基于MATLAB虚拟现实的实现与应用

论文编号:ZD816    论文字数:23551,页数:47 ,附任务书，开题报告，文献综述

基于MATLAB的虚拟现实的实现与应用
摘 要：MATLAB虚拟现实工具箱提供了一个能在三维虚拟现实环境中进行可视化操作和动态系统进行交互的有效解决方案。本文先使用标准的VRML技术，可生成三维的虚拟现实场景，然后通过MATLAB和SIMULINK实现方便交互，利用VRML构造器V-Realm Builder和SIMULINK的虚拟现实接口及模块建立双容水箱液位控制系统的虚拟现实环境和仿真控制结构图；同时通过虚拟环境中建立的调节阀交互式输入传感器节点，在虚拟环境中利用鼠标拖动该传感器节点控制第一个调节阀开度来控制进水流量，从而实现双容水箱中两个水箱的液位随进水流量变化的虚拟控制仿真。双容水箱液位控制系统的各参数可在仿真结构图中直接设置和修改。

关键词：双容水箱； 虚拟现实；仿真；VRML语言；MATLAB

Based on the MATLAB and application of virtual reality
 Abstract：MATLAB provides a virtual reality toolbox in 3D virtual reality environments visualization and dynamic system interact effectively solutions. This paper first use the standard VRML techniques, the 3D virtual reality, then realized by MATLAB and convenient interactive, using SIMULINK VRML constructor V - been running Builder and SIMULINK virtual reality interface and establish the two modules let water level control system of virtual reality and simulation control charts, Through the virtual environment of interactive input sensor node, the regulator in the virtual environment using the mouse control of the sensor nodes to open a regulator, so as to realize the control of water flow of water tank double capacity of water level with two changes of the virtual simulation of control flow. Double let water level control system of each parameter in the chart in simulation can be directly and modification.
Keywords: Double let water tank, Virtual reality, Simulation, VRML language, MATLAB

 目录
摘要 I
Abstract II
第 1章  绪 论 1
1.1课题研究的目的和意义 1
1.2 虚拟的发展历程 1
1.2.1 虚拟设计的定义及实质 2
1.2.2虚拟设计系统的构成及主要应用技术 3
1.2.3 虚拟设计的技术基础 3
1.2.4 虚拟设计的特征 5
1.2.5 虚拟设计的优点 5
1.2.6 虚拟设计对现代工业的影响 6
1.2.7 虚拟设计的研究和发展 7
1.3 本课题研究的主要历程 8
1.3.1 课题的背景及提出 8
1.3.2 课题的主要研究内容 9
第2章  基本技术原理 10
2.1 MATLAB介绍 10
2.1.1 MATLAB简介 10
2.1.2 MATLAB语言的优点 10
2.1.3 MATLAB的组成与应用 11
2.2 Simlink简介 12
2.3 MATLAB图形及用户界面(GUI)设计 12
2.4 MATLAB虚拟现实工具箱 (VirtuaI-Reality Toolbox) 13
2.4.1 MATLAB 虚拟现实工具箱简介 13
2.4.2 MATLAB虚拟现实工具箱的应用接口 14
2.5 VRML技术基础知识 16
2.5.1 VRML技术概述 16
2.5.2 VRML文件组成 17
2.5.3 VRML空间 18
2.5.4 VRML节点简介 19
第3章  双容水箱液位系统模型的设计 24
3.1 引言 24
3.2 双容水箱系统的控制模型 24
3.3 双容水箱系统的虚拟现实环境的建立 25
3.3.1 双容水箱系统的分析 25
3.3.2 双容水箱系统模型的建立 26
3.4 虚拟现实世界中交互式操作的部分VRML程序 28
第4章 Simulink与虚拟世界的连接和参数设定 31
4.1 Simulink与虚拟世界的连接 31
4.1.1 启动Simulink的虚拟现实工具箱模块 31
4.1.2 Simulink与虚拟世界的连接 32
4.2 二阶控制系统的设计及参数设定 34
4.2.1 二阶控制系统传递函数的设计 34
4.2.2 其它参数的设定 35
4.3 Simulink的完整控制图 35
第5章 系统仿真 36
5.1 进入仿真界面 36
5.2 仿真结果 38
结束语 40
参考文献 41
致 谢 42