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1、摘要虚拟设计是近年来发展起来的一个新的研究领域，智能控制虚拟实验室则是智能控制教学上的一个很好的工具。鉴于传统实验室需要的设备，资金，场地等问题，利用虚拟实验室进行实验教学能够很大程度上的节约成本，同时用户在计算机前就能完成实验，查看实验结果，也能提高效率，节省时间。本课题主要是建立可以进行智能控制虚拟实验，其模拟的是天煌教仪生产的“THJ-2型高级过程控制系统实验装置”。本设计由三个主要部分构成：虚拟实验室的3D造型、智能控制实验仿真、图形用户界面（GUI）。在具体的实现过过程中，利用用VRML语言言完成虚拟实实验室3D模型的建建立；通过MMATLABB的强大数据据处理功能实实现了BP神经网
2、络络控制实验的的仿真和GUUI的设计；最后利用MMATLABB对系统进行行封装，形成成独立的可执执行程序。用用户可通过封封装程序界面面打开GUII界面，在GUUI界面中进进行实验，设设置参数，并并能够察看系系统的仿真曲曲线，实现虚虚拟实验的效效果。关键字：虚拟实实验室、VRRML、BPP神经网络、MMATLABB AbstracctVirtuall desiign iss deveelopedd in nnew arrea off reseearch in reecent yearss, Virrtual Intellligennt Conntrol Laborratoryy is aa go
3、odd teacching tool of Inntelliigent Contrrol Edducatiion. In viiew off the need for ttradittionall labooratorry equuipmennt, fuunds, spacee and otherr issuues, uusing virtuual laaborattory ffor exxperimmentall teacching in a largee exteent thhe cosst savvings, whille peoople wwill bbe ablle to be co
4、ompletted thhe expperimeent too see resullts, bbut allso immprovee effiicienccy, saave tiime byy usinng commputerr.The maiin isssue iss the estabblishmment oof a vvirtuaal inttelliggent ccontrool cann be ssimulaated llaboraatory equippment is “TTHJ-2 advannced pprocesss conntrol systeem expperimeent
5、al” made by Tianhuang company .The design is consists of three main parts: the 3D Virtual Laboratory modeling, the simulation of intelligent control, the graphical user interfaces (GUI). The reaalizattion oof thee speccific proceess, bby usiing off VRMLL langguage to coomplette thee virttual 33D mod
6、del laaborattory; throuugh MAATLABs powwerfull dataa-proccessinng funnctionns to do a BP neeural netwoork coontroll expeerimennt simmulatiion annd makke GUII desiign; tthe fiinal, usingg MATLLAB too let the ssystemm packkage tto forrm an indeppendennt exeecutabble prrogramm. Userss can open the GGUI
