仿真技術論文精選(九篇)

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第1篇：仿真技術論文范文

（1）實驗教學從屬于理論教學，實驗教學得不到足夠的重視，實驗是為驗證理論知識，理論教學和實踐教學相脫節；

（2）實驗內容陳舊，無法趕上移動通信新型器件和裝置的發展，缺乏新的實驗教學手段和方法；設備的更新換代比較慢，實驗的開展受到硬件實驗設備的限制，跟不上技術革新的步伐；

（3）驗證性實驗多，綜合性實驗以及創新性實驗少，在實驗方法上基本是簡單的模仿，學生被動學習，缺少積極的思維和創新，也沒有探索的目標和方向，沒有良好的實驗教學改革措施；

（4）在移動通信原理課程中，關于調制解調等有關內容偏重理論，太過抽象，枯燥乏味。受資金和儀器設備不足等實驗條件的限制以及學時較少的影響，很多移動通信原理實驗（例如正交頻分多路實驗）不能由學生實際動手完成，一些實驗內容僅僅能驗證理論課學習的內容，顯然對學生創新能力的培養是非常不利的。積極探索移動通信原理實驗教學的改革，嘗試開展仿真創新實驗教學，對于學生更好地學習移動通信原理課程，培養創新能力起著重要的作用。

2仿真教學的引入與創新能力的培養

傳統的移動通信原理課程理論教學，大多重在討論某種技術或算法的原理及其理論推導，以方便理解調制解調器原理和無線電波變換過程，從而加深信源編解碼和信道編解碼、無線電波發射與接收等知識的理解。在常規的實驗課上，對移動通信實驗原理的講解也要在黑板上書寫，既不夠形象、直觀，又比較呆板。由于有大量的波形分析內容，教師在黑板上畫圖也是一件比較困難的事情，而且學生不易理解。在傳統的設計性實驗中，學生常因受到固定的實驗設備的束縛而改變實驗設計思路，不可避免地存在錯誤和不足，致使電路調試費時費力，甚至引起元器件和儀器設備損壞，使實驗不能達到預期效果。因此，在移動通信原理實驗教學中引入仿真實驗，是對理論課教學的必要補充。學生可以充分利用仿真實驗軟件在數據采集、儲存、分析、處理、傳輸及控制等方面的強大功能，進行方案的論證、選定和電路的設計，可以方便地改變參數來調整電路，使之更好地接近設計要求，設計出較為理想的電路。學生還可以根據要求輸出電路的測試參量或波形，作為真實電路調試的依據和參考；可利用計算機進行不同的仿真操作，得到與使用實際實驗裝置進行真實實驗相同的結果。另外，一些較為復雜的移動通信創新性實驗和綜合性實驗，無法通過模擬實驗完成實驗課教學，但是通過引入仿真教學，便可以擴大實驗教學的維度、擴大了實驗教學的可操作性。移動通信是通信原理、高頻電路和信號處理的交叉學科，學生只通過理論教學很難理解學科交叉性，對移動通信原理的理解也不夠全面。通過引入仿真教學，既能加強學生對移動通信原理的認識，又能加強學生對實際電路的認識，為后續課程學習打下堅實的基礎。仿真實驗教學的引入，很好地支持了移動通信原理的學習，可以進行新技術的研究，拓展學生的工程意識，提高設計調試電路的靈活性，最大限度地發揮學生的創新思維，開闊學生的視野。

3仿真教學開展實例分析

3．1理論教學與正交調制解調分析

正交調制解調系統的原理是把整個可用信道頻帶B劃分為N個帶寬為f的子信道，把N個串行碼元變換為N個并行的碼元，將高速信號變換為低速的并行子數據流，分別調制這N個子信道載波進行同步傳輸，并在終端分開正交信號。信號的調制和解調實際是采用數字信號處理的方法來實現的。先將信號串并變換成低速支路，各支路的調制可以采用數字調制方式，然后進行快速傅里葉逆變換（IFFT）、快速傅里葉變換（FFT）來實現。

3．2正交頻分電路仿真實驗分析

通常在正交頻分電路分析中，往往會忽略講解和分析子載波調制快速傅里葉變換和反變換等內容。讓學生從理論公式推導中理解OFDM原理，并利用Matlab編程實現不同子載波數的調制信號，可以驗證對子載波數調制狀態的影響，進一步驗證理論公式并加深理解。可以用理論推導和實驗驗證兩種方法來理解調制。通過正交頻分各步驟的波形圖，形象地描繪信號調制解調的過程，逼真地顯現出真實信號傳輸變化的實時動態過程。

（1）確定參數。假設參數為：子載波數為8，FFT長度為8，符號速率、比特率、保護間隔長度為2，信噪比12，插入導頻數。基本的仿真可以不插入導頻，導頻數可以為0。通過運行仿真及修改參數設置，教師可引導學生逐步實驗，觀察分析仿真結果并給出結論。通過示波器模塊可以直觀地觀察到二進制隨機信源。

（2）產生數據。使用隨機數產生器產生二進制數據。可以將原序列化為16進制的碼元圖，通過改變數據率觀察仿真波形。

（3）子載波調制。利用Matlab工具仿真實現BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等4種調制方式。按照星座圖，將每個子信道上的數據映射到星座圖點的復數表示。通過改變支路不同的調制方式，觀察到仿真波形，每次課都會有各式各樣新的實驗波形，可以直觀地觀察到二進制隨機信源，以及將一路高速數據轉換成多路低速數據的波形。

（4）IFFT運算。對上一步得到的同相分量和正交分量進行IFFT運算。為便于理解，可采用仿真軟件直觀地表現子信道上的數據與OFDM符號之間傅里葉逆變換關系。當子信道的脈沖為矩形脈沖時，具有sinc函數形式的頻譜。當改變系統（N）時，OFDM功率譜形狀也隨之改變。

（5）加入保護間隔，加入噪聲。由IFFT運算后的每個符號的同相分量和正交分量分別轉換為串行數據，并將符號尾部G長度的數據加到頭部，構成循環前綴。

（6）并串轉換。將每個符號分布在子信道上的數據還原為一路串行數據。

（7）FFT運算。對每個符號的同相分量和正交分量按照（Ich＋Qch×i）進行FFT運算。由于噪聲和信道的影響，接收端收到的每個子信道上的數據，映射到星座圖不再是嚴格的發送端的星座圖。將得到的星座圖上的點按照最近原則判決為原星座圖上的點，并按映射規則還原為一組數據。利用以上設計的信號，在Matlab中編程實現該信號的調制，畫出調制前后信號的時序圖。此時，學生容易理解此種調制方式為何IFFT被稱調制。在此基礎上，學生通過理論分析以及Matlab實驗畫圖驗證，進一步加深了對正交頻分電路的理解。

4結束語

第2篇：仿真技術論文范文

1車工技術實習方案

1.1車工技術實習內容及工藝

車工技術實訓的主要內容包括：認識車床、端面的車削、外圓面的車削、臺階的加工，切槽與切斷加工，螺紋加工，二次裝夾加工，圖1的是實習加工的典型零件，包含各個主要練習內容。該零件的加工工藝主要包括：裝料，車平外端面，試切對刀，車外圓面，粗車大徑，精車大徑，粗車小徑，精車小徑，車倒角，車退刀槽，車外螺紋，卸料，二次裝夾，試切對刀，車外圓面，粗車二階，精車二階，倒角，切斷。

