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《安徽大学》 2006年
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电子电路虚拟实验系统的设计与实现

樊进  
【摘要】:本文对虚拟实验的各种实现技术进行了系统的研究,分析了虚拟实验系统实现的核心技术,给出了《电子电路虚拟实验系统》的主体框架设计,完成了多个模拟电路元器件的三维模型的建模和电路连接算法和检查算法设计,开发了一个用于实现场景漫游的三维图形引擎,最终完成了一个以元器件为实验单元、设计性、开放式、高仿真、高交互性的、适用于模拟电路的《电子电路虚拟实验系统》的开发,主要工作如下: 1、应用3DSMAX、PHOTOSHOP等工具软件完成虚拟元器件的三维模型的建模。有效提高了三维模型的逼真程度和整个系统的沉浸性、可交互性,为减少由于追求真实感而造成对硬件要求过高,采用MilkShape 3D等软件对所有的三维模型进行优化,基本解决了三维模型的真实感与资源开销之间的矛盾。 2、模拟电路的仿真,是一件非常复杂、技术要求高且工作量很大的工作,本设计采用SPICE的3F5版作为电路仿真的内核,在对SPICE的相关参考文献进行研究后对SPICE仿真软件进行了第二次开发。重点是对其输出模块进行了改造,使之能对仿真结果文件作出正确的解析得到仿真结果,再对仿真结果作出适当的采样,使之既能为电路元器件状态的改变提供原始数据,又能减少采样所需时间,增加实时性,实现了仿真内核与整个系统的无缝结合。 3、针对CIR文件格式对电路对象和实验场景进行面向对象封装;并设计了电路连接算法和检查算法来得到各个元器件的管脚的节点号,前者能提供元器件参数,后者则是对电路连接情况的描述,通过二者结合,可随着电路连接情况的变化而实时生成描述电路的SPICE的输入文件。 4、本系统使用Delphi+OpenGL作为开发平台,并辅以一套强大而复杂的基于OpenGL的Delphi可视化控件——GLScene,开发了一个比较完备的三维图形引擎,为实验者提供了一个逼真的三维实验环境,实现了场景漫游(包括可按实验者的要求即时载入和删除元器件、可以完成连线和删线操作、可以对场景内物体进行控制、能完成视角变换、碰撞检测等功能),并能将整个实验过程记录成视频文件作为实验报告保存下来。
【学位授予单位】:安徽大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN702

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【引证文献】
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【参考文献】
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10 罗诗途;王艳玲;王光明;;基于LabVIEW的测试技术网络实验室探索与实践[A];2009全国虚拟仪器大会论文集(一)[C];2009年
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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【相似文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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8 刘敬云;虚拟现实技术在矿井通风系统中的应用[D];太原理工大学;2004年
9 吴文铁;基于VRML的虚拟现实技术在远程虚拟实验教学中的应用研究[D];陕西师范大学;2008年
10 康译友;三维交互虚拟精馏实验室的构建技术研究[D];大连理工大学;2010年
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