7、 innterfaace paackagee inteerfacee, thee GUI interrface in thhe expperimeent, sset paarametters, and bbe ablle to see tthe siimulattion ccurve, the effecct of virtuual exxperimments.Keywordds: Viirtuall Labooratorry, VRRML, BBP neuural nnetworrk conntrolller, MMATLABB目 录第1章 引言言1 1.11课题的研究究背景及研究究目地1
8、1.22虚拟实验室室的介绍31.2.1 虚虚拟实验室的的概念31.2.2 虚虚拟设计的技技术基础31.2.3 虚虚拟设计的特特点41.2.4虚拟拟设计的优点点5 1.33课题研究的的主要内容5第2章 VRRML虚拟实实验设备设计计7 2.11 VRMLL技术基础知知识72.1.1 VVRML技术术概述82.1.2 VVRML文件件组成82.1.3 VVRML节点点简介82.2实验装备备简介112.3虚拟实验验室的设计112.3.1 部部分元件设计计及程序.112.3.2 由由零件组成控控制面板的小小单元142.3.3 各各控制单元组组成完整的控控制面板16第3章 神经经网络理论173.1神经网
9、络络理论概述17 3.22 BP神经经网络18第4章 基于于MATLAAB的BP神经网络络控制器的设设计及其实验验仿真204.1基于BPP神经网络控控制器的设计计204.2 BP-PID控制制实验仿真234.2.1 MMATLABB 简介.234.2.2 BBP-PIDD控制实验仿仿真244.3图形用户户界面(GUUI)的设计计324.3.1MAATLAB图图形用户界面面简介.324.3.2图形形用户界面实实现的功能344.3.3图形形用户界面的的实现过程344.4系统封装装374.4.1 封封装目地.374.4.2 MMATLABB封装具体过过程38第5章 结论论39参考文献400致谢41附
10、录一 VRMML设计部分分程序42附录二 MATTLAB设计计GUI程序46第一章 引 言近些年来，迅速速发展的计算算机硬件技术术与不断改进进的计算机软软件系统相匹匹配，使得基基于大型数据据集合的声音音和图像的实实时动画制作作成为可能；人机交互系系统的设计不不断创新，新新颖、实用的的输入输出设设备不断地进进入市场。而而这些都为虚虚拟现实系统统的发展打下下了良好的基基础。同时，虚虚拟现实技术术也逐渐从飞飞行仿真、战战争应用到教教育、科研、娱娱乐、建筑、医医疗、工业等等各个方面。1.1课题的研研究背景及发发展方向有人认为，800年代是个人人计算机时代代，90年代是多多媒体时代，21世纪初则是虚拟现
11、实技术时代。而虚拟现实技术的诞生可以追溯到上个世纪的六十年代。1965年，Ivan Sutherland在篇名为The Ultimate Display（终极的显示）的论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现实系统的研究探索历程。1966年，美美国MIT的林肯肯实验室正式式开始了头盔盔式显示器HHMD的研制制工作。在这这第一个HMMD的样机完完成不久，研研制者又把能能模拟力量和和触觉的力反反馈装置加入入到这个系统统中。19770年，出现现了第一个功功能较齐全的的HMD系统。1984年，WWilliaa Gibsson写了
12、一本名为 Neeuro-mmancerr的书，书中中幻想计算机机用户可以把把自己的脑神神经网络接入入计算机，这这样用户便可可以神游于由由计算机模拟拟成的虚拟世世界中。他把把这个世界称称为“控制空间”（Cyberr Spacce）。在这这以后，人们们又提出了“虚拟现实”。“人工现实”、“远程现场控控制”等设想，统统称为虚拟现现实技术。基于从60年代代以来所取得得的一系列成成就，美国的VPLL公司的创建建者 Jarron Laamer在80年代初最最后确定以虚虚拟现实（Virtuual Reealityy）一词作为这这一领域的专专用术语。80年代，美国国宇航局（NNASA）及及美国国防部部组织了一
13、系系列有关虚拟拟现实技术的的研究，并取取得了令人瞩瞩目的研究成成果。 19984年，NASAA Amess研究中心虚虚拟行星探测测实验室的MM.McGreeevy 和和J.Humphrries博士士组织开发了了用于火星探探测的虚拟环环境视觉显示示器，将火星星探测器发回回的数据输入入计算机，为为地面研究人人员构造了火火星表面的三三维虚拟环境境。1990年在美美国Dalllas召开的的Siggrraph的会会议上，对VVR技术进行行了讨论，明明确提出了VVR技术的主主要内容是：实时三维图图形生成技木木、多传感器器交互技术，以以及高分辨率率显示技术，为为VR技术的发发展确定了研研究方向11。1、协作