1.2實習教學安排

完整的整個實習周期需要42學時。其中理論教學8學時，由老師利用多媒體教學，讓學生對機床的構造和操作上有了基本的了解，其余時間教師現場示教、學生上機操作。實習安排如下：從大量學生的實際情況來看，多數錯誤發生在上機前期，尤其是由于機床操作不熟練造成的扎刀、撞刀、試切不準等錯誤屢見不鮮，故在正式加工之前，先使用工程塑料毛坯，供學生練習。尼龍棒是最常用的塑性毛坯材料，它具有良好的韌性、耐磨力強、耐油、抗震、拉伸、彎曲強度好，并具有吸水性小、尺寸穩定性好等特點，在加過程廢屑成帶狀，避免了因廢屑飛出的危害，減少了學生因進退刀錯誤，加工切削量過大等造成的事故發生。因為工程塑料彈性系數大，在車削螺紋中讓刀明顯，所以取消螺紋車削的內容，使用工程塑料進行車削的時間約為20學時，剩余12學時實踐時間用于金屬切削及螺紋車削的教學。

2仿真加工訓練的優點

2.1學生操作中的重點和難點

車工技術實訓主要是實踐性訓練，受學校資源限制，在實習過程中不能對學生實現一對一輔導，而學生在獨立操作時，往往容易忘記操作要點，產生誤操作。表2是學生常見的誤操及其后果。從表中可以看出，在車工技術操作中，很多錯誤操作的原因是很簡單的，雖然教師三令五申，但是總是難以避免。學生在實訓中出現的誤操作往往是由于心理原因，而采用工程塑料作為加工工件后，學生的畏難情緒明顯降低，減少恐懼心理增加了學生的自信心去嘗試把工件做出來。即便不小心勿操作了也可避免刀具或機床的損傷，減少人身傷害。所以使用尼龍圓棒進行加工，對降低誤操作的嚴重后果有著重大的意義。

2.2實驗室建設的經濟效益分析

我校在以往的實訓中，平均磨刀間隔時間為25工時，采用塑料工件后，平均磨刀間隔為100工時，刀具的年損耗量有之前的3000元/年降低到1000元/年。以往用金屬材料直接練習加工，對45號鋼材消耗較多，以4.5元/公斤技算，平均每個實訓周期下來消耗的材料約2500元，而采用尼龍塑料作為練習材料，用45號鋼作為成品加工，這樣節省練習的消耗，每個周期大約能節省1000元，大大的節省的實驗耗材的損耗，節約實驗成本。

3仿真加工存在的不足之處

當然，工程塑料作為一種典型的塑性材料，在金工實習中也有一定的不足之處。首先在加工過程中，由于工件材料塑性較大，會產生一系列不良的切削現象，如變形和讓刀現象明顯，導致加工尺寸誤差較大，影響表面粗糙度；加工產生切屑為帶狀切屑，即使在有斷屑槽的情況也不斷屑，常常會纏繞在刀具和工件未加工表面上，需要在加工結束后從工件上取下，影響操作者視線。其次，塑料的熔點較低，在加工過程中不能采用較大的切削參數，有時切削速度較大時，甚至會出現材料熔化的現象，特別是在切斷的工序，由于切削熱難以排出，積聚在已加工表面，斷面呈凸凹不平。另外南方夏季塑料會軟化，工藝系統的動剛度不足，直接表現就是在裝夾中圓跳動很大，而且很難消除。第三點是隱形的影響，工程塑料材質很軟，對加工工藝的要求比較寬泛，可能會養成某些學生的錯誤習慣，如用手指觸摸刀尖或工件表面等；在車削中用手撕扯切屑；單次背吃刀量偏大等等。以上種種弊端，一般可以通過后期的金屬車削教學及操作中得到糾正，對實訓操作影響不大。

4總結

第3篇：仿真技術論文范文

【關鍵詞】計算機仿真技術 信息化 制造業

1對系統仿真類型進行概述

顧名思義，“仿真”就是對現實世界的物體進行模擬的一種狀態，使其達到逼真的情形。在工程技術領域，經常采用系統仿真技術來研究相關事物，如通過系統模型的相關實驗來研究設計或者存在的某個系統。

2對計算機仿真技術在制造業中的應用以及發展現狀進行概述

由于我國是一個制造業大國，并且制造業在我國的國民經濟收入中也占很大的比例，因此，國家及企業都非常重視我國制造業技術的發展。隨著我國科學技術及制造業的進步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速發展。而系統仿真技術作為工程領域里面的一個重要手段，其被大量應用到我國制造業進行研究及實踐，從而產生出一些先進制造技術。對于系統仿真技術而言，如果從本質上面來講，其就是通過建立仿真模型，然后再對仿真模型不斷進行實踐模擬的一種先進技術。它的實現過程主要是由仿真語言、計算機高級語言、以及計算機仿真軟件來實現，具體情況如上圖2-1所示。可以很明顯的看出，對于一個典型的仿真軟件來講，它主要包括程序包、仿真語言、仿真環境三種不同的形式，它的覆蓋功能也不是完全相同的，并且，從下到上是大致的反映了計算機仿真軟件的一個發展情況。隨著相關技術的發展，直到上個世紀80年代后期，出現了一體化的仿真環境。隨著我國計算機技術的進一步發展，開始出現了面向對象的并發執行機制，這樣，就非常容易的實現在數據庫管理的基礎之上來對實驗及模型數據、以及實驗仿真的結果等進行統一的管理，與此同時，人工智能等相關的先進技術也開始應用到仿真建模、運行以及對仿真的結果進行分析之中。另外，廣義的制造系統的相關仿真器也開始大量出現，在某種程度上面很好的實現了對制造系統進行的非語言建模、以及模型數據驅動等相關的重要功能。比較典型的一體化仿真軟件有TESS等，廣義的仿真器有FATOR等。

