導(dǎo)語：電氣工程專業(yè)實驗平臺開發(fā)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：圍繞基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的電氣工程專業(yè)實驗平臺開發(fā)展開討論，充分利用實驗平臺技術(shù)的特點，分析虛擬現(xiàn)實技術(shù)及適用性，通過3DMax技術(shù)，在計算機內(nèi)構(gòu)建虛擬模型，在虛擬模型內(nèi)演算電器柜工程專業(yè)實驗平臺的開發(fā)過程，一方面為營造良好的電力系統(tǒng)運行環(huán)境奠定堅實的基礎(chǔ)，另一方面保證電氣工程運行更加安全穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；電氣工程實驗平臺；三維建模

在電氣工程專業(yè)中，教師應(yīng)采用實驗教學(xué)和課堂教學(xué)兩種方式開展教學(xué)工作。在實驗教學(xué)過程中，要求用戶根據(jù)實驗內(nèi)容，將學(xué)習(xí)的專業(yè)知識應(yīng)用其中，通過應(yīng)用專業(yè)知識解決實際問題，鍛煉用戶的實踐操作能力，有助于豐富用戶的實踐操作經(jīng)驗。在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)向用戶全面講解電氣工程專業(yè)實驗平臺的建立過程，要求用戶理解并掌握實驗平臺技術(shù)特點，然后與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相互融合，提高用戶虛擬平臺的建設(shè)能力，促進用戶電氣專業(yè)素養(yǎng)全面發(fā)展。

1實驗平臺技術(shù)特點

實驗平臺技術(shù)的特點體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，具有物理仿真實驗平臺特點。在電氣工程專業(yè)教學(xué)過程中，教師按照電力系統(tǒng)原理，組織用戶建立根據(jù)比例縮小的電力工程專業(yè)實驗平臺，讓用戶在平臺內(nèi)利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行實驗操作；其次，以EGP系列電力系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)，組織用戶建立電力系統(tǒng)供電實驗平臺，讓用戶在平臺內(nèi)進行實驗操作，通過操作掌握EPL系列電氣系統(tǒng)的運行方式。現(xiàn)階段電氣工程專業(yè)實驗平臺教學(xué)期間，教師要求用戶使用型號為PS-5G的電力系統(tǒng)微機監(jiān)控模式，該模式具有物理仿真實驗平臺特點，讓用戶在平臺內(nèi)增強電氣工程專業(yè)實驗平臺操作技能[1]。

2虛擬現(xiàn)實技術(shù)及適用性分析

在計算機技術(shù)中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是重要的組成部分。虛擬現(xiàn)實技術(shù)由多種技術(shù)組成，多種技術(shù)構(gòu)建綜合運用系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)涵蓋圖形技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能技術(shù)以及圖形圖像技術(shù)，上述技術(shù)為人機交互提供便利的條件。我國在許多領(lǐng)域正在積極地應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，例如在軍事訓(xùn)練中，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建仿真訓(xùn)練環(huán)境，士兵在仿真環(huán)境中進行軍事訓(xùn)練，在減少傷亡的同時，還能降低軍事訓(xùn)練成本。此外在網(wǎng)上購物過程中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)成為網(wǎng)上購物的重點應(yīng)用技術(shù)，用戶使用移動設(shè)備，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)進入到仿真環(huán)境中，可以自行穿戴衣服，并且根據(jù)實際效果選擇適合的服裝。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用過程中，許多領(lǐng)域?qū)⑻摂M現(xiàn)實技術(shù)用于仿真訓(xùn)練，具體訓(xùn)練過程如下：首先，借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建仿真訓(xùn)練環(huán)境，仿真環(huán)境中擺放的設(shè)施均與真實物體存在較小的差異；其次，在虛擬仿真技術(shù)中，充分發(fā)揮圖形圖像技術(shù)的優(yōu)勢，使仿真訓(xùn)練環(huán)境更加貼近真實場景，增強訓(xùn)練人員的真實感；第三，在虛擬仿真環(huán)境中，參與虛擬仿真訓(xùn)練的人員與虛擬設(shè)備進行有效的互動，真正實現(xiàn)人機互動。