14、式虚拟拟实验室22协作技术分为两两个主要部分分：信息共享享技术和通信信技术。通信信技术现阶段段已比较成熟熟，而信息共共享技术则比比较难以实现现，因为它一一方面要求实实现复杂数据据类型的转换换；另一方面面，它还没有有较好的群件件。原因一是是CSCW（Compuuter SSupporrted CCooperrativee Workk）尚处未成成熟阶段；二二是协作任务务的不同，开开发一套普遍遍适用的规则则较难。因此，协作式虚虚拟实验室的的目标设计很很重要，其目目标就是要减减少地域障碍碍，使学生能能在网上一起起进行科学实实验和讨论。在在协作式虚拟拟实验室中，每每个用户都有有一个特定的的个人域并共共享
15、一个群域域，通过这种种方式，个人人和小组工作作既可以个别别发生，又可可以同时发生生。图1-1 协作作式虚拟实验验室原理图麻省理工学院针针对虚拟实验验室中的协作作效果进行了了对比性研究究，将21个使用过过WebLaab的MIT本科生生分成三组：单独组、协协作组和指导导组。实验结结果表明：人人们独自工作作时速度快，与与他人协作时时速度慢，但但正确率比单单独组高。因因为在与他人人协作时，实实验是以讨论论的方式展开开的，提出自自己的解决方方法，通过交交流、讨论和和验证各自的的观点，最终终得出正确的的解决方案。2、自适应虚拟拟实验室22在日常语言中，“自适应”是指生物变更自己的习性以适应新的环境的一种特
16、征。直观地说，“自适应实验”即指能修正自己的特征以响应规则原理的变化，并根据学习者的学习过程生成一个反馈回路，为学习者提供一个自适应的获取知识和技能的实验学习环境。自适应实验室系系统原理框图图如图1-22所示，假定定系统的输入入r，经过预处处理单元处理理后其输出为为yu，当被控对对象结构变化化或参数偏离离时，自适应应机构根据参参考模型输出出与被控对象象输出之差及及其变化，产产生一个自适适应信号，调调整前馈、反反馈调节器，使使其参数收敛敛，即eyu-yd0。图1-2 自适适应虚拟实验验室原理图虚拟实验室增强强并扩展了实实验教学的功功能，以前所所未有的方式式将学生和实实验仪器联系系起来，为学学生提
17、供了一一种崭新的实实验方式。在在使用虚拟实实验室的过程程中，如果能能把模拟的与与真实的相比比较，加强学学习者之间的的相互合作，并并注重激发学学习者的兴趣趣、促使其进进行探究，那那必将会产生生巨大的教育育价值。1.2虚拟实验验室的介绍1.2.1虚拟拟实验室的概概念虚拟实验室可以以说是教育领领域应用信息息技术的一种种创新：允许许人们访问和和使用自己没没有的设备资资源，使得处处于不同地理理位置的学习习者可以同时时对一个实验验项目进行实实验工作，可可以接触最新新的仪器。目前，有关虚拟拟实验室的定定义主要有两两种3：所谓虚拟实实验是指在计计算机系统中中采用虚拟现现实技术实现现的各种虚拟拟实验环境，实实验
18、者可以像像在真实的环环境中一样完完成各种预定定的实验项目目，所取得的的学习或训练练效果等值于于甚至优于在在真实环境中中所取得的效效果。虚拟实验室室是一个创造造和引导模拟拟实验的交互互环境：即实实验场所。它它由实验所依依赖的模拟程程序、实验单单元、工具和和参考资料组组成。用户可可以通过增加加新的物体、建建立新的实验验并把它们转转化成超文本本文件来扩充充实验室。1.2.2虚拟拟设计的技术术基础虚拟设计是在虚虚拟现实技术术的基础上产产生的，其技技术基础是“虚拟现实”4。虚拟现实实(Virttual RRealitty，简称VR)是指综合利利用计算机图图形系统和各各种显示、控控制等接口设设备生成的给给
19、人多种感官官刺激和交互互性操作的虚虚拟环境(VVirtuaa1 Envvironmment)，是是一种高级的的人机交互系系统。虚拟现现实技术是一一门由多学科科交叉形成的的一个全新的的研究领域，汇汇集了计算机机图形学、多多媒体技术、人人工智能、人人机接口技术术、传感器技技术、仿真、微微电子、高度度并行的实时时计算技术和和人的行为学学研究等多项项关键技术，是是这些技术高高层次的集成成和渗透。虚拟现实的功能能有：给用户户制造一个三三维现实世界界的感觉；使用户能够够与界面中的的环境交互，并并能在其中动动作，使用户户能直接和界界面中的图形形实时地交互互，用户作为为界面中的主主人在虚拟世世界中遨游；用户能