3計算機仿真研究的熱點以及對我國制造業的相關影響

自從上世紀末以來，隨著我國制造業的競爭不斷加劇，產品生產周期不斷縮短，這樣就導致系統仿真技術不斷向橫向的方向發展，在制造業里面比較典型的就是“虛擬制造技術”的發展。根據虛擬制造的概念可以得知，需要先采取計算機來模擬整個產品的設計及制造過程，這樣便于發現各種問題，并且在產品制造之前就把問題解決掉，從而提高生產效率及產品質量。隨著制造業的發展，仿真技術在我國制造行業里面的又一個重要研究熱點誕生，即虛擬產品的開發（VPD），它最早是來源于并行工程的思想。并行工程技術（CE）在對產品進行開發之前就對產品的整個生命周期進行全面的考慮，這樣，對解決相關產品的設計以及開發之間的矛盾是非常有益的。而虛擬產品開發是在并行工程的指導下，把大規模的產品數據管理系統以及CAD等產品設計系統等進行綜合起來，從而進一步的形成虛擬產品的開發環境，這樣就可以在該環境下進行產品的策劃、設計等，以及預測產品在真實環境下的相關特征、功能及性能等，這樣在進行實際設計、生產的過程中，可以減少反復或者變更等的次數。VPD技術能夠深入到各種復雜產品的制造之中，從而為企業產生巨大的經濟效益。隨著計算機技術的高度快速發展，對仿真技術的相關應用已由單一的形式向復雜性的方向進行發展。由于現代制造企業面向全國甚至全世界，因此，它的仿真對象也是分布在不同的時空，在這樣的背景下就產生了分布交互化仿真技術（DIS）。對于這種仿真系統來講，它所包括的內容有：構造實體、實體-虛體、真實方面的實體等，并且，這些實體是可以基于不同時期的相關技術、不同產品的相互組成、不同的系統方面的目的、以及不同生產廠家的相關技術等，對于這樣的復雜情況是允許他們進行交換操作的。分布交互化仿真技術（DIS）通過采用計算機網絡將分布在不同地點的仿真設備進行連接起來，這樣便可以通過實體之間的數據方面的交換構成時空到合成仿真環境的一種比較先進的仿真技術。如今，在我國制造業中已經產生了虛擬企業或者類似于DIS的虛擬研究開發中心等。就目前來講，比較出名的就是香港城市大學與香港生產力方面的促進局共同構建的快速科技中心，它就是虛擬研究開發中心。由于當今社會是動態快速發展變化的，人們的需求更多轉向個性化、多樣化等方向，因此，對于制造企業來講，它們就要抓住市場的需求，然后采取方式（如柔性生產制造）來快速響應市場需求，這樣才能夠為企業獲取更多的市場利潤，但是，通常情況之下，由于企業在短期內存在相關資源欠缺等方面的局限性，在這樣的背景下，企業要想獲得市場機會，它們就有可能通過互聯網來臨時連接成一種動態方面的聯盟-也就是所謂的虛擬企業。

4結束語

隨著我國社會的不斷發展，導致計算機仿真技術的發展也日新月異。在制造業中，對于整個產品的生命周期來講，仿真技術都表現出其強大的發展潛力。在當今制造業競爭激烈的社會，計算機仿真技術在制造領域的應用及發展在不斷的擴展，其功能也更多的面向可視化、智能化生產、綠色制造等方面不斷發展。

參考文獻

[1]戴金海等.并行工程與仿真技術[J].計算機仿真,2013(23):54-59.

[2]熊光楞.計算機仿真及其在制造業中的應用[J].計算機仿真,2012,2(14):20-27.

[3]鄭力,盧繼平等.虛擬制造技術[J].計算機輔助設計與制造,2013(09):62-67.

第4篇：仿真技術論文范文

【關鍵詞】計算機仿真技術 物流實驗室 建設策略

物流專業最大的特點是實踐性強，加強相關設備的投入力度及構建相應的實驗室對學生實踐操作能力的提升具有重要意義。由于計算機仿真技術存在諸多的優勢如成本少、可控性高、可視化等，將其運用到物流實驗室中可以帶來意想不到的效果。

1 構建基于計算機仿真技術的物流實驗室的意義

1.1 教學方面

在物流教學過程中，除了要傳授學生相關的物流知識外，還必須培養其一定的實踐操作能力。通過將計算機仿真技術與物流實驗室有機結合，能緊跟物流技術的發展變化來及時更新所需的資源，能在并不廣闊的場所及資金少的情況下進行各種不同的實驗操作，完全達到了物流實踐教學的要求，并且學生能夠將課堂上所學的知識運用到實際生活中。

1.2 科研方面

對于具有豐富理論知識，想有進一步發展的學生來說，基本的理論教學與實踐操作很難達到他們的實際所需，特別渴望參與一些深層次的物流系統分析、高級實驗活動。為此，構建基于計算機仿真技術的物流實驗室是滿足學生要求的不二選擇，能夠為現代社會培養一批高級別的物流管理團隊。

1.3 社會服務方面

學校在完成培養綜合型人才隊伍的任務的同時，還肩負著服務社會的責任。由于目前缺乏實踐系統，基于計算機仿真技術的物流實驗室的建設，很大程度上幫助了教育者利用自身掌握的知識，通過實驗室豐富的軟硬件資源來承接相關的項目課題，促進企業物流系統的進一步升級，避免不必要的資金投入，綜合了物流與其他相關技術、信息技術，減少了社會資源的大量耗費。

2 基于計算機仿真技術的物流實驗室建設策略

2.1 明確具體的建設目標與指導思想

首先，基于計算機仿真技術的物流實驗室應配備具有開放性、綜合性特點的實驗體系，提高學生知識水平的同時，增強其實踐操作能力，制定詳細完善的教學計劃，注重學科發展，將學生創新意識及能力的養成作為教學目標。

其次，基于計算機仿真技術的物流實驗室建設必須將系統性、先進性、經濟性、實用性作為主要指導思想。實驗室應時刻了解先進物流技術、相關教學手段的最新情況，盡可能的集網絡技術、多媒體技術、自動識別技術、信息管理與決策技術等為一體；從學科與專業的角度出發，合理使用實驗室建設費用，優化配置各類硬軟件、場地資源，建立健全物流仿真實驗工程體系，為專業設計及畢業設計提供幫助，真正實現涵蓋教學、科研、實驗、人才培養等內容的教學科研基地。

2.2 總體規劃

2.2.1 硬件設備

基于計算機仿真技術的物流實驗室應配置一定數量的電腦，方便學生利用電腦來構建仿真模型。另外，還需購置下列設備：投影機、弧形三維屏幕（籠罩整個實驗室，以創設虛擬的物流仿真系統氛圍）、在實驗室中間放置一臺服務器電腦與音響，并和投影機與弧形三維屏幕連接，這樣即完成操作平臺的設置。同時還要有具備無線遙控功能的激光筆，為相關操控提供便利。

基于計算機仿真技術的物流實驗室及其硬件的規劃與分配途徑是：將實驗室劃分為教學區與科研區兩個不同功能的區域，各自處于不同的空間中。教學區主要為學生的實踐教學提供服務，內部共配備了投影機、屏幕、服務器、音響、供學生操作的電腦、遙控激光筆。科研區中主要配備辦公桌椅、電腦以及教研人員，是教育者日常開展科研活動的場地。

2.2.2 軟件設備

軟件設施在物流仿真實驗室中屬于必不可少的工具。由于物理軟件的類型眾多，因此必須結合仿真系統選擇相匹配的軟件。比如Flexsim仿真軟件，此軟件具有通用性特點，在多個行業系統中得到應用。該軟件在物流仿真實驗中的應用涉及了配送中心揀選仿真、倉庫系統出入庫仿真、生產物流仿真、機場仿真等領域。由于當前運用的Flexsim軟件只涉及一些基本功能，所以還需對其進行升級，添進相配套的優化軟件包。

2.2.3 建設流程

基于計算機仿真技術的物流實驗室建設應遵循循序漸進、分階段的原則。舉例說明，選擇相應的實驗場所及設備，建設滿足教學要求的仿真物流系統及仿真生產物流系統；然后再建設另兩個仿真配送中心系統及仿真供應鏈系統。

在構建仿真物流各系統過程中，應通過委托開發與自行研發相結合的手段。由于對大型仿真物流系統進行開發時會耗費諸多的時間、精力，并且要求有豐富的計算機編程知識，所以應開展招投標活動，委托專業機構開發，同時自己與相關團隊協作開展二次研發。

3 結論

C上所述可知，在培養物流人才過程中，實驗教學環節發揮著不可忽視的作用，為高質量人才的培養提供了堅實的保障。從專業特色角度出發，制定系統完善的培養計劃，構建實踐性高的物流實驗室，致力于將計算機仿真技術與物流實驗室緊密結合，這不僅有助于進一步升華實驗教學，推動物流健康持續發展，而且還極大地增強了學生的實踐應用能力。

參考文獻

[1]曾鳴.基于Flexsim的港口倉儲作業過程仿真及優化研究[D].北京：北京交通大學碩士學位論文，2010.

