行业需要具备生产工艺、行业规范、行业文化等,再加上具体产品,才能达到“器成”的要求。宋明时期,理学倡导“存天理,灭人欲”,主张抑制私人欲望,将伦理道德推向极致,这种思想也直接影响了当时的器物文化。虽然没有直接说明当时的器物思想,但是通过当时的社会价值观可以窥见当时的器物文化,毕竟器物文化来源于社会文化。
例如,宋代的瓷器,釉色朴素,形态不事雕琢;明代家具,无论造型、材料还是其中的人文思想,都是古今设计的典范。通过这种禁欲与推崇伦理道德的思想可以看出,我国古代的正统思想重视事物的自然规律,重视人的修养及德行的提高,以禁欲来维护世间道德,可以说,体现出了我国传统文化主张朴素、维护自然及社会道德的特征。在今日我国市场经济条件下,显然这种思想是行不通的,因为实用主义生活哲学占据了社会主流地位,每个人都在追求个人利益的最大化,都在实现自我的最大发展,也因此使社会出现很多重效益不计后果、重指标不计投入的社会现象,但是,这不是我们当今社会的本质要求。针对以往粗放型的经济发展模式以及生活方式,我国提出“资源节约型、环境友好型”的经济发展新方针,强调“可持续发展”目标,不再以指标作为唯一的衡量标准,经济增长由粗放型改为集约型,这些都体现出当前我国充分考量了资源、环境与人的关系,更加注重系统的和谐发展。试问,这些现象不正是“天人合一”的体现吗?可见,我们并不是没有工业设计的文化与道德,只是人们忙于实现自身的利益、贪图方便与效率,从而导致了上述问题的发生。
3设计道德回归的可能性分析
工业设计道德的回归首先需要社会生活道德、生活哲学的回归,毕竟有什么样的生活道德与哲学,就有什么样的消费哲学与设计哲学。我国传统哲学是以儒家哲学为主导,儒、道、释三教相融合而发展,形成我国传统哲学的基本特征,而当代我们面临的是西方哲学思想的冲击,能否形成中西哲学的融合与发展是当代我国当代哲学发展的新挑战。牟宗三先生的说过,“中国未来的哲学特质,在于中国传统主流哲学与当代西方哲学的融合,从而形成新时代特征的中国哲学。”[3]我国正处在传统文化与西方价值观激烈碰撞的时代,受西方哲学、价值观、生活方式影响很大。
但可喜的是,近年来我国逐渐重视传统文化与传统哲学,逐渐对当代不良的、实用主义特征的重指标、重眼前效益的价值观进行了纠正,开始回归“可持续发展”观,“环境友好型”“资源节约型”等,既重视效益又协调整体协调的全面发展观,颇有“存天理”“致良知”“天人合一”的哲学意味。同时,主流媒体加大了工艺公告的投放力度,对社会节约、环保、和谐等思想进行了大力弘扬,这些都是我国传统哲学思想与优秀传统发扬的典型例子。通过这些现象可以看出,我们在中西方道德文化激烈碰撞中并没有迷失自己,而是把握住了自己文化的前进方向,从而对弘扬具有我国传统哲学特征的价值观、器物观有着积极的建设意义,社会哲学、价值观问题的解决,工业道德、设计道德问题也会水到渠成。实用主义的社会哲学,是以个人、民主、进化的观念为基础。
4结语
工业设计道德的回归需要工业文化的回归,更需要社会大众生活态度的转变与价值观的转变,而这些又是与社会时代哲学密不可分的。通过新中国成立以来经济、社会的快速发展,我们既从实用主义哲学中收到巨大的建设成果,也在享受成果的同时忍受了种种社会苦果,现在我们终于慢慢意识到一味追求传统哲学不可取,一味崇拜实用目标也不可取,只有将二者结合,发挥各自的优势,才能均衡社会哲学文化的体系,从而产生具有符合我国当代哲学观的设计。
工业设计毕业论文优秀范文篇3
浅析混合现实技术在工业设计的作用
虚拟现实技术
虚拟现实是以可计算信息为基础的一种沉浸式交互环境,此现代高科技的核心为计算机技术,进而形成以味觉、触觉、视觉、嗅觉和听觉为主导的感官世界和虚拟环境,用户可通过各项传感设备实现与虚拟环境的交互,进而产生相互影响和身临其境的作用。虚拟现实技术具有构想性、交互性和沉浸性的基本特征,是综合人工智能技术、计算机图形学、计算机网络技术、多媒体技术和仿真技术的一种计算机高级人机界面,通过多传感技术和并行处理技术,向用户提供良好的触觉、听觉和视觉等感官功能,用户可沉浸于该虚拟境界,通过手势和语言等方式与其建立起实时交互,为用户创建起适应用户需求的多维信息空间。
