[發明專利]變壓器電氣試驗遠程仿真培訓系統

有效

• 申請號: 201010556731.6
• 申請日: 2010-11-24
• 公開（公告）號: CN102054377A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 陳涇生;劉娟;王勤;張量;鄭一兵;喬宏斌;趙新冬
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G09B5/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

1.一種變壓器電氣試驗遠程仿真培訓系統，包括通過網絡相連的教練員站和遠程客戶端，其特征在于：所述教練員站設置有仿真系統服務器，在仿真系統服務器上建立培訓網站，在仿真系統服務器上設置有仿真系統服務端軟件，所述仿真系統服務端軟件包括以下各功能模塊：

試卷生成模塊：用于生成學員考核試卷；

成績評定模塊：用于學員的成績評定；

學員管理模塊：用于提供學員的最終考核成績以及培訓記錄信息；

工程師站模塊：用于對數學模型模塊進行在線修改，不斷提供仿真精度、擴充更新算法庫文件、實現系統內基礎模塊的維護；

所述遠程客戶端設置有仿真系統客戶端軟件，所述仿真系統客戶端軟件包括主控臺模塊和三維虛擬試驗模塊，所述主控臺模塊包括

統一身份認證模塊：利用統一身份認證，獲取學員的培訓級別和培訓模塊；

入口選擇模塊：用于學員進行選擇主操作學習模塊或操作考核模塊；

所述三維虛擬試驗模塊包括自主操作學習模塊和操作考核模塊。

2.根據權利要求1所述的變壓器電氣試驗遠程仿真培訓系統，其特征在于：所述三維虛擬試驗模塊包括虛擬高壓電氣設備模型模塊、柔性線纜模型模塊、柔性線纜操作模塊、交互操作模塊、電氣試驗過程數學模型模塊。

3.根據權利要求2所述的變壓器電氣試驗遠程仿真培訓系統，其特征在于：所述虛擬高壓電氣設備模型模塊分為構件模型、虛擬元器件模型以及組合器件模型三個層次，所述虛擬構件模型是組成儀器的具有獨立操作功能的最小單位，虛擬元器件是具有完整邏輯功能的最小單位，組合器件是共同實現某一功能的元器件組合。

4.根據權利要求3所述的變壓器電氣試驗遠程仿真培訓系統，其特征在于：所述虛擬構件模型實現獨立的操作功能，每個完整的虛擬構件模型包含三維顯示模型、邏輯功能以及數據接口三種屬性，三維顯示模型體現構件的外觀顯示屬性，邏輯功能包含了模型的操作特性，數據接口實現了構件與的輸入輸出數據定義，具有數字信號輸入、模擬信號輸入、數字信號輸出、模擬信號輸出四種形式。

5.根據權利要求3所述的變壓器電氣試驗遠程仿真培訓系統，其特征在于：所述虛擬元器件包含的屬性有：

構件模型表：虛擬元器件由相互關聯的若干構件組成，構件模型表將構件庫中的構件模型映射到元器件中，實現了元器件組成的統一描述；

元器件幾何屬性：幾何屬性表述元器件的幾何參數，包括元器件大小、元器件中各個構件的位置關系；

元器件邏輯屬性：邏輯屬性描述了元器件中構件之間的邏輯聯系，協調各個構件實現元器件的功能；

接口屬性：元器件作為獨立的邏輯部件，具有統一描述的接口，元器件接口數據也分為DI、DO、AI、AO四種方式。

6.根據權利要求5所述的變壓器電氣試驗遠程仿真培訓系統，其特征在于：還包括虛擬元器件操作模塊，所述虛擬元器件操作模塊的具體操作過程為：

初始化方法：初始化中加載元器件的各種屬性值以及構件列表中對應的構件，并指定了元器件的各種參數化屬性的數值；

連接方法：定義了元器件各個具體接口對外的連接形式，包括各接口的匹配方式、屬性；

操作方法：定義元器件各種邏輯功能對應觸發方式。

7.根據權利要求3所述的變壓器電氣試驗遠程仿真培訓系統，其特征在于：組合器件模塊基于元器件的接口功能，定義組合器件中各個元器件的幾何關系、角色功能、組合邏輯，實現單個元器件邏輯功能與組合器件邏輯功能的轉換，實現動態組建與拆分組合器件。

8.根據權利要求2所述的變壓器電氣試驗遠程仿真培訓系統，其特征在于：柔性線纜模型模塊基于剛柔耦合建模理論，將柔性線纜沿導線方向離散化成相互關聯的多個剛體，形成一次近似耦合模型。

9.根據權利要求2所述的變壓器電氣試驗遠程仿真培訓系統，其特征在于：所述交互操作模塊包括：

交互硬件驅動模塊：提供常用輸入設備的信號捕獲功能，實時響應用戶對外設硬件的操作狀態，同時支持常用的虛擬現實外設；

仿真操作者模塊：對輸入設備采集到的各種事件以及用戶的菜單操作事件，使用二維到三維環境的位置映射方法，轉換成貼近于實際操作的自然交互信號，包括操作者觀察點實時運動的交互操作，以及針對各類虛擬構件的按下、旋轉、插入、接線操作。

10.根據權利要求2所述的變壓器電氣試驗遠程仿真培訓系統，其特征在于：所述電氣試驗過程數學模型模塊包括：

接線正確性檢查模塊：根據來自虛擬操作的數據和所選擇的試驗項目自動判斷試驗選擇的儀表是否正確、接線是否正確，判斷的結果送試驗結果計算模塊；

儀表功能仿真模塊：根據來自虛擬操作的數據判斷儀表的操作情況，判斷結果送試驗結果計算模塊；

試驗結果計算模塊：不同的試驗項目有對應的試驗結果計算模塊。