[2]呂奇光，廖浩.仿真技術在物流實踐教學中的應用探討[J].重慶科技學院學報，2009（10）：221-222.

[3]初良勇.基于計算機仿真技術的物流實驗室建設[J].航海教育研究，2012.

[4]高舉紅，陳思宇，劉曉宇.基于精益設計的生產能力分析與現場物流改善.工業工程，2010（01）.

[5]高輝.計算機實驗的仿真技術探析[J].長春教育學院學報，2012（06）：130-131.

作者簡介

阮文（1967-），女，福建省仙游縣人。工程碩士學位，畢業于哈爾濱理工大學，現為湖南工業職業技術學院講師。研究方向為計算機應用。

第5篇：仿真技術論文范文

論文摘要：針對電子信息類專業實驗教學中存在的問題，結合實際的教學條件，對實驗教學提出了改革，將仿真技術應用到實驗體系中，避免了實驗條件的空間和時間限制，充分發揮了學生能動性，提高了實驗教學質量。

實驗是電子信息類專業學生課程教學的一個重要環節，是對理論教學的補充和深化，其開設方式關系到學生對理論知識的掌握和應用，直接影響著學生的操作技能、主觀能動性和實際動手能力的提高，也決定著理論和實驗的教學水平。因此，在教學過程中一定要加強實驗這個實踐性教學環節，充分利用實驗資源來培養和提高學生解決問題的能力和創新能力，使學生能夠更加快速地適應于將來的工作。加強實驗教學環節，最大限度地利用學校的實驗教學資源，對提高教學水平，培養學生的實際應用能力和綜合素質具有重要的意義。

1 實驗教學的傳統模式和問題

在我國高校工科教育中，實驗教學硬件條件普遍不足，或者是硬件實驗條件的發展跟不上技術的要求，同時各高校大幅度擴大招生，實驗教學硬件條件更顯不足。加大對實踐教學條件的投入，加強培養實踐教學科技人才，強化實踐教學內容和條件的改革與建設，在當前來說具有特殊重要性[1]。我國教育主管部門也在積極得進行著推進實踐教學的改革與建設。例如：在全國高校本科教學水平評估中，實驗室建設基地和建設經費以及實驗教學改革就是一項重要的指標內容。越來越多的高校開始響應教育部的號召，實行了“雙基”實驗室，并在此基礎上進一步建設“實驗教學示范中心”。

目前，實驗教學的傳統模式的缺點主要表現有：

1）實驗設備陳舊，實驗模式單一；

2）驗證性實驗分量大，與設計性、綜合性和創新性實驗之間的比例失調；

3）先進的實驗教學手段在實驗教學中的引入還不夠；等。

2 實驗教學方法改革勢在必行

隨著計算機的普及和應用，在教學中也越來越多地借助計算機來輔助設計方法，同樣，在實驗中借助計算機仿真技術具有很大優點：減少實驗中所需的耗材、降低對實驗器材的破壞性、完成更復雜更高難度的設計性實驗、更加全面地分析實驗對象以及結果的性能指標等，具有高效、快速、直觀、完整的優勢。開展仿真實驗作為一種新型的實驗教學方法是在現有實驗室設備的基礎上采用計算機新型軟件對實驗進行模擬，大大提高了學生對本專業知識的應用能力和科研創新能力。因此，在當今的實驗教學中，仿真實驗的引入勢在必行。

對當今高校來說，學生人數不斷增加，實驗室設備和資金滿足不了大學中學生的試驗要求，為了不斷提高實驗教學的質量，又進一步解決實驗設備少、不好維護、建設費用高等問題。將仿真技術引入實驗教學中來，學生一方面可以利用計算機實現實驗方案的設計，又可以直觀地驗證仿真過程和結果，不受實驗室條件和空間的限制，可將實驗設計帶入到課余生活中來進行，大大提高了學生對實驗的操作興趣。利用仿真實驗由于方法的靈活性可以充分發揮學生的想像力和創造力，比起傳統的實驗教學更利于培養科技創新人才，且有利于降低實驗成本，能夠使得實驗室的建設和發展進入一個良性循環中。

3 實驗教學改革方案

3.1 實驗中引入相應的仿真技術來進行虛擬實驗

在實驗教學中引入計算機仿真技術，一方面，充分發揮學生的主觀能動性，激發學生學習興趣，另一方面，老師可以利用計算機技術來觀察學生的實驗過程，采集學生的實驗結果，更好地跟蹤和指導學生，先進的教學理念和教學手段有助于提高實驗教學效果，提高教師的教學水平。而計算機的引入可把實驗設備、理論教學、教師指導和學生的思考、操作有機地融合為一體，克服了傳統實驗教學過程中受到課堂、課時、實驗設備等的限制，使實驗教學內容進一步靈活化，在時間和空間上得到延伸，也進一步激發了學生的實驗熱情。

在實驗中引入相應的仿真技術來進行虛擬實驗，可以使得學生在進行實驗的過程中培養獨立思考能力，激發學生的學習興趣，提高學生的創新意識，同時為學生提供了更加開放靈活的實驗條件。對實驗內容和實驗教材來說，采用仿真技術把將虛擬實驗和真實的電路實驗有機地整合起來，充實了實驗內容，增強了實驗的能動性和趣味性，有利于實現培養學生綜合實踐和探索創新能力[2]。目前，越來越多的高校重新對實驗室建設進行了規劃，利用計算機仿真技術改革實驗教學是一個新的發展方向。在高校實驗室中引入計算機以及相應的軟件技術不僅可改善實驗條件、改革實驗教學方法、充實實驗教學內容，還可大大提高實驗效率，降低實驗成本，增強學生學習的積極性和創新性，為實驗教學和科研提供良好的實驗平臺[3]。

以單片機實驗教學為例，在實驗過程中我們引入proteus仿真軟件，用它來模擬單片機硬件系統。由于軟件的靈活性，可以克服實驗箱硬件電路固定、實驗內容難于改動等局限。整個實驗設計都是基于計算機仿真技術的，除了計算機外不再需要任何硬件即可進行實驗，這樣有利于促成課程和教學改革，更有利于人才的培養。仿真技術的另一應用表現在學生的業余愛好上，比如目前的電子設計大賽，挑戰杯等，學生完全可以利用計算機來進行仿真，先用計算機仿真出相應的實驗模型，在計算機上進行模擬調試，最后用硬件實現。在整個過程中，學生可充分發揮自己的才能，通過大量仿真對比，達到設計目的，學生也可以大膽地反復調試，避免了損壞器件。在電子設計競賽中，我們使用proteus開發環境對學生進行培訓，在不需要硬件投入的條件下，學生普遍反映，對單片機的學習比單純學習書本知識更容易接受，更容易提高。實踐證明，在使用proteus進行系統仿真開發成功之后再進行實際制作，能極大提高單片機系統設計效率。 轉貼于

