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計算機仿真論文

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計算機仿真論文

計算機仿真論文:PLC測控系統下計算機仿真論文

1PLC部分仿真實現

1.1梯形圖指令解釋實現

在特殊指令解釋時,需要將起始和終止共兩次的掃描狀態進行對比,來較大限度地保障其正確性。具體操作時可選用兩個虛擬內存條,并引入“備用堆棧”和“備用結果寄存器”來保存起始掃描的計算結果,以及“堆棧”和“結果寄存器”來保存結束掃描的算結果,以下進行具體說明:(1)常開(及常閉)觸點的實現流程。取出觸點內存地址將結果寄存器中的現有數據放入堆棧將地址值(常閉觸點則取反)放入結果寄存器;(2)線圈作用的實現。將結果寄存器中的值輸出至分別起輸出、輔助、保持作用的“繼電器”內存地址中。

1.2梯形圖程序運行實現

仿真系統通過梯形圖程序的運行并根據其轉化后的指令語句,即可實現對真實PLC控制系統的模擬。各輸入點的狀態被依次掃描,并由系統軟件中用戶編制的程序進行邏輯解算進一步轉化成指令進行執行,指令的執行結果可以被后續待掃描的指令所利用,然后依次對應向各輸出點發出控制信號。梯形圖程序運行的流程為:在梯形圖編輯器中,用戶點擊“運行”按鈕觸發系統定時器系統初始化內存地址(常開觸點置零,常閉觸點的定時器及計數器清空)逐一掃描各元器件并同時進行其指令解釋直至該條指令結束自動進入下一條指令的掃描直至用戶點擊“停止”按鈕。

2電路搭建部分仿真實現

在仿真系統中,本文通過在軟件中設置元素來模擬元器件,這里以設置通用繼電器的模擬元件為例來進行分析。在元器件編輯器中,用戶可以在兩個菜單中分別選擇元器件(如繼電器、開關按鈕、接觸器、熔斷器、電磁閥、限位開關、電鈴、傳感器以及聲光指示裝置)以及對應的元器件元素(如線圈、接線柱、觸頭、連接線以及保險絲等)。在通用繼電器設計初始,用戶須通過定義邊框確定元器件大小,然后設置線圈及接線柱并用連接線連接,并設置一動一靜兩個觸頭以及若干開關,設置完成后即可點擊生成一個通用繼電器。在對電路進行仿真之前,還需要對電子元器件進行解釋,這里仍以通用繼電器為例來說明解釋的原理和過程,由于電路解釋時需要即時刷新,這會導致電路中元件的動作之間產生相互影響,本文這里引入“樹”的概念來解釋電路,通過將電路中的元器件作為單個節點加入到“樹”中,用戶在設置時,可首先新建“樹”,接著清空“樹節點(元器件)”的狀態,然后對各節點進行循環檢查,當發現控制電路不通時停止循環,遍歷節點并給出各元器件輸出值。

3應用實例分析

3.1實例情況說明

基于以上論述,本文這里選擇水塔水位控制系統作為仿真實例,對仿真系統的建立過程進行說明,并通過在仿真環境中進行測試來論證仿真系統的實用性。水塔水位控制系統是通過PLC自動控制來實現水塔自動進、出水,系統中主要的元器件包括液面傳感器、電磁閥、PLC控制器以及電動機。圖4所示為水塔水位自動控制系統示意圖,其動作流程為:當水池水位低于水池低水界時,液面傳感器使S3開關接合(ON),YV電磁閥門打開,水池開始蓄水。水位高于低水位界時,S3開關斷開(OFF)。當水位升高到高于水池高水位界時,液面傳感器使開關S4開關接合(ON),YV閥門關閉,水池停止蓄水。水塔水位低于水塔低水位界,液面傳感器使S2開關接合(ON),若此時S3為斷開狀態,則電動機M運轉,驅動水泵抽水。水塔水位上升到高于水塔高水界時,液面傳感器使S1開關接合(ON),電動機M停轉,水泵停止工作。

3.2系統仿真實現

從以上分析可見該控制系統的工作原理,可以看出系統可通過相關元器件實現水塔和水池上、下限水位調節和水塔放水等功能。基于此,本文做以下仿真設計:

(1)將實例控制系統的PLC程序設計并下載到仿真電路設計的PLC中。

(2)以實時水位、水位上限及水位下限作為變量,根據上節所述的系統工作原理對應編制液位上升和下降函數,以模擬真實的水池和水塔液位變化。

(3)在仿真系統中設置6個可供用戶自行定義和更改的控制單位,并將它們分別與水塔和水池的高、低液位傳感器以及電動機和電磁閥的開關共6個元器件相對應。在仿真系統的對話框中,首先設置水塔和水池的水位標識,可分別用“L”、“M”、“H”對應表示實時水位“低于低液位傳感器”、“高于低液位且低于高液位的傳感器”、“高于高液位傳感器”的三種狀態,在另外一個對話框中,用戶可在輸入框中點擊選擇已經在電路編輯器中編輯好的輸入、輸出量與真實控制系統中的6個實際元器件相對應。在完成所有的設置之后,既可以運行仿真系統并通過觀察模擬結果判斷PLC的程序正確與否以及電路是否搭建正確。經過觀察,在仿真系統運行期間各環節控制動作正確,基本能夠實現水池水塔自動控制系統的實際功能。

4結語

為減少PLC產品的研發周期及成本,本文在對PLC的工作原理及流程進行分析的基礎上,設計了PLC系統的計算機仿真平臺軟件。通過對PLC控制系統的工作原理進行分析,掌握了其各組成部分的特性以及仿真需注意的要點,并以此為基礎對PLC的計算機仿真系統進行了總體布置,并分別確定了其各部分的組成及功能。文章以一個水塔水位自動控制系統為例進行了仿真分析,并以仿真所得結果論證了仿真系統的有效性。由于篇幅等各方面的原因,本文僅對PLC及其仿真系統中的幾個重要環節進行了分析,在今后的研究中還需要進一步完善對PLC的功能仿真,并進一步實現仿真系統和真實系統的聯接。

作者:馬守東 馬毓 單位:南京工程高等職業學校 遼源職業技術學院

計算機仿真論文:電子通信學科計算機仿真論文

一、SystemView通信仿真系統

SystemView通信仿真系統是針對現代電子通信科研和教學開放的一種專業的電子通信仿真系統,在實踐應用中可以實現信號處理、濾波器設計以及復雜的通信系統數學模型建立等不同形式、不同層次的設計和仿真,在電子通信領域具有廣闊的應用前景。從結構設計角度來看,SystemView通信仿真系統是在Windows平臺基礎上形成的一種動態仿真系統,在具象的實驗應用中能夠實現可視化的動態電子通信系統的動態設計、分析和仿真。在當前電子通信領域廣泛存在的模擬、數字、數模混合,在各種多速率系統中的應用效果顯著,仿真活動延續到各種線性、非線性控制系統領域,能夠進行各種系統的時域與頻域分析、譜分析,以及對各種邏輯電路、射頻、模擬電路進行理論分析和失真分析等,這廣泛應用于現代數字信號處理、通信系統以及控制系統的設計與仿真領域。

二、虛擬仿真實驗的開展

1.軟硬件實驗環境的建設

虛擬仿真實驗的開展是建立在對虛擬儀器技術和計算機模擬仿真技術的基礎之上的,所以虛擬仿真實驗在電子通信領域的應用一定要從電子通信的角度出發,對相應的虛擬儀器和計算機模擬仿真技術進行研究,并在電子通信技術的基礎上以數據交換為主要手段實現二者的有機結合,提升虛擬仿真實驗開展的水平和質量。同時,針對電子通信領域所特有的一些現象和規律,借助計算機模擬仿真軟件進行模擬仿真,將電子通信的技術和理論環境模擬做到,為電子通信技術的虛擬仿真實驗營造一個較大限度接近真實的實驗環境。

2.虛擬仿真實驗項目的合理選擇

虛擬仿真實驗在電子通信領域的應用是一種工具性的應用,所以其功能的發揮是從電子通信角度出發的,只有從專業培養方案的要求角度出發,對每門課程中的每一個實驗目的、內容、要求和實驗過程中經常出現的問題進行分析、歸納,才能將電子通信的教學內容與虛擬仿真實驗緊密地結合在一起,才能發揮虛擬仿真實驗的真正作用。電子通信是現代社會經濟不可或缺的學科內容,其自身的發展質量將會對社會經濟產生廣泛而深遠的影響,因此對基于開放式虛擬實驗室電子通信學科計算機仿真實驗進行的研究具有鮮明的現實意義。本文從計算機仿真實驗的概念、作用、設計實現和應用四個方面對這一問題進行了簡要分析。

作者:陸興華 馮志鴻 單位:廣東工業大學華立學院

計算機仿真論文:現代教育教學計算機仿真論文

一、計算機仿真

及時,功能確定。根據《計算機組成原理》課程的教學需要,系統應完成以下功能:

(1)建立與設備實際安裝情況相同的平臺,使用了3DMAX,虛擬現實軟件cult3D,Flash,DreamWeaver,Flash,photoshop,AfferEffect等建立近期型號的虛擬電腦硬件,然后建立與設備相關的各種保障設施模型,建立要進行虛擬仿真的設備的模型。