20、从任任意的观察点点来观察他所所想看到的物物体，改变物物体的位置和和方向，控制制物体的行为为和外形，对对界面中的物物体进行评价价而不需要预预先编程。从从本质上讲，虚虚拟现实系统统是一种高级级的多通道人人机交互系统统，它对沉浸浸式系统要求求采用自然方方式的交互操操作，对于非非沉浸式系统统也可使用常常规交互设备备进行交互操操作。虚拟现实的概念念模型如图11-3所示：图1-3 虚拟拟现实的概念念模型因此，人机交互互是虚拟现实实的核心，它它强调的是人人、机两者之之间的交互操操作，即反映映出人在虚拟拟世界(环境)的体验。虚虚拟现实技术术潜力巨大，应应用前景十分分广阔，越来来越多地被应应用于科学研研究，已被
21、认认为是重要的的科学探索工工具。利用这这项技术，在在新产品、新新计划或新概概念还远没有有成为现实之之前，人们就就能够以较为为现实的方式式对其进行观观察和探索。从从这个意义上上讲，虚拟现现实技术是一一种非常独特特的技术，很很难有别的技技术可以取而而代之。虚拟拟设计是虚拟拟现实技术在在机械产品设设计方面的一一个应用。1.2.3虚拟拟设计的特点点一个完整的虚虚拟现实系统统应包含一个个逼真的三维维虚拟环境和和符合人们自自然交互习惯惯的人机交互互界面，具有有以下几个特特点：(1) 多感知知性(Mullti Seensoryy) VR系系统具有感知知视、听、触触嗅、味觉及及运动等多种种信息的能力力。(2)
22、 沉浸感感(Immeersionn) 指用户感到到作为主角存存在于虚拟环环境并与其“融合”的真实程度度。(3)交互性(Interractioon) 指用用户通过交互互设备对虚拟拟环境中对象象的可操作程程度和从环境境得到反馈的的自然程度。(4) 自主性性(Autoonomy) 指虚拟环环境中物体可可按各自的模模型、属性和和规则自主运运动，即虚拟拟环境中的物物体应具有与与在现实世界界中相同的物物理属性。例例如，当受到到力的推动时时，物体会向向力的方向移移动，或翻倒倒、或从桌面面落到地面等等。(5) 多信息息通道性 虚拟设计时时，用户除了了通过视觉感感受虚拟原型型的信息外，还还可以通过听听觉、触觉、
23、嗅嗅觉等其它信信息通道来接接受信息。在在交互时，除除支持普通的的键盘、鼠标标外，还支持持三维鼠标、跟跟踪球、操纵纵杆、数据衣衣、数据手套套、声音命令令、动作、目目光等其它交交互设备和手手段，支持更更多的设计行行为(建模、仿真真、修改、评评估、预测等等)。(6) 实时性性 虚拟设计时时，设计者作作为虚拟环境境的参与者，与与虚拟环境融融为一体，可可以随意观察察想观察的对对象，改变物物体的位置和和方向，控制制物体的行为为和外形，并并立即得到相相应的响应，具具有所见即所所得的实时性性。(7) 高效率率 传统的产品品开发制造需需要从“试设计样机制作实验评价产品设计”反复循环，需需要反复制造造与实验物理理
24、样机，时间间长，成本高高、效率低、风风险大。采用虚拟设设计后，它的的“设计加工装配评价”等阶段都可可以在虚拟环环境下进行，时时间短、成本本低、效率高高，风险小，可可以迅速对市市场的需要做做出反应。例例如，波音7777飞机的的设计，由于于采用了虚拟拟设计，对比比以往的飞机机设计，公司司节省了944%的花费，减减少了93%的设计更改改，而且使模模具的设计精精度提高了110倍，从而而大大降低了了费用，同时时使制造周期期缩短了近一一半。1.2.4虚拟拟设计的优点点虚拟设计具有以以下优点：(1)虚拟设计计继承了虚拟拟现实技术的的所有特点。(2)具备仿真真技术的可视视化特点，便便于随时改变变输入变量实实时
25、仿真实验验结果。(4)支持Innterneet互联，利利于资源共享享和优势互补补，随时随地地更改参数并并进行实验。(5)便于利用用和补充各种种先进技术，保保持技术上的的领先优势。1.3课题研究究的主要内容容智能控制虚拟实实验室的功能能是让学生在在网络环境中中进行智能控控制实验。本本设计最终目目标是完成智智能控制虚拟拟实验室的BBP神经网络络控制器的设设计。建立起起一个虚拟实实验室，用户户能够通过该该实验室进行行BP神经网络络整定PIDD控制实验。按按照这种要求求设计的智能能控制虚拟实实验室主要由由三部分组成成：虚拟实验验室与实验设设备的3D视觉效果果、智能控制制系统设计、各各实验图形用用户界面