另外，開展仿真教學對于我國的遠程教學也是一種很好的嘗試，有著重要的意義。

3.2 重新安排各類性質的實驗，適量增加綜合性、設計性實驗

驗證性實驗是實驗中最基本的，可以使學生鞏固理論知識，它的實驗內容相對簡單，重點培養學生的基本操作、數據處理和計算技能，驗證和加深對課本知識的掌握和理解。綜合性實驗則要求學生必須具有一定的專業基礎知識和基本操作技能，能夠運用某一課程或多門課程的綜合知識，進而對實驗技能和實驗方法進行綜合訓練的一種復合性實驗。目前工科高校中越來越多地提出課程設計也是為了加強學生對綜合知識的運用。為充分調動學生的學習積極性和主觀能動性，設計性實驗也必不可少。設計性實驗能加深學生對理論知識的認識，由學生自己負責計劃和執行，充分提高了學生的思維能力、動手能力、分析和解決工程實際問題的能力[3]，發揮了學生的主觀能動性，設計性實驗的完成可以充分借助于計算機仿真技術來完成。

驗證性、綜合性、設計性實驗相結合，培養了學生基本的實驗技能和方法，同時又促進了學生的創新思維，打破了原有實驗教學附屬于理論教學的模式，建立與理論教學并行的，既相對獨立、又相互聯系的實驗教學體系。在某些應用性強的實驗教學中，綜合性和設計性實驗的比例至少要達到60%以上，同時設計性實驗最好要跟得上科學技術的發展。一方面保證基本實驗技能訓練，另一方面，實驗內容應與當今先進技術的發展相結合，適應社會發展的需要，將科研成果轉化為實驗內容，提高實驗的先進性和代表性。那么，工科院校中一方面加大實驗器材的投入，提高實驗教學條件，開設先進的實驗內容，提高學生的積極性，使學生適應當今社會的發展；另一方面，要充分利用現有的條件，引進先進的仿真技術，使得實驗條件進一步升華，充分發揮教師和學生的主觀能動性和創新能力。

3.3 硬件軟件都要抓，都要硬

計算機仿真實驗雖然可以準確地反映整個實驗過程， 是一種新型的應用技術，十分有效，但是仿真技術不是萬能的，它畢竟不是真正的實驗，在許多場合仿真只能起輔助作用。也就是說不能用仿真實驗來全部代替硬件電路實驗，而是將仿真試驗和傳統的硬件實驗相互結合，根據學校的實際情況和實驗的情況靈活運用，虛擬實驗不是萬能的，如果所有的實驗都用虛擬實驗替代的話，學生在虛擬環境中實驗會產生或多或少的不踏實的虛擬感，實踐能力也不可能得到真正的提高。

3.4 加強對實驗課教師的培訓，通過培訓交流更多地了解新的實驗技術

在實驗教學改革的同時，必然對教師提出更高的要求：一是教師也應加強專業知識和技能的學習，來提高自己的業務能力和綜合素質，另外，不斷更新專業知識的結構，了解前沿技術的發展也是必需的；二是高校中要大力創造條件促進教師經常參加基礎理論知識的培訓和實驗的培訓以及學術研討會，從而擴大視野，更新教學觀念，及時了解嵌入式系統發展趨勢和動態，促進電子類實驗技術的發展；三是要大力組織專業教師去積極申報相關的創新實驗和科研項目，提倡以科研資金來促進實驗室的建設，用科研成果去改進實驗內容，同時可以提高教師的科研能力，在科研中更好地去鍛煉自己，為實驗教學服務。

4 結論

隨著社會對人才要求的提高，大力推進實驗教學改革迫在眉睫，而大學實驗教學的改革又直接影響到學生的動手和創新能力。實驗教學必須能夠跟得上時代的腳步，將仿真技術應用到實驗教學中可以充分調動學生的主觀能動性，激發學生的創新能力，加快學生適應社會的能力，同時學習了先進的新技術。

參考文獻：

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[2] 孫曉明.土力學實驗課程教學方法的研究與改革[J].黑龍江教育，2006(11):59-60.

第6篇：仿真技術論文范文

論文關鍵詞： 信息技術　微電子專業教學　應用

論文摘 要： 信息技術包括多媒體技術、虛擬仿真技術、網絡技術，等等。它的飛速發展和廣泛普及，使得傳統的教學方法正在向現代教育技術方法轉變。針對新興的多學科綜合的微電子專業，作者討論了信息技術在微電子專業教學中的作用與意義，聯系實際教學實踐，指出了各種信息技術的特點及應用中需注意的關鍵問題。

信息技術是現代教育技術的基石和重要組成部分。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》中提出：“信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視”；“強化信息技術應用。提高教師應用信息技術水平，更新教學觀念，改進教學方法，提高教學效果”。信息技術與高校專業教學相結合，可以改進教學手段、創新教學方法、提高教學效率、增強教學效果。

微電子專業是我國近年來大力發展的一個多學科綜合、高技術密集的新興專業，主要研究半導體材料、器件與工藝和集成電路與系統的設計、制造和測試等理論和技術。微電子專業教學由于課程開設時間較短、涉及學科多、理論性強、同時又與實踐結合緊密。因此如何有效地改善教學效果，提高教學質量成為微電子專業教學中迫切需要解決的問題。將現代信息技術應用到微電子專業的教學活動中，提高了學生學習的興趣和積極性，促進了教師與學生的互動，取得了很好的教學效果。

1.多媒體技術在專業教學中的應用

多媒體教學是信息技術在教學過程中最典型、最廣泛的具體應用。多媒體信息技術在教學中的應用是指采用圖像、動畫、視頻等新穎的教學形式，將教學內容生動形象地展示給學生，使學生獲得直觀的感性認識。多媒體教學方式有助于學生對教學內容，特別是重難點內容的理解和吸收，是對傳統教學方式的突破和有益的補充。針對于微電子專業的特殊性和綜合性，我們在教學中采用多種多媒體表現方式，分別應用在以下幾個方面。

1.1幻燈片教學

多媒體輔助教學課件通常由多頁幻燈片組成。在幻燈片中可以插入各種對象如文字、圖片、圖形、表格、藝術字和聲音等，把抽象的、難以直接用語言表達的概念和理論以直觀的、易于接受的形式表現出來，有效地增強了教學效果。微電子專業課程理論較多，信息量大，直接講授學生感到比較枯燥。使用幻燈片教學后，色彩豐富，圖形清楚，概念清晰，有助于把抽象概念形象化，復雜問題簡明化，調動學生的積極性，提高學習效率。

1.2動畫演示

電腦動畫的運用能夠進一步提升多媒體技術的作用和效果。動畫能夠將微電子專業課程中遇到的深奧的理論問題和復雜的內部機理，通過簡單的畫面動態地表示出來，從而使學生加快加深理解，特別有利于重點難點的掌握。另外，電腦動畫能夠逼真地再現微電子工藝流程的加工過程，可以模擬實際操作步驟，從而可以代替或輔助部分實踐教學。