(2)實現虛擬電腦硬件組裝后相關的寄存器、存儲器、I/O設備、接口、CPU芯片及插座的操作,對可采用鼠標控制方式實現對其控件的操作,并通過仿真邏輯,將其動作結果顯示在設備顯示器上,從而完成設備的通電檢查步驟,實現通電邏輯。第二,設計思路。從課程教學的需要,計算機仿真交互教學網站的課件常見的有如下幾種類型:

1)Flash課件;

2)三分屏課件;

3)PPT課件;

4)用于仿真交互自學的課件。第三,Flash課件。傳統教學中計算機工作過程和原理的講解,采用圖形和文字加以介紹,學生不易理解,感到課程單調、枯燥,學生學習的興趣不大。采用Flash制作動態課件,充分用動畫、聲音、交互、視頻以及剪輯等基本元素,能形象地表述計算機各部件的安裝和各元器件數據交換和指令傳送的過程。因Flash制作的課件圖文聲像并茂,能很好的激發學生的學習興趣,而且Flash課件容量小,適應于網絡的流式播發技術。第四,三分屏課件。三分屏課件是目前流行的一種支持網絡點播和直播的課件,主要包括視頻(或音頻)模塊,課件提綱模塊和PPT講義模塊。為了方便學生網上學習,我們將課程各小節的知識點以及難點和重點,錄制成網頁格式的文件,放在學校網站的樹形目錄結構中。三分屏課件可解決各級學校教育資源不均衡的問題,讓老師的教學方法,教學理念乃至生動的肢體語言和獨特的教學感染力得以傳播推廣,降低教育工作者交流學習的成本,幫助教師教學反思,提高教學水平。同時,學生可以對沒聽懂的、不理解的內容可以反復觀看,提高學習質量。第五,PPT課件。PPT課件的制作功能強大,不僅文字編輯功能強、段落格式豐富、文件格式多樣,繪圖手段齊全,而且通用性強,易學易用,有強大的多媒體展示功能,較好的WEB支持等優點,PPT課件形式的多樣化,能吸引學生的學習興趣,挖掘學生內在對知識的渴求,特別適合教師拿它來教學。第六,用于仿真交互自學的課件。教師制作課件的主要目的是調動學生的自主學習興趣,強調學習過程以學生為中心,充分提高學生自主學習的能力,使學生能積極主動地制定學習計劃,選擇適合自己的學習方法,構建他們自己能掌握的一套知識,因此課件設計中強調學樂相結合,比如,學生可依據所學的計算機組成原理的知識來進行計算機元器件的安裝、調試,如某一步驟不正確的話,仿真系統會給予提示并自行評分,這樣,學生就能明白錯誤出在哪里,下次學習時能避免同樣的錯誤,學生在仿真組裝中漸漸掌握所學的元器件安裝的基本知識。

二、運用計算機仿真課件進行《計算機組成原理》課程的教學改革實踐

《計算機組成原理》是計算機專業的一門核心必修課程,隨著計算機技術的飛速發展,必須保障該課程教學內容及實現手段的先進性,才能確保該課程教學效果的。本課程的特點是教學內容多、信息量大、難度大,而授課學時僅幾十個學時,因此很難使學生能掌握課程的所有內容,因此,我們采取了理論與實踐相結合的教學方法來提高課內教學質量,提升學生的實際動手能力和創新設計能力。因國家開放大學成人教育的特殊性,本課程大力推進工學結合教學模式,在課程教改實踐中我們采取如下作法:及時,在“計算機工作原理”的教學實施中采用“任務驅動法”的教學模式。將TEC-2000教學計算機硬件系統的基本組成和實踐分解成若干任務,任務的難度、具體內容要根據學生的學習情況來確定,增加其趣味性,激發學生的學習興趣。第二,以課程實習的形式,到計算機硬件實驗室開展現場教學,因實驗教學是本課程的重要教學環節之一。例如TEC-2000教學計算機硬件系統的運算器、控制器、主存儲器、I/O串行接口、中斷線路、啟停控制部件、各類控制按鍵、開關及指示燈的的組成和連接以及使用方法,并讓學生按時完成實訓報告。第三,動態教學網站輔助教學系統,我們開發了基于B/S的網絡輔助教學系統———計算機硬件的安裝及工作原理的虛擬仿真網站。學生可以自由選擇學習內容,大大地激發學生學習熱情。如網站“課件制作庫”模塊包含各知識點的動畫教學課件;“教師授課”模塊是以小節為單位的屏錄Flash課件;“學生自學”模塊也是以五大項目為主結構,項目下又分成具體的工作任務,從工作過程來講解課程的知識點。為了方便學生對課程內容的理解,將實驗指導及實驗錄像放于網站“實踐指導”模塊,便于學生實驗前預習,使學生對實驗的全過程做到心中有數。第四,運用網絡考試功能鞏固及測試學習效果。我們提出網站輔助教學和網絡考試的教改模式,在虛擬仿真網站的“習題”和“疑難解答”庫中含有大量習題及疑難問題解答,因為我們開發的系統采用的是基于XML技術的WEB網頁,學生可以快速查找相關知識點。通過網站輔助教學有效的激發學生的學習興趣,促進學生對未掌握知識的不斷溫習;通過在線的網絡考試對這部分內容進行測試,并在最終的課程成績中占據約50%的份額,而期末的測試內容以實操為主,并在最終的課程成績中占據50%的份額。

