近些年,船舶运输业蓬勃发展,船舶的自动化程度越来越高,船舶的大型化、专业化和新型化成为船舶领域的发展趋势,但船员使用新型设备和接触新技术得到实际锻炼的机会较少。因此,国内外大多数科研机构通过对船舶系统进行数学仿真,研发了轮机和航海模拟器,来达到培训和科学研究的目的。而这几年发展迅速的虚拟现实技术更是将模拟器的作用推向一个更高的台阶。该技术从最初的军事模拟和航天应用到现在的民用船舶、医疗、建筑等各个领域,其应用非常广泛,虚拟现实系统具有直观、逼真、交互以及沉浸感等优点,是当今各国在船舶领域发展的一个新热点,它将成为新一代轮机模拟器的发展趋势。本课题以某船压缩空气系统为对象,结合大连海事大学轮机自动化实验室轮机模拟器项目,开发了一套船舶压缩空气系统模拟器及其虚拟现实系统。根据对象船舶压缩空气系统的实际控制逻辑关系,实现了船舶压缩空气系统模拟器中的控制逻辑,还实现了船舶压缩空气系统虚拟现实软件与轮机模拟器之间交互操作。本课题的主要内容包括以下几个部分：建立了某船船舶压缩空气系统数学模型,进行了系统仿真。基于C#编程语言,研发了船舶压缩空气系统模拟器仿真软件。该软件功能完善,可以手动和自动操作系统设备,并且能设置故障和更改系统变量,模拟故障发生后的压力、温度等参数变化情况,而且界面友好,可实现显示后台模型计算出的系统压力、流量和温度等重要参数。建立了船舶压缩空气系统的三维模型,制作了空气系统控制箱的铭牌和表盘等部件的贴图以及三维模型的渲染等优化处理。基于XNA和Visual Studio2010技术,将船舶压缩空气系统三维模型导入虚拟环境中,根据船舶压缩空气系统实际控制逻辑实现其虚拟漫游操作,再采用UDP通讯协议,实现了虚拟现实技术与轮机模拟器之间的相互通讯,在实际运行中,具有良好的用户交互界面和实时操作性。该系统的研究设计具有一定的创新性和实用性,对于船舶领域的三维虚拟现实技术的研究与设计具有一定的指导和借鉴意义。