3電氣工程VR實驗平臺設(shè)計

3.1實驗平臺系統(tǒng)框架。實驗平臺系統(tǒng)框架，作為電氣工程應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行平臺設(shè)計的基礎(chǔ)，設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)從硬件角度和軟件角度分別進行。在硬件設(shè)計過程中，計算機是平臺配置的重要的硬件之一，按照硬件輸入標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)配置USB操作設(shè)備、音箱以及顯示器等，如果未能按照輸入標(biāo)準(zhǔn)進行配置，計算機將無法與實驗平臺連接，此時實驗平臺內(nèi)產(chǎn)生的信息將無法進行有效的交流和傳輸。在選擇硬件時，應(yīng)按照以下要求進行：首先，設(shè)備應(yīng)符合安全用電需求，但當(dāng)設(shè)備需要高電壓時，應(yīng)通過采用低壓器件等方式來降低設(shè)備的電壓，以此保證實驗平臺安全穩(wěn)定的運行；其次，按照設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)傳輸信號，使信號的輸入和輸出更加精準(zhǔn)；三，用戶操作硬件設(shè)施時，要求設(shè)備按照操作指令完整相應(yīng)的工作。在電氣工程專業(yè)實驗平臺開發(fā)期間，應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)進行軟件設(shè)計時，可以將軟件設(shè)計分為三個內(nèi)容，一是仿真執(zhí)行程序，二是素材文件，三是數(shù)據(jù)庫平臺。在仿真執(zhí)行程序設(shè)計階段，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將多種場景軟件連接至平臺內(nèi)，在連接過程中保證場景軟件充分展示出虛擬仿真特點，應(yīng)確定正確的設(shè)計思路，并構(gòu)建仿真模型，采用解算方法驗證設(shè)計思路是否正確，這樣才能使場景軟件在平臺內(nèi)生成更加真實的場景。此外在仿真執(zhí)行程序軟件設(shè)計開發(fā)過程中，利用虛擬現(xiàn)實編寫代碼翻譯軟件內(nèi)容，以便在構(gòu)建的虛擬場景中，使用的聲音、光影等更加貼近現(xiàn)實生活[2]。3.2虛擬電力系統(tǒng)建模。在電氣工程專業(yè)實驗平臺開發(fā)過程中，建立虛擬電力系統(tǒng)模型，模型會真實地展示出電氣工程的空間尺寸、顏色以及所處的環(huán)境，讓用戶在虛擬環(huán)境中可以增強感官的體驗感。在學(xué)習(xí)開放式電站專業(yè)實驗平臺知識時，使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，建立常用油浸式配電高壓變壓器模型，在模型中將變壓器運行時產(chǎn)生的噪音和振動展示出來，充分突顯變壓器產(chǎn)生的磁致伸縮效應(yīng)，有助于用戶增強對變壓器運行的了解。在油浸式配電高壓變壓器模型中，設(shè)定該變壓器在模型中的尺寸為1960mm×1280mm×1660mm，縱向軌距為850mm，橫向軌距為660mm，表面顏色為中灰色，低頻噪聲在25～30dB范圍內(nèi)，振動在80～110Hz范圍內(nèi)。用戶在虛擬環(huán)境中，近距離觀察油浸式配電高壓變壓器模型，有助于用戶快速進行電氣工程專業(yè)實驗平臺開發(fā)，并且開發(fā)內(nèi)容與實際平臺產(chǎn)生的差異控制在合理的范圍內(nèi)。3.3電氣工程。VR實驗平臺虛擬環(huán)境生成虛擬環(huán)境仿真Win32程序代碼執(zhí)行流程，作為電氣工程虛擬現(xiàn)實技術(shù)實驗平臺虛擬環(huán)境生成的參考依據(jù)。在虛擬環(huán)境仿真Win32程序代碼執(zhí)行流程的初始階段，用戶需要創(chuàng)建由創(chuàng)建視頻驅(qū)動對象、創(chuàng)建場景管理對象以及創(chuàng)建用戶接口對象組成等組成的設(shè)備對象，其中創(chuàng)建場景管理對象是重要的組成部分[3]。完成場景管理對象創(chuàng)建后，進行網(wǎng)絡(luò)對象創(chuàng)建、獲取網(wǎng)格文件等操作，然后進入到創(chuàng)建動畫節(jié)點對象，并與網(wǎng)絡(luò)對象建立關(guān)系。此時建立關(guān)系后，需要用戶設(shè)置材質(zhì)光效、預(yù)置動畫效果以及載入紋理文件，將上述內(nèi)容全部添加至攝像機，由攝像機創(chuàng)建仿真循環(huán)環(huán)境，在循環(huán)環(huán)境內(nèi)視頻驅(qū)動對象會啟動場景，并根據(jù)用戶需求，通過場景管理對象繪制不同的場景，直至用戶通過視頻驅(qū)動對象關(guān)閉場景。如果用戶直接創(chuàng)建視頻驅(qū)動對象，會直接進入到仿真循環(huán)系統(tǒng)。如果用戶通過創(chuàng)建用戶接口對象，需要通過添加文本的方式，才能進入到用戶接口對象更新文本。

4結(jié)語

綜上所述，在電氣工程專業(yè)實驗平臺開發(fā)過程中，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，用戶通過平臺在虛擬的環(huán)境中，借助輸入輸出信號的方式，將平臺內(nèi)各個硬件和軟件有效地連接，在連接時保證素材文件、數(shù)據(jù)庫等在設(shè)定的平臺框架內(nèi)，為用戶提供全面的虛擬現(xiàn)實服務(wù)，使用戶可以全面了解和掌握電氣工程的應(yīng)用價值。

參考文獻

[1]魏東輝，申勛業(yè).面向工程認證的電氣工程專業(yè)開放型虛實結(jié)合實驗教學(xué)體系研究[J].南方農(nóng)機，2020（5）：342.

[2]徐明榮.電氣工程專業(yè)課程設(shè)計資料庫的研發(fā)[J].中國電力教育，2019（11）：64-65.

[3]趙洋.中德電氣工程專業(yè)課程體系對比分析[J].中國電力教育，2019（11）：87-88.

作者:楊哲 單位:西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院