作者:皮燦軍 單位:岳陽廣播電視大學

計算機仿真論文:雙層雙波護欄計算機仿真論文

1計算機仿真模擬分析

1.1中型貨車仿真模擬碰撞

計算護欄在中型貨車碰撞過程中的動態變形情況,計算結果顯示較大動態變形量為1.43m,對比同等碰撞條件下分離式雙層雙波護欄中型貨車的較大動態變形量為0.81m,高出分離式護欄很多的主要原因是受到立柱間距的影響。分離式雙層雙波護欄的立柱間距為2m,而疊加式雙層雙波護欄的立柱間距為4m,在相同碰撞條件下分離式雙層雙波護欄將更多的碰撞力傳遞至護欄基礎,而疊加式雙層雙波護欄的護欄板承受了更多的碰撞力,通過自身變形吸收了更多的能量并將碰撞能量傳遞給更遠端的護欄來將碰撞車輛導向。根據以往的車輛-護欄實車碰撞試驗和計算機仿真模擬碰撞分析經驗,中型貨車與護欄碰撞過程中較容易出現的不合格現象是車輛騎跨護欄或是導向后側翻,雖然車輛未沖出護欄但騎跨和側翻也是不允許的。這些碰撞結果是由多種因素構成的,相對于混凝土護欄為代表的剛性護欄和纜索護欄所代表的柔性護欄來說,由橫梁和立柱組成的梁柱式護欄即半剛性護欄最易發生此種碰撞結果,最主要的原因是護欄橫梁與立柱強度的不匹配。疊加式雙層雙波護欄與分離式雙層雙波護欄相比在疊加處提高了橫梁的整體強度,雖然立柱間距增大了但橫梁將碰撞能量傳遞至距離碰撞點更遠的橫梁和立柱上,在碰撞過程中使更多的構件參與分解和吸收碰撞能量,因此疊加式雙層雙波護欄依然可以保持對中型貨車的有效防護。

1.2中型客車仿真模擬碰撞

依據JTGB05-01-2013《公路護欄安全性能評價標準》及JTGD81-2006中A級防撞等級的要求和試驗條件,對疊加式雙層雙波護欄進行中型客車的計算機仿真模擬碰撞試驗,試驗條件為車輛重量10t、碰撞速度60km/h、碰撞角度20°。計算護欄在中型客車碰撞過程中的動態變形情況,計算結果顯示較大動態變形量為1.85m,對比同等碰撞條件下分離式雙層雙波護欄中型客車的較大動態變形量為1.43m。疊加式雙層雙波護欄同樣因為立柱間距較大而導致動態變形量較高。相對于中型貨車,中型客車與護欄碰撞時較易發生的碰撞失敗后果是車輛騎跨護欄,梁柱式護欄發生此種現象的原因一般是橫梁強度不夠或橫梁有效高度不足造成的,疊加式雙層雙波護欄的橫梁中心高度為70cm、橫梁上緣距離地面85cm,其有效高度對于中型客車來說是足夠的。對比試驗結果可以發現中型客車與護欄碰撞的較大動態變形量比中型貨車的數值大,這也是護欄-車輛碰撞中較為常見的現象。

1.3小型客車仿真模擬碰撞

依據JTGB05-01-2013《公路護欄安全性能評價標準》及JTGD81-2006中A級防撞等級的要求和試驗條件,對疊加式雙層雙波護欄進行小型客車的計算機仿真模擬碰撞試驗,試驗條件為車輛重量1.5t、碰撞速度100km/h、碰撞角度20°。在護欄碰撞試驗中,小型客車與護欄碰撞的主要考核指標是對護欄緩沖功能的計算分析。護欄緩沖功能主要體現在車體加速度指標情況。x,y,z三方向加速度值的較大值分別為9.12g、4.81g、11.43g均未超過20g,其結果是符合標準規定的。而分離式雙層雙波護欄的實車碰撞結果顯示其小型客車碰撞中的三方向加速度分別為9.92g,11.70g,9.40g,2者沒有明顯的差異。