1.3錄像放映

微電子專業的實習單位往往是高投資、大規模、貴重設備云集的高科技公司。這些公司管理制度嚴格、專業程度高，對在校學生進企業實習有著很多限制，同學們經常只能去參觀工廠環境，遠眺機器的運作，甚至有些生產企業不對學生開放實習。這樣，教學得不到生產實踐的支持，使得理論與實踐嚴重脫節，降低了教學效果。而將企業內部的生產流程拍成錄像，或者購置相關內容的影像資料，通過多媒體放映給同學觀看，可以近距離地觀摩生產流程和設備運作、了解技術細節，對不甚明白的內容可以反復觀看。采用這種方式進行教學，同學們紛紛反映大開眼界，受益匪淺，不僅對課程里所學的內容有了直觀的認識，而且了解到產業的前沿發展。

2.虛擬仿真技術在專業教學中的應用

得益于計算機硬件的飛速進步和軟件技術的迅猛發展，虛擬仿真技術成為當前流行的新型教學手段。傳統的實驗教學手段，局限于實驗室購置的設備和儀器，特別是微電子專業的實驗設備價格高昂、操作復雜、容易損傷，使同學很難得到上機鍛煉的機會。而使用基于虛擬仿真技術的教學方式，過程簡單靈活，交互方式多樣，結果直觀明了，既能培養學生的動手能力和分析、綜合能力，又能提高學習興趣，激發學生的創造性。

虛擬仿真技術在微電子專業教學中的應用主要體現在兩個方面：一是在電路設計方面，基于電子設計自動化（Electronic Design Automation，EDA）技術實現對電子線路（包括集成電路與版圖）的模擬仿真；二是在微電子工藝與器件方面，基于半導體工藝和器件的計算機輔助技術（Technology Computer Aided Design，TCAD）實現對微電子制造工藝和半導體器件結構及工作過程的仿真與演示。使用仿真軟件所提供的強大功能，包括軟件所具有的可升級性，在課堂和實驗中通過軟件設計微電子電路、工藝和器件，在屏幕上模擬其功能，可使教學概念清晰，內容生動，過程可視，還能夠大幅節省實驗設備的購置和維護費用，經濟高效。

3.網絡技術在專業教學中的應用

近年來網絡技術更加普及，也更加方便，特別是校園局域網的建設，提供了學生隨時隨地使用各種終端進行網絡學習的教育環境。這也促使我們把教學平臺從教室向網絡拓展，必然在一定程度上改變教學的形式和基本架構，帶來革命性的變化。

互聯網和校園局域網一方面可以作為信息資源庫，為微電子專業課程教學提供教學教案、課件、習題等資源的下載和在線瀏覽；另一方面也可以作為師生課外互動的平臺，進行答疑、作業提交、通知等教學活動。這兩種方式也是目前微電子教學中最主要的網絡應用手段。使用網絡教學有助于師生雙方的交流，教學信息的豐富，以及多元化教學，等等。網絡教學的推廣和網絡教學平臺的建設，極大地推動了網絡技術在教學體系中的應用，將會成為現代教育技術的主流之一。

綜合運用信息技術的各種方法和手段，結合微電子專業特點，更新教學觀念，加強教學實踐應用，能夠有效地提升教學效率和效果，培養出更優秀的符合社會需求的專業人才。

參考文獻

［1］劉子良.發揮幻燈片在計算機輔助教學中的作用［J］.中國現代教育裝備，2007，52（6）：22-24.

第7篇：仿真技術論文范文

論文摘要： 在分析專用數字仿真計算機的特點的基礎上提出半實物仿真對仿真計算機和實時網絡的需求，并且介紹相關技術的新進展。實踐證明仿真工作站和實時網絡方案是完全可以滿足仿真發展需求的。

作為信息技術核心的計算機技術自其誕生之日起經歷了50多年的發展，以廣泛應用于國民經濟和社會生活中。而作為計算機技術重要組成部分的計算機三維視景仿真技術，因其有效性、經濟性、安全性、直觀性等特點而受到廣泛的應用。它是在計算機圖形學基礎上發展起來的一種仿真應用技術。

據最新統計資料表明，計算機仿真技術是當前應用最廣泛的實用技術之一，虛擬現實（VR，Virtual Reality）是計算機世界最熱門的一個詞匯。視景仿真技術是計算機仿真技術的重要分支，是計算機技術、圖形圖像處理與生成技術、多媒體技術、信息合成技術、顯示技術等諸多高新技術的綜合運用。

1 專用數字仿真計算機的特點

1.1 仿真計算機的用途和發展

圍繞著對仿真計算機的計算速度、內存容量、接口等基本特性要求，在半實物仿真系統中先后采用了模擬計算機、數模混合計算機、專用數字仿真計算機等類型的仿真計算機。尤其是以AD100及國產YF-2為代表的專用數字仿真計算機在國內、外的一些制導武器半實物仿真系統中得到了廣泛的應用。

1.2 專用數字仿真計算機的優點

以AD100及國產YF-2為代表的專用數字仿真計算機主要優點有：

① 采用異構同步并行多處理機、廣播式數據總線方案解決了計算速度和存儲容量問題；② 設計專用仿真語言，該語言簡潔、編程方便，而且還集成了常用的數值積分算法模塊，方便使用，同時還能夠實現精確仿真計算幀時的定時；③ 提供高速A/D、D/A接口，開關量輸入輸出接口及數字量（DPM）等接口形式，實現仿真計算機同仿真系統的連接。

1.3 專用仿真計算機存在的不足

① 數字接口能力不足：該型仿真計算機雖然提供了較全面的接口形式，但主要還是以模擬量接口為主，數字接口僅能適用幾種非主流總線形式（Q-bus等），而且在傳輸距離、傳輸速度等方面性能不佳，數字接口能力不足；② 維護性不方便：這類專用數字仿真計算機采用專用設計結構，與通用計算機有著較大的差別，硬件維護和軟件管理需要配置專人，而且出現故障不象通用計算機那樣容易替換，易影響試驗進度。從人力資源配置和快速維護性上看有不足之處。

1.4 仿真計算機的新要求

隨著仿真系統間的信息交換已開始轉入以數字信號為主，專用數字仿真計算機在數字接口方面能力的不足就顯示出來了。仿真設備控制、管理使用的計算機都是通用型的微機（含工控機），應用廣泛且有著豐富的應用軟件和接口形式，各種高速數字接口各具特色。因此系統應用的關鍵是迫切需要找到一個仿真計算機的新方案，既能保持專用數字仿真計算機的優點又能滿足高速實時數字接口的需求。這個需求就是對航空制導武器半實物仿真系統中仿真計算機的新要求。

2 仿真計算機和實時網絡技術的新發展

2.1 實時網絡技術

高速數字接口的形式雖然很多，但在仿真系統中的應用還要考慮到系統中信息的共用性，即多個設備共用某些信息。如對目標信息來說，目標特征信號生成裝置、目標運動仿真器、數據鏈傳輸仿真設備都要用。這是因為系統本身復雜，信息交換多和相應仿真系統設備規模大，耦合多。

考慮到仿真系統信息共用性特點，那些點對點的接口形式不易采用，而網絡式、廣播式的接口形式更容易滿足要求。同時半實物仿真系統信息交換還要求各信息節點的信息要同步更新，換句話說，就是信息傳輸延遲要小。

