基于Unity3D的油田抽油机三维可视化监控系统设计.docx

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2024-12-02 发布于北京
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第36

第36卷第2期2024年2月

Vol.36No.2Feb.2024

JournalofSystemSimulation

基于Unity3D的油田抽油机三维可视化监控系统设计

刘立强，孙文磊*，王一，王炳楷

(新疆大学机械工程学院，新疆乌鲁木齐830017)

摘要：针对抽油机监测形式单一、三维可视化程度低和联动性差的缺陷，引入信息―物理实时映射思想，开发了油田抽油机三维可视化监控系统。设计了抽油机数字空间，搭建虚实交互层设计架构；搭建三维可视化系统数据组成及关系框架；结合逆运动学，构建数学模型，基于五维模型和Unity3D平台设计抽油机三维可视化系统总体架构；以游梁式抽油机为对象进行实验验证，实现了实时动态监测、虚实混合控制、运动轨迹追踪和在线预警等服务功能。为三维可视化监控在石油机械领域的落地应用和数字孪生系统的开发提供借鉴。

关键词：抽油机；三维可视化；实时动态监测；虚实混合控制；Unity3D

中图分类号：TP391.9文献标志码：A文章编号：1004-731X(2024)02-0463-13

DOI:10.16182/j.issn1004731x.joss.22-1073

引用格式:刘立强,孙文磊,王一,等.基于Unity3D的油田抽油机三维可视化监控系统设计[J].系统仿真学报,2024,36

(2):463-475.

Referenceformat:LiuLiqiang,SunWenlei,WangYi,etal.Designof3DVisualizationMonitoringSystemforOilFieldPumpingUnitBasedonUnity3D[J].JournalofSystemSimulation,2024,36(2):463-475.

Designof3DVisualizationMonitoringSystemforOilFieldPumpingUnitBasedonUnity3D

LiuLiqiang,SunWenlei*,WangYi,WangBingkai

(SchoolofMechanicalEngineering,XinjiangUniversity,Urumqi830017,China)

Abstract:Aimingatthedefectsofsinglemonitoringform,lowdegreeof3Dvisualizationandpoorlinkageofpumpingunit,theinformation-physicalreal-timemappingisintroducedtodevelopthe3Dvisualizationmonitoringsystemforoilfieldpumpingunit.Thedigitalspaceofpumpingunitaredesignedandthedesignarchitectureofvirtual-realinteractionlayerisbuilt.Thecompositionandrelationframeworkof3Dvisualizationsystemarebuilt.Combinedwiththeinversekinematics,themathematicalmodelisbuilt,andtheoverallarchitectureofthepumpingunit3Dvisualizationsystemisdesignedbasedonthefive-dimensionalmodelandUnity3Dplatform.Thebeampumpingunitistakenasthetestobject,andthereal-timedynamicmonitoring,virtual-realhybridcontrol,motiontrajectorytrackingandonlinewarningservicefunctionsarerealized.Itprovidesreferenceforthelandingandapp