2用鋼量對比

列出的分別是疊加式和分離式雙層雙波護欄的用鋼量,其中疊加式雙層雙波護欄總用鋼量為129.0kg,分離式雙層雙波護欄的用鋼量為160.8kg,相比之下疊加式護欄用鋼量要節省19.8%。在改擴建項目的護欄再利用升級改造項目中原有護欄的護欄板和立柱是可以再利用的,則疊加式和分離式雙層雙波護欄的新增用鋼量分別為57.5kg和86.3kg,相比之下疊加式護欄新增用鋼量要節省33.4%,節省的主要構件是1個新增的Φ114×4.5×2250護欄立柱和1個196×178×200×3的防阻塊。

3結論

經過以上分析,疊加式雙層雙波護欄與分離式雙層雙波護欄相比,其安全防護能力沒有較為明顯的差距,均能達到現行標準中A級防撞等級,碰撞能量達到160kJ,而疊加式雙層雙波護欄用鋼量卻比分離式要低很多,此外疊加式雙層雙波護欄因不需要新增立柱,在施工工期和安裝難易程度上具有較高的優勢。疊加式雙層雙波護欄尚未進行實車碰撞試驗驗證,需要進一步優化研究才可達到實際應用和推廣的階段。

作者:蘇子興 陳新文 王成虎 單位:云南省公路開發投資有限責任公司 交通運輸部公路科學研究院

計算機仿真論文:數控技術教學計算機仿真論文

一、教學安全

對于教學安全主要是針對實踐操作部分,機床作為機械結構,一旦出現事故,輕則機器損壞,重則出現傷亡事件,這樣的事件已經給了我們血的教訓。例如,某高校機械專業學生在企業實習期間由于操作失誤,直接導致手臂被機械結構嚴重損傷,最終不得不截肢。如何避免機械事故發生是學生在實踐操作部分最需要注意的問題,因此很多學校非常強調安全問題。傳統教學中,由于學生在上機床實際操作之前并沒有對機床的運動情況有很清楚的了解,很容易導致事故的發生,因此很多院校在進行數控實訓操作的時候,多是恐懼危險的發生而走走形式,真正實際進行操作,并能夠加工出零件的比較少,除非是學校為了讓學生參加比賽而培訓數量比較少的學生,難以達到教學計劃中關于實踐教學部分的實際要求。而采用計算機仿真技術的數控教學,可以在實際操作之前充分了解數控機床面板的操作和數控機床的運動運行規律,某種意義上說就是真正的數控機床操作的演習,為實習實訓部分做好充分的準備工作,即使在仿真中出現操作錯誤或者操作失誤,既不會導致機床的損壞,更不會導致人員的傷亡。

二、教學效果和效率

數控程序編寫是數控類課程的主要教學內容之一,如何正確地編寫數控程序也是數控類課程的重要任務。在傳統課堂上,教師主要利用PPT課間插入動畫、圖片、文字等內容進行講解,雖然利用了一些多媒體資源,但是并沒有充分發揮多媒體較大的功用。在講解過程中往往比較枯燥乏味,難以更加形象具體地表述數控代碼控制刀具、機床主軸的運動情況。特別是對于一些比較復雜的循環指令只是通過這樣的講解方式往往很難地表達。雖然目前有些教師可以采用一些三維軟件、動畫軟件制作一些比較詳細的動畫,但是這種動畫往往就是固定設置好的動作,缺乏參數的變化,不能通過修改參數來觀察刀具運動的變化。目前大多數計算機數控仿真數控系統都是模擬實際的數控機床操作,幾乎和實際的數控機床操作相同。教師在授課過程中可以編寫實際的數控程序,再輸入到數控仿真系統中進行驗證,在驗證的過程中,可以隨時改變數控程序中的參數,來講解數控指令中參數控制刀具的運動規律,也可以改變數控程序中的程序指令,來講解不同指令刀具的運行軌跡;這樣就可以更加清楚形象地講解數控編程中的各種程序指令和指令中各個參數的含義。在斯沃數控仿真系統模擬加工零件過程中,在操作界面的左側顯示編寫的數控程序,仿真操作過程中根據刀具的運行軌跡,自動跳轉相應的程序段,幫助學生理解程序中控制對象的運行情況,并且利用不同的顏色來展示不同刀具的運動軌跡,在直觀地展示運動軌跡的同時也可以隨時更改數控程序或程序中的參數來獲取不同的軌跡。