混和现实技术
混合现实技术是基于虚拟现实技术发展起来的一种增强现实技术,通过可视化技术和计算机图形技术实现现实环境中没有的虚拟对象,在传感技术的帮助下在真实环境中准确“放置”虚拟对象,使虚拟对象和真实环境同时叠加至一个空间。用户可通过头盔显示器等显示设备观察现实环境与虚拟对象融合的新环境,从而产生一个全新的感官世界。混合现实技术为用户提供了不同于日常生活的感知信息,人们在接触真实世界的同时,也可接触到虚拟的信息内容,通过叠加和补充两种信息,使用户获得良好的使用体验。混合现实技术的核心是通过附加信息增强用户对现实环境的感知和观察,而非将现实世界转换为虚拟世界。
混合现实技术在工业设计中的应用
混合现实技术是基于虚拟现实而发展和普及的,故和虚拟现实系统的硬件结构有一定的一致性和继承性。计算机课可通过混合现实系统将虚拟的图像、文字和物体生成相关信息,并将这些信息叠加在用户可视范围内,使用户可感官真实物体上的虚拟信息。这些与现实相关的虚拟辅助信息可有效增加用户的使用体验,而注册和显示是混合现实中的关键技术,该系统中不可或缺的外部设备为方位跟踪器和头盔显示器。
1.产品的外形设计
混合现实技术可被运用于产品外形设计,可根据对产品的研发要求,多次评测和修改产品的外形,此类修改方式对产品方案修改效率的提高具有积极意义,在很大程度上减少了产品研发风险,有利于建模数据的构建,而冲压模具的基础设计和仿真加工等环节也可直接运用系统生成的建模数据。
2.产品的布局设计
混合现实技术也可用于研发布局较为繁杂的产品,可对产品布局进行相应的整合和设计。该技术的应用可有效显示出产品布局,使设计者直观全面的观察产品设计,避免不合理的设计问题出现,最大化的提升产品结构和布局的设计,使产品布局具有较高的准确性。(本文来自于《设计艺术》杂志。《设计艺术》杂志简介详见.)
3.产品的运动和动力学仿真
运动物件类产品设计需注重工作时产品的运动协调关系,针对产品运动时可能出现的问题进行重点核实,例如动力学性能、产品强度和运动干涉检查。现阶段的企业生产线均由各个环节组合而成,各个环节间的配合度和协调度在很大程度上决定了产品的生产质量。混合现实技术可在产品生产环节的基础上设计出仿真技术,该仿真技术可有效设计和配置生产工作流程,具有直观性的特点。
3D技术和混合现实技术是广告设计中的主力军,两者的合理组合可有效实现逼真的广告效果。混合现实技术和三维动画技术可将产品外形直观的置入广告中,且将产品内部结构通过模型向受众展现出来。此外,这两项技术的运用还可详细介绍该产品的生产过程,例如产品的维修、装配、工作和使用等过程,在网络技术发达的21世纪,产品广告和产品推广活动的核心就是直观、生动,在传播方位方面较为广泛。现阶段的网络漫游技术是扩宽广告范围的关键,对产品广告的详细程度和推广范围具有积极影响,例如工厂、城市、车间、设计图纸和机器结构,使用户可快速准确的获取广告信息。
随着科学技术的发展,混合现实技术已经被日渐运用在社会的各个领域,而混合现实技术的发展和普及对产品设计产生了较为深远的影响,直接导致产品设计和生成手段的改变。混合现实技术促进了产品设计思维的活跃,虽然混合现实技术被运用于各领域的时间较短,在一定程度上存在缺陷,但其自身所具有的优势确定了其成为人机接口的重要方式。产品通过运用混合现实技术,实现产品生产过程的数字化,而虚拟产品的设计不论从信息存储还是功能上均与现实计算机模型接近,高度相似的虚拟产品促进了虚拟现实技术的发展,也使其成为产品设计中的主要方式。
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电力系统自动化装置的原理大部分都是一样的,但是随着我国经济和社会的不断发展,电力系统的装置类型和型号也发生了很多的改变。下面是我为大家整理的电力系统自动化论文,供大家参考。