26、设计计(GUI)。图1-4 系统统整体框架图图图1-4中的虚虚拟设备由VVRML进行行创建；控制制系统和控制制算法使用MMatlabb进行设计；设计各实验验的图形用户户界面将虚拟拟实验设备和和智能控制系系统联系在一一起；最后用用MATLAAB制封装整整个系统，形形成一个完整整的模块。第二章 VRMML虚拟实验验设备设计在虚拟设计中，虚虚拟环境系统统的设计很重重要。VRMML虚拟实验验设备，是这这次课题的所所要模拟的实实验装备，即即学生做试验验的实验装备备。本课题选选用了“THJ-22型高级过程程控制系统实实验装置”作为模拟的的实验设备，下下面介绍VRRML实验室室的建立过程程，及现阶段段完成部
27、分。2.1VRMLL技术基础知知识2.1.1 VVRML技术术概述VRML是虚拟拟现实建模语语言(即Virtuual Reealityy Modeeling Languuage)的的简称，是SSGI公司开开发的一种33D造型和渲渲染的图形描描述性语言，1997年12月被国际标准化组织ISOJYCI/SC24委员会认定为国际标准(150/IEC14721:1997)6。它采用描述性的文本语言描述基本的三维物体的造型，通过一定的控制，将这些基本的三维造型组合成虚拟场景，当支持VRML的浏览器浏览这些文本描述信息时，在本地进行解释执行，生成虚拟的三维场景。VRML的结构类似于openGL的显示列表，
28、用树状的场景图来描述三维世界。应用面向对象技术，不仅使场景图对三维世界的描述变得清晰，还通过封装属性和建立场景图内部消息通道很方便地实现虚拟实体的交互和动画等功能。图2-1 VRRML文件实实现过程VRML是虚拟拟现实编程语语言，是一种种描述交互式式三维对象和和世界的文件件格式，广泛泛应用于互联联网，是以虚虚拟现实为特特征的3D Web技术术的核心。VVRML为称称为继HTMML之后的第第二代Webb语言，它本本身也是一种种建模语言，也也就是说，它它是用来描述述三维物体及及其行为的，可可以构建虚拟拟境界，也可可以集成文本本、图像、音音响、影像等等多种媒体类类型。2.1.2 VVRML文件件组成
29、VRML文件是是一个后缀名名为.wrl的文件件，它主要由由文件头、造造型、原型、事事件和路由五五部分组成，其其中文件头是是必须的77。另外，文文件中也可含含有注释，以以便编写者对对文件的各部部分进行注释释说明。(1)文件头文文件头是VRRML文件的的标志，所有有2.0版本的VRMML文件都以以这行文字打打头。其内容为：“#VRMLL v2.0 utff8”。其中#表示之后是是注解，它在在浏览时不被被执行；VRRML告诉打打开该文件的的浏览器该文文件是一个VVRML文件件；V2.0表示该VRMML文件的版版本号是2.0；utf8表示示该文件采用用的是国际UUTF8编码方案。UUTF8是一个广泛泛
30、支持多种语语言的字符集集，由国际标标准化组织1150/IEEC147221:19997标准所定定义。(2)造型物体体的造型即场场景图，场景景图由描述对对象及其属性性的节点组成成。在场景中中，我们可以以使用VRMML提供的结结点描述语言言来设计三维维对象的各种种属性。(3)原型节点点的原型是节节点对其中的的域(fieeld)、入入事件(evventIn)和出事件件(evenntOut)的声明明。通过自定定义原型(PPROTO)可以对标准准节点进行组组合，提供新的节节点类型。(4)事件指按按照定义的路路由，由一个个节点发往另另一个节点的的消息。事件件标志着外部部刺激、域值值变化或节点点之间的交互互
31、，可分为入入事件和出事事件，入事件件将导致节点点状态的改变变，出事件是是节点向外界界报告自身状状态的出口。事事件由一个时时间戳和一个个域值组成。(5)路由指产产生该事件和和接收该事件件的节点之间间的连接。路路由的作用在在于将各个不不同的节点绑绑定在一起以以使虚拟空间间具有动感和和交互性。(6)注释在VVRML文件件中允许编写写者在文件的的任何部分进进行注释说明明，以增强该该文件的可读读性和维护便便利。VRMML文件的注注释部分是以以“#”符开头，结结束于该行的的末尾(换行或Carrriageereturrn字符)。浏览器在在浏览VRHHL文件的时时候将跳过#号之后本行行的所有内容容不予解释执执
32、行。另外浏浏览器在浏览览VRML文件件的时候将自自动地忽略VVRML文件件中的所有的的空格和空行行。2.1.3VRRML节点简简介节点(Nodee)是场景图图的基本组件件，是构成VVRML文件件的基本单元元8。每个个节点都可以以有五个方面面的特征：类型、域、事事件、实现、名名字。节点可可以命名(DDEF语句)，节点命名名后可以通过过USE语句加加以引用，从从而避免代码码重复，减小小文件体积，达达到共享的目目的。节点的的类型很丰富富，除了自定定义的节点类类型(PROOTO)以外外，一共有774种节点类类型按功能可可分为组节点点(GrouupingNNodes)、特殊组节节点(Speecia1GG