三、數控工藝部分體現

在實際的加工過程中,數控工藝主要體現在刀具、裝夾、進給量、主軸轉速、背吃刀量、加工工序等。由于這部分內容比較抽象,需要根據實際加工的材料、技術要求、零件現狀等具體情況進行講解。傳統授課方式只是通過語言的描述、圖片的展示來完成內容的講解,學生很難理解。在采用數控仿真系統進行教學過程中,可以根據加工零件結構的不同,按照工序要求講解各種刀具的結構、刀具的尺寸參數;并且幾乎不受任何限制,在斯沃數控仿真系統的數控車刀包括了14種車刀刀桿、各種形狀的刀刃,并可以根據加工需求輸入刀桿、刀刃的參數和材料,也可以根據實際機床的結構選擇四方刀架、八方刀架、十六方刀架,或者選擇前置刀架和后置刀架,滿足數控車床在加工各種零件的需求;在數控加工中心包括15種各種類型的刀具,同樣可以根據需求輸入刀桿、刀刃的參數和材料,選擇各種形式的刀庫,滿足數控銑削和加工中心加工各類零件的需求。同時也可以根據零件的結構特征選擇適合的裝夾方式,也可以設計自己的專用夾具以滿足不同工藝裝夾的需求,使學生可以根據裝夾的情況,正確理解程序編寫過程中避開裝夾,防止車削或者銑削到夾具的零件,滿足工藝講解過程中關于工件裝夾的要求。斯沃數控仿真系統為數控銑床和加工中心工件提供了三種可選擇的裝夾方式,包括直接裝夾、工藝板裝夾和平口鉗裝夾,以滿足不同零件加工關于裝夾的要求,數控車床根據板料或管料的需求提供外圓裝夾方式和內孔裝夾方式,以滿足車削零件加工的需求。綜上所述,利用數控仿真系統于應用型本科的數控技術類課程的教學中可以適應不同專業方向關于數控知識技能的學習,在減少師資投入的情況下學生可以盡可能多地了解和模擬操作時間生產中眾多廠家、型號和操作系統的機床,以適應未來走向工作崗位進行數控編程或者操作機床的需求;同時從教師實際教學的角度,在理論教學方面,可以結合數控仿真軟件,實時地通過仿真操作來幫助學生理解數控編程和數控工藝的基本知識,同時也可以模擬不同機床的實際操作,大大減少事故率,保障教學過程以及學生參加工作后實際操作機床的危險。經過桂林航天工業學院多名教師近年來采用傳統教學方式和計算機仿真技術相結合的方式進行教學證明,學生在學習數控技能的時候,一方面學習興趣大大提高,學習數控技術的激情比簡單枯燥的傳統課堂教學具有明顯的差異,另一個方面學生學習的效果也明顯提升,實際掌握數控知識和數控操作的能力明顯提高。

作者:張棟梁 徐曉華 單位:桂林航天工業學院

計算機仿真論文:高校教學計算機仿真論文

1計算機仿真教學現狀(Presentsituationofcomputersimulationteaching)

根據多年的高校教學實踐研究表明,教學中把就業崗位對學生知識結構的要求作為依據,重視培養學生的動手能力,以知識本位向能力本位的轉變為目標,進行教學內容和方法的整合,對于增強學生的學習興趣、提高學生的實踐技能、增強職業競爭能力、提高教學質量有重要意義。計算機仿真教學模式能夠真正激發學生的創新思維,幫助學生構建更靈活、更深層次的知識結構體系。有試驗結果表明:仿真教學與傳統教學進行比較,多數學生在仿真教學環境中學習可以記憶整個課程多于2/3的內容,而在傳統教學模式下只能記憶不到1/3的內容。憑借云技術的強大存儲功能等,使用計算機仿真模式進行教學,教師引導,學生身臨其境,調動學生的積極性,學生自學并反復試驗,提高學習能動性,增強創新意識。基于云技術的計算機仿真教學將理論與實踐真正相結合,將為高校教學發展帶來新的方向。現代計算機技術的普及帶動了仿真技術的發展。仿真技術已經能夠使用科學方法建構復雜的物理模型提示真實世界的變化規律,在許多領域進行應用。仿真技術已在世界范圍內許多知名高校的研究等領域中應用;計算機仿真教學在國內外的許多課程中進行過使用;在我國高校中,應用基于云技術的計算機仿真教學是一種新的教育理念,各高校正在進行積極的探索。2014年4月22日在北京召開了首屆京城高校虛擬仿真實踐教學研討會,提出成立首都高校虛擬仿真聯盟,建立推進虛擬仿真實踐教學和首都高校間資源和經驗分享的平臺。在我省高校中,計算機仿真教學還處于比較落后的起步階段,這種新型的教學模式為學生及專業教師提供了教學和研究的新平臺,延展了創新的想象空間,有很大的發展空間和很好的發展前景。

2基于云技術的高校計算機仿真教學應用

以電子商務課程為例(Theapplicationofcomputersimulationinteachingofcloudtechnology—acasestudyofECcourses)