摘要:在电力系统中应用电子自动化技术,不仅能够有效节省系统的成本投入,提高系统的工作效率,还能够有效提高电力系统的安全性能。在实际工作中,电力系统的工作人员要对电气自动化技术引起重视,对目前电气自动化技术的应用进行清晰把握,从而为保证电力系统的良性运行做出贡献。
关键词:电气自动化技术;电力系统;控制技术;仿真技术;智能技术;安全监控技术
随着经济建设速度的加快,我国电力系统得到了很大的发展。在电力系统中,传统的应用模式伴随数字技术的发展已经表现出了一定的不适应性。而在电力系统中应用电子自动化技术,不仅能够有效节省系统的成本投入,提高系统的工作效率,还能够有效提高电力系统的安全性能。本文将对电力系统控制技术的发展要求进行分析,探讨电子自动化在电力系统中的应用情况,研究电子自动化的发展趋势,希望为我国电力系统的发展提供帮助。
1电力系统对控制技术的要求
1.1信息化要求
随着科学技术的发展,电力系统对于信息化的要求越来越迫切。对于电力系统来说,为了保证系统运行的稳定性,同时实现良好的经济效益,因此在电力系统控制方面需要更高的安全性和稳定性。而信息技术的发展为电力系统提供了良好的控制平台。在电力系统中,电气自动化控制技术依托信息化的发展,在机器的自动化运行方面实现了非常重大的突破。可见良好的信息化技术和智能化水平对于提高电力系统的运行效率、保证系统的运行稳定具有非常重要的作用。
1.2安全性要求
电力行业是我国支柱性产业,对国民经济具有非常重要的作用。保持电力系统的稳定性是促进我国各个行业良好发展的基础保障。而伴随目前社会各行业对于电力应用的依赖程度进一步提高,如何保证电力系统的安全性和可靠性已经成为了非常重要的课题。为了满足电力系统对于安全性的要求,电力系统要能够具有较好的维护功能以及非常简便的操作性,同时在电力系统发生故障时,系统自身要能够对故障做出迅速的诊断。而在电力系统中,应用电力自动化控制技术能够有效地提高电力系统对于安全性的要求,简化系统的操作难度,对系统产生的故障能够进行及时的诊断和处理,从而保证电力系统的安全性。
2电气自动化在电力系统中的应用分析
2.1电力系统中应用电气自动化的技术目前,电气自动化技术已经在电力系统中得到了广泛的应用。具体来说,在电力系统中电气自动化技术的应用主要包括以下方面:
2.1.1电气自动化中的仿真技术。电气自动化仿真技术对于电力系统的良性运行具有重要作用。仿真技术能够为电力系统管理大量的数据信息,并根据数据信息提供逼真数据模拟操作环境,同时仿真技术还能够通过多项控制技术来实现同时、同步操作。对电力系统中出现的故障,仿真技术能够通过有效的模拟来对故障进行分析和判断,从而有效提高电力系统的运行效率。目前,在新的电力系统中,仿真技术被广泛应用于设备测试方面,并取得了非常好的测试效果。
2.1.2电气自动化中智能技术。智能技术是比较先进的研究成果,特别是对具有较复杂关系的非线性系统进行控制时,智能系统具有非常好的控制效果。电力系统通过智能技术能够有效提高系统的控制灵活度,同时通过网络信息化技术,能够实现数据信息的实时传递,从而有效提高了系统发现故障的速度,并能够及时地制定出解决方案。另外,智能技术还可以有效完善系统的漏洞,可见在电力系统中智能技术拥有非常广阔的发展前景。
2.1.3电气自动化中的安全监控技术。安全监控技术是电气自动化在电力系统中应用的重要表现形式。安全监控技术能够通过科学的监测手段对系统的运行情况进行有效监测,保证系统的良性运行。目前,安全监控技术主要通过对电磁暂态故障信息的实时收集,来达到对电力系统进行监测的目的。安全监控技术的应用主要以GPS技术和SCADA技术为依托,达到动态监控的目的。其中信息通信系统、中央数据处理系统、动态相量测量系统、同步系统是安全监控技术的四个主要组成部分。随着电力系统中监测工作由稳态向着动态的转变,也标志着安全监控技术进入了动态监测的新纪元。动态安全监控技术对于保障电力系统的稳定性,提高电力系统的运行效率具有非常重要的作用。
