电气教学实验和仿真实训
电气原理教学资源库
系统是一个电气教学虚拟仿真教学实训平台。系统内置一个“电气实验模型库”,包括各种典型的工业和民用“电气装备三维模型”,包括:三相电模拟器模型、变压器模型、发电机模型、配电柜、示波器、电表、电笔等电气工具模型等。每一个“三维电气模型”的每一个零部件均按照虚拟现实技术要求进行层次节点关系分类,并按照虚拟仿真的技术要求、教学实验和仿真实训的要求,进行了“属性编辑”,均为可编辑、可交互、可编程控制的矢量模型,具备接受外部数据实时驱动和交互控制的属性。
系统内置“教学指南库”,根据教学大纲的需要,每一个虚拟的“三维电气模型”均配套完整的理论知识数据库(教学指南),包括:图片、文字说明和动态视频介绍,教学过程中,教师和学生可以实时调用相关资料辅助学习。
系统内置“电路方程模型库”,每一个“三维电气模型”均内置固定的“逻辑电路方程”,教学过程中,用户无须编程,直接调用与电气模型相匹配的“电路方程”便可驱动电气的工作过程和运行状态,同时可以根据需要进行“接线或开关”、“联通、断路”等模拟实验,如连通、分断、测量、测试,并对电路参数进行变换等模拟演示。
电气实验场景创建
除了利用内置的“电气模型资源库”,系统还内置了功能强大的“3D模型编辑器”,利用该编辑器,用户可以打开或导入“利用第三方建模软件构建的电气三维模型”,轻松构建一个适合教学需要的“三维电气仿真实验模型”。并可对“每个电气模型”和“每个模型部件”的属性进行实时编辑、修改和保存,如:名称、组织层次和隶属关系、物理数据、逻辑关系、属性信息、坐标位置、功能用途等,每个要素模型的信息数据与模型本身一一对应,并被保存在一个内置的数据库中,以备用户实时调用、查询读取和编程控制。
气操作仿真实训
系统基于虚拟现实与实时交互技术开发,内置功能强大的多维交互模式,如:漫游、行走、驾驶、飞行(鸟瞰)等模式,用户可以根据需要实时选择不同的模式与三维虚拟场景进行实时交互。同时系统支持多个外置交互设备接口,如:数据手套、六自由度位置追踪系统、计算机力反馈系统、操纵杆、方向盘等,用户可以根据需要实时接入不同的交互设备与虚拟仿真场景进行实时互动。
单人交互仿真实训
基于上述交互功能,用户可佩戴头盔显示器或6自由度交互设备(如数据手套、计算机力反馈器),或调取三维电气实验工具库,如;电笔等,进行电气装备的教学实验与操作训练。过程中,用户可以实时调阅系统内置的“教学指南”,教学指南将以多窗口的形式将文字、图片或视频显示在用户的眼前,学生可按照教学实验的要求阅读、参考和比对分析,从而完成正确的“电气设备交互操作实验过程”,达到教学实训的目的。
多人协同仿真实训
同时,系统内置多人协同演练模块,可支持多人协同教学实验和仿真训练。如:在一个实训室内,教师和学生每人可佩戴“头戴式显示器(VR眼镜系统)”,在大型位置追踪系统的辅助下实现多人协同交互和仿真实训。所有参与人员协同操作,共同完成一个大型项目的教学实验和仿真实训,每一个参与人员“分工作业,各司其职、互动演练”。所有参与人员可以在一个局域网内、也可以在互联网环境下,随时随地、不受时空限制地在“同一个场景中共同完成一个电气教学实训项目的仿真演练”。
考核评价
系统内置“电气实验与仿真实训评价”系统,该系统包括三个部分:权限管理模块、理论考试模块和仿真实训考核模块。
理论考试模块是用户根据实际需要调入预置的电气知识考试题目,学生可进行商机答题和理论考试,系统可自动输出开始成绩。
用户进入实训模式后,系统将自动开启“考核评价系统”,该功能可自动记录并保存用户的操作过程。系统将利用“预判断机制”对考试操作过程进行自动考评、判断或打分,同时,系统也将自动录制整过操作过程的视频资料,教师可对考试实训过程进行还原回放。

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