經過綜合比較分析，光纖反射內存影射式實時網絡（RT-net）比較符合半實物仿真系統的技術要求。它們的共同特點是利用映射式的信息傳送方法，某一節點的內容自動映射到所有節點， 這種映射是由硬件完成的，系統延遲小。高速、延遲小和信息更新同步的特點適合仿真的需要。這種網絡一般有兩種拓撲結構，一種是環行網，另一種是通過實時HUB連接的星型網。

理論上，HUB結構的網絡數據到達各個節點的時間沒有延遲，能做到信息同步更新。而且一個節點故障只影響本節點，不影響整個網絡。這一特性對進行系統局部聯試時非常有用，不必所有設備均開機。

RTnet的運行機制很簡單，分布式計算機系統內，每臺結點機上插一塊 RTnet卡，卡上有雙端口讀寫內存，通過驅動軟件可以讀寫這些內存，當數據被寫入一臺機器的內存中后，RTnet卡自動地通過光纖傳輸到其他連在網絡上的 RTnet卡的內存里，通常只需幾百納秒的時間延遲，所有RTnet卡上的內存將寫入同樣的內容。各成員在訪問數據時，只要訪問本地的RTnet卡內存即可。

RTnet適應的計算機總線形式一般都有PCI、MultiBus、VME等，在常用的操作系統，如DOS、WindowsXP、Windows2000環境下都可正常工作。

2.2 綜合應用

仿真工作站替代專用數字仿真計算機本身難度不大，二者的軟件內核基本一致，經過軟件移植，幾乎所有先前做過的工作都可以繼承下來。仿真系統集成的關鍵是實時網絡在系統中的配置和二次應用開發。有這樣幾方面的工作要做：

① 仿真工作站同實時網絡的接口檢查：雖然仿真工作站是基于通用工作站基礎上設計的，但這種通用工作站與通用微機之間還會有些微小的差別。② 各仿真設備控制計算機的適應性修改：仿真設備功能各異，研制情況不同，其控制計算機的操作系統不統一，有DOS、WindowsXP、Windows2000等版本，因此相應的設備驅動板卡等不相同。為了保證網絡系統穩定運行，簡化應用開發工作，有必要對能夠升級的設備控制計算機進行統一配置，還要對相應設備驅動卡、驅動程序進行更改。③ 共享內存分配表的建立：由于是共享內存機制，所以應對數據存儲地址的統一分配，明確各個信息的讀寫地址。對系統中注冊信息、節點狀態標志、同步時鐘等信息使用的地址也要進行規定。

總之，隨著分布式計算機仿真系統、虛擬樣機分布仿真系統的廣泛開發和應用，實時網絡技術做為一種快速的信息交換手段會得到更廣泛的應用。

參考文獻：

第8篇：仿真技術論文范文

關鍵詞：虛擬仿真，3DMAX，GLStudio，Vega

 

1.概述

大學物理實驗是物理教學中的一個重要組成部分，由于有些物理實驗，特別是近代物理實驗其實驗儀器集成度高，操作步驟復雜，往往成為物理實驗中的難點，再加上條件的限制，除實驗課外，學員很難直接面對設備進行預習或復習，同時在預習中由于操作不善而損壞儀器的現象也時有發生，因此利用虛擬仿真技術，在計算機上仿真物理實驗，來提高學員對物理實驗的學習是十分必要的。采用這種技術，具有方便性、無破壞性、經濟性以及高仿真性等特點，對學員掌握物理實驗具有重要的意義。

對物理實驗的仿真我們首先是對各個獨立的物理實驗進行仿真，然后再把他們集成到一個系統環境下。免費論文參考網。以下我們以夫蘭克—赫茲實驗為例來說明單個物理實驗的仿真過程。實驗儀器如下圖所示：

由于原子能級的存在，當電子與原子發生碰撞并進行能量交換時，每次交換的能量就會受到原子能級的制約，因此我們就可以通過測量碰撞后電子能量的變化來驗證原子能級的存在。由于本實驗的集成化高，屬于驗證性實驗，通過虛擬仿真幾乎可以真實再現實驗的整個過程。

虛擬仿真作為一種新型人機接口，不僅使參與者沉浸于計算機產生的虛擬世界，而且還還提供用戶和虛擬世界之間的直接通信手段。它具備3個基本特征

（1）沉浸：這是VR系統的核心，指使用戶投入到由計算機生成的虛擬場景中的能力。用戶在虛擬操作訓練場景中有“身臨其境”之感。

（2）交互：指用戶與虛擬場景中各種對象相互作用的能力。它是人機和諧的關鍵因素。交互性包含對象的可操作程度及用戶從環境中得到反饋的自然程度、虛擬場景中對象依據物理學定律運動的程度等，以用戶的視點變化進行虛擬交換。這個過程中最重要的因素是實時性。實時性是指計算機能夠響應用戶的輸入并立即改變虛擬場景的狀態。免費論文參考網。

（3）構想：虛擬現實不僅是一個用戶與終端的接口，而且可使用戶沉浸于此環境中獲取新知識，提高感性和理性認識，從而產生新的構思。把這種構思結果輸入到系統中去，系統會將處理后的狀態實時顯示或由傳感裝置反饋給用戶。

虛擬仿真的核心是建模與仿真。就建模與仿真本質而言，它是對真實物理系統在某一層次上的抽象。與實際的物理系統相比，用戶在這個抽象模型上可以更高效、更節省、更靈活、更安全地對物理系統進行了解和設計。

2.系統分析與模型的建立

模型的建立分三維立體模型的建立和仿真面板的制作。免費論文參考網。對模型的建立本系統采用3D MAX建模工具對模型進行幾何建模和行為建模。利用3D MAX軟件來進行三維建模和紋理貼圖，生成一個高逼真度的所需模型。首先我們用3D MAX建立夫蘭克—赫茲實驗儀、示波器、微機以及實驗室模型，并在3D MAX中進行貼圖，使所做儀器仿真度更高。

對于儀器面板，本系統采用的是GL Studio軟件進行建模制作，比如夫蘭克—赫茲實驗儀的面板、示波器面板和微機顯示屏上的顯示畫面都是用GL Studio來制作完成的，制作流程如圖所示：

在第二個過程中，圖片處理的結果是面板美觀形象的決定性階段；第三個階段則是本實驗仿真的決定性階段，因為實驗的操作響應、交互實現、實驗現象的再現都是在這個過程完成的。這一過程又可分為三個部分來完成：（1）是夫蘭克—赫茲實驗的手動操作，這在GL Studio中一個面板內既可完成；（2）是利用微機采集數據來自動完成實驗，得到實驗數據并在V—I圖中自動繪制數據曲線，在這個過程當中，可以在GL Studio中分別生成夫蘭克—赫茲實驗儀的面板和微機顯示器面板的動態庫，把它們作為元件在導入到另一個GL Studio中進行互聯；（3）是將數據輸出到示波器形成V—I曲線，這個過程的制作方式與第二部分相似。在第四個過程中主要是集成過程，Vega是MultiGen-Paradigm公司開發的一個面向對象的著名的虛擬現實平臺，它包括圖形環境Lynx，一套可以提供最充分的軟件控制和最大程度靈活性的完整的應用編程接口，一系列相關的庫和Audio Work2實時多通道音響系統。Lynx是Vega提供的帶有圖形用戶界面工具集，并通過設定參數與相互間關系，可以實現簡單的仿真應用程序，同時為虛擬系統的開發提供必要的支持，如模型、場景和交互設備等。