2.1.4电气自动化中的柔性交流电系统技术。柔性电流技术也是电气自动化在电力系统中应用的关键一环。具体来说,柔性电流技术指的是在电力供应系统中,通过对电力供应的关键环节进行科学的技术处理,采用具有较强独立性能的电子设备,从而实现对电力供应系统的参数进行有效调节的目的。柔性电流技术的应用对于保证电力系统的稳定性和安全性具有非常重要的作用。柔性交流技术的核心设备是ASVC装置。ASVC装置的技术结构比较简单,属于静止无功发生器。但由于ASVC装置通过和柔性交流电系统技术的有效结合,因此具有非常优良的应用效果。当系统发生故障的时候,ASVC装置能够进行快速的调整,从而在短时间内保证电压的稳定。另外,ASVC装置具有良好的电压调节范围和快速的反应速度,因此在实际工作中很少出现延迟的情况。同时在噪音和惯性方面,ASVC装置也具有良好的效果,在电力系统中得到了广泛的应用。
2.1.5电气自动化中的多项集成技术。在电力系统中,通过电气自动化技术能够有效促进系统的统一管理。而实现统一管理功能的就是电气自动化中的多项集成技术。在传统的电力系统中,通常采用的是分开管理的模式,这种管理方式对于工作效率不能够保证,同时还增加了系统的运行成本。而多项集成技术能够根据用户的不同要求,通过科学的技术手段,将电力系统中管理、安全保护几个环节进行统一,从而实现集中管理的目的。通过集中统一的管理模式,不仅能够对电力系统的设计工作、施工工作、测试工作以及维护工作等提供有力的技术支持,在保证了系统各个环节良性运行的同时,还有效地降低了系统运行产生的经济和人力成本。根据统计发现,采用电气自动化技术的电力系统,相比传统系统来说,能够有效地降低运营成本,间接提高的经济效益能够达到30%左右。
2.2电力系统中应用电气自动化的领域
2.2.1变电站的自动化控制。在电力系统中,变电站的自动化控制是电气自动化应用的重要领域。在变电站中应用电气自动化技术能够有效提高变电站的运行效率。具体来说,在变电站中应用电气自动化技术主要通过程序化的设备来实现。技术人员将变电站中的传统的电磁设备转变成程序化设备,从而有效提高变电站的自动化程度,并可以实现对变电站工作过程的全方位监控,在提高变电站工作效率的同时,保证了变电站工作的稳定性和安全性。
2.2.2电网的自动化控制。电网的运行质量对于供电的稳定性具有决定性的影响,因此通过科学的手段保证电网工作的可靠性一直是电力企业重点研究的问题。在电网工程领域中,通过电气自动化技术的应用能够有效地提高电网运行的自动化程度,从而为电网运行的稳定性提供保证。电气自动化技术通过强大的数据信息处理能力,能够对电网工程中的变电站、工作站、服务器等进行科学的调度工作,并通过控制部门和变电站的设备终端对电网的运行信息进行准确的采集,根据这些信息系统可以对电网的运行状态做出科学的判断。
3电气自动化在电力系统中的发展趋势
电气自动化对于电力系统的良性运行具有非常重要的作用。通过电气自动化能够有效提高电力系统的运行效率,提高系统运行的安全性和稳定性。随着科学技术的发展,在电力系统中应用电气自动化具有以下三点发展趋势:
3.1保护和控制一体化趋势保护和控制一体化趋势是电气自动化发展的一个主要趋势。目前,我国的电气化控制系统主要通过相对独立的方式对监控数据进行采集和分析工作。而将保护和控制工作进行统一结合,能够有效地降低系统重复配置的情况,增加技术的合理性,从而达到降低工作量的目的。在实际工作中,电力系统的测量、保护和控制等的数据信息都是从电力现场得到的,这些信息相对来说不够精确。而通过CPU总控单元进行控制,能够免除遥控输出和执行的步骤,从而有效提高了系统的可靠性,可见电力系统保护和控制的一体化已经成为了非常重要的发展趋势。