2.1電子商務課程的教學現狀及存在的問題

電子商務專業雖然已經出現多年,但國內高校沒有形成系統完整的專業理論體系。當前高校電子商務專業的教學中然而存在一些不可忽視的問題:課程設置方面。因為缺乏對電子商務相關實際應用的理解,在許多高校中相關課程設置具有極大的隨意性,多數只是把相關商務、管理和電子技術方面的課程進行簡單的羅列堆砌,不能適合電子商務專業實際需求。專業師資隊伍方面。國內高校中從事電子商務教學的教師大多是抽調出來的經管或計算機類教師,知識不夠系統專業,缺乏電子商務專業實踐經驗,很少參與實際電商企業的項目運作,講授專業課程時不能達到專業知識的外延和拓展。專業實踐方面。電子商務專業是一個新型的跨學科的綜合專業;培養的是能系統掌握電子商務專業的理論知識和技能、熟悉電子商務業務流程并能從事電子商務活動的應用型復合型人才。雖然許多高校正在加強實訓教學,但多數缺乏針對專業就業的連貫性,不能很好的達到針對專業就業的實訓目的。

2.2電子商務課程中基于云技術的計算機仿真教學模式的構建

使用基于云技術的計算機仿真教學模式能夠為學生構建一個虛擬的仿真模擬環境,模擬電子商務的各項活動,具有仿真性、可操作性和適應性強的特點。學生借助于云端存儲的相關軟件環境模擬實際電子商務項目環境,模擬參與電子商務實務活動;計算機軟件的操作便捷人性化;仿真教學環境能夠作為與專業相關課程的實訓環境,提高實踐技能。根據崗位群開發仿真教學課件,根據專業實訓的培養要求進行課程設計,基于云技術開發仿真崗位模擬場景和符合教學需求的互動式教學應用平臺,為培養學生的實踐動手能力提供更理想更完善的方案。從就業崗位對專業人才知識結構的要求出發,以項目教學為主線進行課程實訓內容的整合,采用情景模擬和計算機輔助教學為主要手段。借助于云的強大存儲功能平臺,針對專業課程內容和特點遵循專業方向和教學內容。計算機仿真和真實裝置相結合創建教學的仿真物理場所和軟件環境(存儲于云空間即用即取),以就業為導向,用實驗、見習、實踐的方式進行實踐模擬,注重安全要求,集中管理,聯合開發,實現資源整合與優化。考核上,仿真模擬教學完成整體項目的過程中,專業技能鑒定與考核等領域以學生的表現為主,附帶平時成績,最終作為評定等級的依據。基于云技術的高校計算機仿真教學可以解決電子商務專業教學上存在的問題,教學系統平臺存儲于云端,使用三維建模方式模擬電子商務實踐環境,數據量小、速度快、精度高、互動性強。平臺提供了電子商務專業課程教學中真實模擬互動性的教學和實踐環境,讓學生在親身實踐的過程中提高學習效率。學生通過實際操作,認知并掌握相關專業知識,通過崗位角色扮演來體驗相關工作流程和崗位職責。憑借管理模塊任課教師可以掌控教學過程和學生操作情況,進行必要的控制和引導。通過教學系統平臺的考核模塊教師可以對每個學生進行跟蹤及考核評價。

2.3電子商務課程中基于云技術的計算機仿真教學的具體應用

高校電子商務專業教學中使用基于云技術的計算機仿真教學,常見的方法包括:課堂演示,情景模擬,認識實踐等。以電子商務專業教學為對象,針對專業性質和教學特點進行具體的規劃。憑借云技術的基于網絡的仿真教學系統平臺、課件、資料庫、仿真實訓的教學軟件(包括教學過程的多媒體課件;操作仿真技能的訓練;模擬實際專業崗位的各種學習和工作環境等);教師和學生在網絡PC終端登錄使用云空間里存儲的相關教學資源;在同一個網絡多媒體機房,合法用戶可以進行不同的實訓練習;集中管理各種資源更安全,添加、修改、上傳、下載等使用更方便。構建電子商務交易的真實過程和相應的計算機仿真教學系統,多媒體網絡機房能滿足現有各種仿真培訓系統的要求(電商方、客戶方、物流配送方、第三方等)。實現仿真系統與真實電商系統在線連接,將數據通過網絡傳輸到系統中,將系統中的數據信息與真實數據信息進行比較,指導學生的操作。軟件技術和Internet支持平臺運行,教師與平臺中學生實時溝通,實現電子商務完整交易過程的各環節的實時動態信息和數據的交互。采用局域網和Internet結合使用的模式可以方便的對仿真平臺系統進行擴充和統一維護管理。包括進行用戶注冊、遠程登錄、調試等,所有資源以云技術在“云端”共享。以淘寶、天貓商城等作為實踐平臺進行仿真教學的案例,如以現有的已經開設的淘寶商鋪作為仿真系統中的模擬電商方,學生分組形式進行仿真系統的崗位模擬:部分學生注冊淘寶會員并用賬戶和密碼登錄作為仿真系統中客戶方,部分學生登錄商鋪作為仿真系統中電商方的客服,部分學生作為仿真系統中電商方的庫存管理員,部分學生作為仿真系統中下訂單后的在線支付(經過支付寶作)或者電子銀行系統(快捷支付)為第三方,部分學生作為模擬的仿真系統中的物流配送方,部分學生作為仿真系統中電商方的售后服務客服方等,模擬各個環節的進程,最終完成項目形式的電子商務完整交易。具體包括:收集相關資料,進行學生分組;申請并注冊開設電商方(如淘寶)店鋪,注冊客戶端用戶、注冊支付寶賬戶等;制定仿真電商交易完整方案;進行仿真系統進程,學生按部就班地進入崗位角色,展開電子商務過程;教師的總結點評,教學內容的延伸等。