3.實驗的最終集成

在單個物理實驗完成之后，要把它們集成到統一的系統當中，我們的系統是用Visual C++作為軟件平臺進行集成。在VC中完成操作界面和目錄，點擊各個目錄進入各個獨立的物理仿真實驗當中由于各個實驗是獨立的，因此過程的制作相對簡單。

結束語

本文提供了一種使用3DMAX、GL Studio和Vega進行虛擬仿真系統開發的方案，這個方案是基于微機平臺設計的，具有較好的通用性，它不受實驗儀器的限制，給學員提供了一種較好的練習和復習的手段，其仿真度高，是其他預習和復習手段所不能代替的。

參考文獻：

[1] 張秀山. 虛擬現實技術及編程技巧.國防科技大學出版社.1999

[2] 曾芬芳. 虛擬現實技術.上海交通大學出版社.1997

第9篇：仿真技術論文范文

關鍵詞：流水線加熱爐，復雜對象，PID控制，模糊控制

 

1.引言

傳統PID控制方式是建立在數學模型基礎上的，根據被控對象的靜態和動態特性，獲得控制參數[1]。PID控制原理簡單，適應性好，在工業上應用十分廣泛[2]。而模糊控制不依賴數學模型，是一種智能控制方式，具有很強的魯棒性和穩定性，適用于難以建立數學模型的復雜系統[3]。本文以流水線加熱爐為控制對象，應用PID控制和模糊控制兩種方式進行溫度控制，均得到較好的控制結果，溫差在±1℃以內,然而通過響應過程中的超調量和響應速度來看，模糊控制的優勢更加明顯。

2.流水線加熱爐結構

流水線加熱爐是一個復雜的系統，它的整個爐體由三個區，即預熱區、高溫區和降溫區組成，可以模擬工業爐膛預熱、高溫和冷卻三個工作區的溫度控制，提供與實際工業背景相似的操作條件。在每個爐膛側面都有一個進風口，進風口處有PTC加熱板，將送風風機送到爐膛內的風加熱成為熱風，達到加熱爐膛溫度的目的。免費論文。

3.流水線加熱爐溫度半實物仿真控制系統

半實物仿真技術是近年來隨著計算機技術發展起來，是在仿真實驗系統的仿真回路中接入所研究系統的部分實物的仿真[4]。半實物仿真技術既有計算機仿真成本低等特點，又能保證復雜對象模型的準確。

本文以流水線加熱爐為控制對象建立起溫度半實物仿真控制系統，整個系統包括以下三個方面：MATLAB/Simulink OPC服務器、WAGO PLC 750-842和流水線加熱爐，MATLAB/SimulinkOPC服務器和WAGO PLC 750-842通過使用TCP/IP協議實現相互之間的通訊，WAGO PLC750-842和流水線加熱爐通過I/O口實現前者對后者的控制，整個系統的三部分在結構上相互獨立，在實際操作過程中相互影響和控制，其結構框圖如圖1所示。

圖1 流水線加熱爐溫度半實物仿真控制系統

4.流水線加熱爐數學模型的建立

被控對象的數學模型是反映被控過程輸入量與輸出量之間關系的數學表達式，研究分析被控對象的特性，就要建立描述被控對象特性的數學模型[5]。加熱爐的爐溫變化過程具有一般溫度過程的基本特征，即為一階慣性加純滯后環節，其特征參數有三個：靜態放大系數K，慣性常數T和滯后時間τ。

將流水線加熱爐三個爐膛分別看成三個獨立的系統，給定每個爐膛進風口處的PTC加熱板一定加熱功率，得到相應流水線加熱爐爐膛溫度階躍曲線，利用切線作圖法可以確定一階慣性加純滯后環節的特征參數。對于一條形狀為S型特性曲線，設階躍輸入幅值為Δu，階躍響應的初始值為y（0），系統達到穩態時的響應為y（∞），則

在特性曲線的拐點處做切線，切點向時間軸引垂線，交點與坐標原點之間的距離即為τ，切線與穩態值的漸近線的交點向時間軸做垂線的交點與原交點之間的距離即為T[6]。各部分的數學模型如下。免費論文。

通過作圖得到流水線加熱爐預熱區爐膛數學模型為：

高溫區爐膛數學模型為：

降溫區爐膛數學模型為：

作圖法擬合性較差，但簡單直觀，所以應用的十分廣泛。

5.PID控制方案

利用所建立的半實物仿真控制系統，在上位機利用MATLAB/Simulink建立仿真PID控制器，將流水線加熱爐實物放置在控制回路當中。

設定溫度與爐膛實際溫度的誤差經過PID控制器，輸出控制量給PTC加熱板控制端。根據前面求得的流水線加熱爐各個爐區的數學模型，利用Ziegler-Nichols整定方法確定PID控制的初始參數。免費論文。

由于流水線加熱爐是純滯后系統，所以PID控制中微分不起作用，選用PI控制方式。進過計算，求得預熱區初始控制參數為：Kp=0.237，Ki=0.0036；高溫區初始控制參數為：Kp=0.26，Ki=0.0034；降溫區初始控制參數為：Kp=0.265，Ki=0.0039。利用PID控制初始參數對流水線加熱爐的各個區爐膛進行溫度控制，得到控制的結果。

根據PID參數調節原則，Kp值大偏差減小，Ki能消除控制中的靜態誤差，但是Ki的值增大可能導致系統振蕩，經過實驗調整之后，利用PID控制方式對流水線加熱爐的三個區控制得到結果，穩定時溫差都在±1℃以內。

6.模糊控制方案

模糊控制是智能控制的一種，是操作者根據自己的經驗，設計能模仿人工智能的模糊控制器進行的控制，模糊控制不需要知道被控對象的數學模型就能得到很好的效果。模糊控制器是模糊控制的核心，在MATLAB中有模糊推理編輯系統，編輯好的模糊推理過程能在Simulink的模糊控制器模塊中直接調用。選擇描述模糊變量的詞集為7個{負大，負中，負小，零，正小，正中，正大}，隸屬度函數的形狀選擇三角型，根據掌握的流水線加熱爐的特性。在模糊推理系統中輸入規則后保存，就可以被Simulink模糊控制工具箱里的FuzzyController with Ruleviewer模塊調用了。設定溫度與爐膛實際溫度之間的誤差通過模糊控制器，輸出控制量給PTC控制端，控制其加熱功率。調整控制器比例因子和量化因子，得到控制結果。同樣，對每個爐區的模糊控制結果溫差都在±1℃以內。

7.結論

從對流水線加熱爐的各個爐膛的PID控制和模糊控制的結果曲線可以看出， PID控制方式的超調量比較大，σss在10℃左右，而模糊控制方式σss在5℃以內；然而，模糊控制的響應時間要比PID控制的響應時間短的多。綜上，利用模糊控制方案對于控制具有大慣性、大滯后的復雜系統，比PID控制更有優勢；并且模糊控制不需要知道被控對象的數學模型，實現起來比PID控制簡單。本文中所利用的半實物仿真控制方法，便于修改控制參數和設計控制器，縮短實驗時間，節約成本，可以在過程控制中推廣利用。

參考文獻

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