3.2国际化趋势国际化趋势是电气自动化在电力系统中主要的发展趋势。目前,国际通用的是IEC61850标准,该标准能够使不同型号和规格的IED设备实现信息之间的有效交流,从而达到信息共享的目的。而我国也已经有效展开了适用国际标准的电气自动化研究工作,并将其作为未来电气自动化的主要发展方向。
3.3信息化趋势信息化趋势也是电气自动化发展的主要趋势。随着以太网技术的发展,电气自动化在数据传输方面的速度要求得到了极大的满足。可以预见,在未来的电力系统发展趋势中,以信息化技术作为发展基础,通过和工业生产的有效结合,能够形成以信息化技术为核心的现场总线技术。
4结语
在电力系统中,应用电气自动化技术能够有效地提高系统的工作效率,提升电力系统的安全性和稳定性。在实际工作中,电力系统的工作人员要对电气自动化技术引起重视,对目前电气自动化技术的应用进行清晰把握,从而为保证电力系统的良性运行做出贡献。
参考文献
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摘要:随着经济发展水平的提高,对电力的需求也在激增中。为了满足生产生活对电力的使用需求,国家逐步投入建设自动化的配电网工程。这是一项需要周密规划,并投入巨大资金,应用复杂的技术要求,涉及方方面面的综合性工程。文章对电力系统配电网自动化建设策略进行了探讨。
关键词:电力系统;配电网工程;自动化建议策略;电力需求;供电效率;电力质量
配电网实施自动化应用对于科学分配电力、合理应用科技成果促进电网发展有着重要意义。通过自动化工程,不仅可以有力提高电网的供电效率、电力质量,还可以合理缓解电网压力,释放电网潜能,减少故障频率,并提高电网的服务能力。自动化工程可以帮助电网自我检查,缩短故障检修、处理时间,进一步提高电网安全性与稳定性。这对于极度依赖电力的现代化社会来说,是具有重大意义的一项改造工程。
1研究背景
配电网自动化工程的定义一般可以理解为,利用先进的通信技术与网络技术,依托各类自动化设备,通过计算机系统,保护电网,控制发电,检测问题,计量电力使用状况,并据此为供电事业单位提供各类信息,简化管理难度,提高供电效率与电力质量。通过自动化的配电,有助于了解用户的各类需求,并调整电网的供电量与价格,达到经济性、科学性、安全性并重的发展目标。当然这是一个系统的综合性工程,对于电力企业的管理模式、设备改造都是一个巨大的调整,最终形成一个统一的服务型电网。这一工程的基本原理是,通过分段开关将本来是统一运行的线路改造为不同的几个供电区域。这样一来,即使某一供电部位出现问题,也可以迅速锁定区域关掉开关,将故障区域隔离出正常供电的电网中,使得正常运行的其他区域可以恢复供电,从而避免了因为某一个小的故障而使得一条线上的电路全部断掉,造成更大的影响范围与损失,极大地减少了影响区域,并使得供电的可靠性增强。
2基本要求
2.1线路的形式应该采用环网型,而且为了保证供电稳定性,可以使用双电源甚至多电源供电系统。
2.2干线的模式多使用分段式。分段式的好处是一旦某段线路出现故障,可以通过切断这段故障电路而保证其他线路仍然正常供电。一般对于分段式干线供电的建设原则是:合理利用投资,在充分考虑收益的情况下,实事求是地采用均等原则,或线长相等,或负荷相等,或用户量相等,以三千米干线为例,一般分为三段。
2.3抛弃传统断路器自动化工程多采用负荷开关,既可以节约成本,减少投资规模,又可以在故障发生时,有效隔离故障区域,使之不影响非故障区域。
3设计要点
3.1软件要具备可维护性
在配电网满足了硬件条件,比如可靠的电源,有完善的监测、控制设备,有齐备的线路设施后,自动化工程的一大重要内容就是是否配套了专业化的软件设备。只有软件硬件配套,才能保障配网自动、安全、稳定地运行。通常提到软件系统,多考虑其可维护性。一款合适的软件必须是可以被不断完善、更新的。基于我国社会经济的发展性,对于电力的需求也在波动变化中,所以配电网的负荷也在变化中,如果配电网的自动化软件不能有效维护波动变化的电网,所谓的自动化就变得不切实际了,所以软件的可维护性成为了配电网自动化工程的最基本前提。其技术软件只有可以维护,才能有效保障电力系统的稳定性及正常运行,延长自动化工程的整体使用寿命。只有保证了电网的稳定性,才能使得供电企业在竞争愈发激烈的供电市场站稳脚跟,并满足社会发展需求。