33、roupssNodess)、通用节节点(CommmonNoodes)、传传感器节点(SensoorsNoddes)、几几何体节点(GeomeetryNoodes)、几几何体属性节节点(GeoometriicProppertieesNodees)、外观观节点(ApppearaanceNoodes)、约束节节点(BinndableeNodess)、插值节节点(IntterpollatorssNodess)等九大类类。通过节点点的层层嵌套套以及节点的的定义和使用用，形成整个个场景图。下面对将要用到到的主要节点点进行简单介介绍：1)外形节点SShape在创建一个造型型时，都必须须使用Shaape节点。
34、Shaape节点的的语法为99：Shape exposeddFieldd SFNoode apppearaance NNULLexPoseddFieldd SFNoode geeometrry NULLL2)变换节点TTransfform一个Transsform节点是一一个组节点。Transform节点包含一个子节点的列表。这些子节点可以是shape节点、其它Group节点或Transform节点。在Transform节点中的所有子节点将在Transform节点的坐标系原点处创建。如果该坐标系的位置发生变化，则Transform节点内的所有子节点将一同变化。Transform节点可以层层嵌套，
35、它可以是父节点，也可以是一个父节点Group或Transform节点的子节点。父节点的坐标系是Transform节点坐标系的父坐标系。如果一个Transform节点是VRML文件的最高级组，则它的父坐标系就是VRML文件的世界坐标系。Transfoorm节点的的语法为：Transfoorm eventlnn MFNoode adddChilldreneventlnn MFNoode reemoveCChildrrenexPoseddFieldd SFVeec3f cennter 00 0 0exposeddFieldd HFNoode chhildreen exPoseddFieldd SFR
36、ootatioon rottationn 0 0 1 0exPoseddFieldd SFVeec3f scaale l l lexposeddFie1dd SFRootatioon scaa1e0riientattion 00 0 l 0exPoseddFieldd SFyeec3f traans1attion 00 0 0field SSFVec33f bbooxCentter 0 0 0field SSFVec33f bbooxsizee -1 -1 -13)造型节点在VRML文件件中存在很多多的造型节点点。基本造型型节点有长方方体节点Boox、回柱体体节点Cyllinderr、圆锥体节
37、节点Conee、球体节点点Spherre。还有高高级造型节点点，如挤出造造型节点Exxtrusiion、标高高网格造型节节点ElevvationnGrid、点点造型节点PPointsset、线造造型节点InndexeddLinesset、面造造型节点InndexeddFacesset等等.通过对这些些造型节点进进行旋转、组组合、缩放等等运用，可以以构造出非常常复杂的对象象。下面是基基本造型节点点和Extrrusionn、IndexxedFacceset节节点的作用和和语法介绍。IndexeddFacesset节点:通过对面的的描述来构造造几何体。由由于一个任意意形状的几何何体在外观上上都是由一
38、系系列面组成的的，因此通过过此节点可以以构造出任意意复杂的三维维对象。其节节点语法为：IndexeddFacesset eventlnn MFInnt32 sset_coolorlnndexeventlnn MFInnt32 sset_cooordlnndexeventlnn MFInnt32 sset_noormalllndexeventlnn MFInnt32 sset_teexCoorrdlndeexexPoseddFieldd SFNoode coolor NNULLexPoseddFieldd 5FNoode cooord NNULLexPoseddFieldd SFNoode no
