随着计算机技术的快速发展,虚拟现实技术和可视化技术应运而生,且应用于诸多领域,而虚拟现实与传统工业相结合成为了研究的一个大方向。随着人口的增长、能源的紧缺,风力发电应运而生,风能是一种可再生的清洁的能源,发展十分迅猛。本文通过主流建模软件3dsMax和虚拟引擎Unity3D,运用三维虚拟环境模型的运动仿真、可视化以及交互等技术,实现风电机组的虚拟仿真,真实再现风力发电机组的实际工作环境,完成了风能发电场虚拟仿真系统的开发,再对风电机组的齿轮箱故障进行诊断研究,完成了风电机组的运行状态分析。论文主要完成的工作如下:(1)由于风电机组工作环境恶劣,结构复杂,其机组部件容易发生故障,而其中齿轮箱故障发生频率较高,因此本文将对风电机组齿轮箱故障进行诊断研究。通过改进KNN算法中K值的确定方法来优化该算法,明显增强了算法的性能;通过纵横交叉算法对BP神经网络进行优化,提高了算法的稳定性和准确性。采用这两种优化方法对风电机组齿轮故障进行诊断分析,取得了良好的效果,能够准确的对故障进行诊断分析,实现了对风电机组运行状态的监测。(2)以风能发电机组为研究对象,提出了基于VR技术的风电机组可视化仿真系统的设计方案。通过3dsMax建立了风电机组模型,完成了风机模型从创建、优化到材质贴图的实现过程;然后将风机模型导入到Unity3D中进行场景管理,为后面实现虚拟风电场的仿真系统开发奠定了基础。(3)通过对系统开发平台和各功能模块的需求进行分析,利用Unity3D完成了风电机组三维场景的构建及系统GUI界面的功能设计,并通过C#编写脚本,完成了第一人称视角和第三人称视角的场景漫游、风电机组设备浏览以及风电机组的运行状态模拟等功能。在Unity3D环境中对仿真系统进行测试,并在调试成功后,将其发布到PC端,最终实现了风电机组故障诊断和运行状态的可视化。