3.2提高配网自动化系统的可靠性
配电网的自动化改造,有一个重要诉求就是增强电网的稳定性,提高电网的容错率。所以,建设自动化的电网工程,一个重要的衡量因素就是当系统运行发生故障或者不可控意外时,系统是否能自我处理,保障整个系统的供电能力与供电质量。所以说,对于建设自动化配电网工程,是需要想办法提高其系统稳定性以及运行的可靠性。
3.3进一步提高系统的运行效率和可移植性
提高电网自动化效率,一般是指是否可以充分利用计算机资源。可移植性,顾名思义是指将此系统整体移植到另一个软硬件环境时,系统可以稳定、高效地运行。可移植性对于电力企业来说是十分重要的,它使得电力企业可以在固定成本投入下,满足不同供电环境的使用需求,并与其他相关单位有效兼容。
4技术实现时的注意事项
4.1加强配网的建设和改造
对于供电企业来说,电力系统的平稳运行是首要任务,即使是改造电网为自动化工作,也是为了这一目标。所以说,实现自动化作业,必须要完善配电网络结构,并积极应用先进的前沿科技,还要改造老旧设备,提高智能化。在对配电网建设中,要强调计量装置的重要性,合理安置,全面整顿。
4.2进一步完善相应的硬件支持系统
现阶段电力企业对配网自动化工程的建设中,一般会在以下两方面开始:第一是市场预测。主要是利用科学的数据处理分析系统,对于供电网络在不同地区、不同时段的不同电力使用量进行记录、分析、比较、预测。通过对接下来的电力使用情况进行预测,为企业发展规划提供可信的数据;第二是修复系统建设。当常态化的供电情况发生异常现象时,自动化系统必须要有及时自检的能力以及在确定故障后的警报能力,更进一步有初步的解决措施。一系列的修复系统可以最大化地降低事故发生率以及事故危害程度,保障系统的安全稳定运行。
4.3提高配电网的自我诊断能力
技术、新设备,满足系统的自我检查、自我检测、自我管理的功能性需求,从而保障系统的稳定性运行。
5电力系统配网自动化实用化模式
5.1集中智能模式
集中智能模式是电力系统配网自动化的第一大模式,主要指整个系统的智能是依靠主站的。线路上的实时情况是通过线路上的分段开关上传的,通过主站的智能诊断对线路的故障进行定位,进而通过对每一段的电网结构隔断故障,寻求出合适的解决方案。这种模式的好处是适用性强,并且对于一些多故障情况进行处理比较容易,是一种比较高级的智能模式。
5.2分布智能模式
分布智能模式是指线路上的开关有自己的智能判断能力,在不需要上传实时状态,请求主站反馈的情况下,自我检测故障并判定哪一部分需要被隔离修复,主要是分段开关发挥作用。具体又分为电流计数型与电压时间型。这种智能模式的好处是在通信条件不完善的地区,网架结构简单的系统,可用性较强。
6未来技术发展
电力系统配电网自动化是现阶段电力企业发展的必然趋势之一,而未来的发展趋势也在研究者的展望中浮出水面。发展趋势如下:其一是电能质量在大功率设备的应用下有效提高;其二是配电网系统保护能力更强,综合运用GIS平台管理电网自动化成为可行方案;其三是分布式小电流接地保护方案的可行性。这是基于其高灵敏度与大承载力而言的。
7结语
通过以上分析,我们可以发现电网系统的自动化是一个明显的趋势,而对于这一技术的应用,可以切实促进供电的稳定性,并且创造更大的社会效益。在我国电力企业谋求发展与创新的情形下,对于此类工程的探索是一个重要的方向,有助于解决电网中的运行故障,提高配电的科学性。因此,对于电力技术的研究以及自动化工程的应用,具有十分重要的意义。
参考文献
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