39、orma1 NULLexPoseddFieldd SFNoode teexCoorrd NULLLfield SSFBooll ccw TRUEfield MMFInt332 collorlnddex field SSFBoo11 ColoorPerVVertexx TRUEEfield SSFBooll convvex TRRUEfield MMFInt332 cooordlnddex field SSFFloaat creeaseAnngle 00field MMFInt332 norrmallnndex field SSFBooll normma1Perryerteex TRUUEfie
40、ld SSFB0011 soliid TRUUEfield MMFInt332 texxCoorddlndexx 4）父节点、子子节点VRML文件一一个重要的特特点就是由许许多节点层层层嵌套组合而而成的，这样样就形成了父父节点和子节节点。在一个个嵌套的节点点中，如果有有childdren域，那那么chilldren域域的域值为这这个节点的子子节点，而该该节点称为cchildrren域中的的节点的父节节点。例如，Transform节点中的children域，其域值都是Transform节点的子节点，而Transform节点是它们的父节点。2.2实验装备备简介智能控制虚拟实实验设备模拟拟的是天煌教
41、教仪生产的“THJ-22型高级过程程控制系统实实验装置”。主要由被被控对象和控控制仪表两部部分组成。控控制系统动力力支路分两路路：一路由三三相（3800V交流）磁磁力驱动泵、电电动调节阀、直直流电磁阀、涡涡轮流量计及及手动调节阀阀组成；另一一路由日本三三菱变频器、三三相磁力驱动动泵（2200V变频）、涡涡轮流量计及及手动调节阀阀组成。2.3实验装备备部分元件的的设计实验装置设计是是有Vrmll.pad软软件来设计的的，直接在命命令框内输入入要编写的程程序即可，再运行得到到所需的3DD图像。用VRMML语言编写写程序，然后后调试，得到到所需图像。2.3.1 部部分元件设计计及程序（1）插孔的设设
42、计及程序插孔为控制面板板上用的最多多的部分。插插孔由四个直直径不同的圆圆柱体叠加而而成，插孔的的编写程序如如下：#VRML VV2.0 uutf8GroupchildrrenTranssformchilldren Shaape apppearaance AAppearrancemmateriial MaateriaaldiffuuseCollor 0 0 0geeometrry Cyllinderrrradiuss 1.5hheightt 5.011TraansforrmchhildreenShhape aappearrance Appeaaranceematerrial MMateriial
43、diffuuseCollor 0 0 1ggeomettry Cyylindeerradiuus 2heighht 5TraansforrmchhildreenShhape aappearrance Appeaaranceematerrial MMateriialdiffuuseCollor 0 0 1ggeomettry Cyylindeerradiuus 1.22heighht 5.002TraansforrmchildreenShhape aappearrance Appeaaranceematerrial MMateriialdiffuuseCollor 0 0 0ggeomettry
44、 Cyylindeerradiuus 1.00heighht 5.003图2-2 插孔孔的最终形成成图像（2）旋钮开关关的设计及程程序旋钮开关是由一一个圆柱、一一个长方体叠叠加而成，具具体的编写程程序如下：#VRML VV2.0 uutf8Group childdren Trannsformm traanslattion 00 4 -220 rottationn 1 0 0 0.2262 scaale 1 0.5 11 chiildrenn Shhape aappearranceAppeaarancee materrial MMateriial difffuseCoolor 11 0 0 ggeomettry Cyylindeer radiuus2 heighht1.5 , Trransfoorm sscale 0.2 00.3 1 ttransllationn 0 1 0 cchildrren SShape appeaaranceeAppeaarancee mateerial Materrial difffuseCoolor 0