3結論(Conclusion)

構建基于云技術的高校計算機仿真教學模式和工作平臺,完成高校實訓資源網絡版的整合,體現專業特點直接面向就業崗位激發學生的學習興趣,注重培養學生的實踐能力,為學生提供自學平臺,培養團隊合作精神,提高了學生的學習能動性,增強學生的創新意識。計算機仿真的教學環境由虛擬環境平臺產生和提供,讓學生通過角色扮演和操作體驗與仿真系統平臺進行交互,學生能夠全身心投入進行各個工作崗位模擬。基于真實數據模型構建的仿真教學環境的嚴格遵循電子商務實際項目的標準和要求,建立逼真的環境和場景,對設施進行真實的“再現”,能使學生在仿真環境中進行充分的人機交互和實際參與,減少因為知識掌握不可能造成的各種損失等,提高了項目任務的學習質量。通過在高校電子商務專業課程教學中試行,基于云技術的計算機仿真教學模式能夠帶來更好的教學效果,提高學生的學習效率,是一種能夠實現理論聯系實踐的具有綜合作用的新型教學手段。

作者:趙麗霞 金偉 單位:遼寧理工學院 渤海大學

計算機仿真論文:CDIO實踐教學改革計算機仿真論文

一、教育創新大背景下的CDIO

1.競爭全球化視野下創新型人才培養面臨巨大挑戰

長期以來,我國高等教育受前蘇聯模式的影響,以及人才匱乏、教學資源緊缺的現實,存在著偏重理論知識的傳授而忽視學生獨立動手能力、綜合分析問題和解決問題能力的問題,統一培養口徑、重“學”輕“術”、偏重課堂教學、忽視實踐鍛煉等做法,使得我們培養出的人才實踐能力嚴重不足,創新能力嚴重欠缺。當今世界,各主要國家無不把競爭與創新上升到國家戰略高度。美國從2004年推出了創新型人才培養的國家戰略,強調將仿真作為核心技術手段,推動國家技術進步。也是從2004年起,我國政府把自主創新從一般性號召提升到國家戰略高度,也非常重視仿真技術的研究與應用,創立了若干與仿真有關的部級實驗室與工程技術中心,以響應科技發展需求。以創新型國家戰略目標為衡量標準,就必須關注高校教育的創新問題[1]。

2.CDIO理念成為教育創新的模式

CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate,構思—設計—實現—運行)是一個新型的工程教育模式,它由美國麻省理工學院、瑞典查爾姆斯技術學院、瑞典林克平大學、瑞典皇家技術學院等4所工程大學發起,全球23所大學參與,合作開發的一個國際工程教育合作項目。CDIO在當前得到了國際高等工程教育的共識,這種人才培養模式的理念主要體現在以下4個方面:具有國際先進性、具有實踐可操作性、具有系統性及具有普遍適應性。

二、基于CDIO理念的仿真新概念的提出

1.仿真的基本定義

1961年,G.W.Morgenthater首次將“仿真”定義為“在實際系統尚不存在的情況下對于系統或活動本質的實現”。這一定義忽略了實際系統存在時仍然需要做仿真的情形,對此,Korn在其1978年出版的著作《連續系統仿真》中,將“仿真”定義修正為“用能代表所研究的系統的模型做實驗”。這一概念從研究角度強調了仿真是一種類型的實驗。Spriet認為模型是仿真的基礎,于1982年將“仿真”定義為“所有支持模型建立與模型分析的活動即為仿真活動”。考慮到仿真已廣泛應用于產品開發與技能培訓等眾多方面,Oren于1984年建立了仿真的基本概念框架“建模-實驗-分析”,并在此基礎上定義“仿真是一種基于模型的活動”,并從此開創了現代仿真技術。但是,如果將所有基于模型的活動都定義為仿真,而不對“活動”加以界定,則難免忽略了仿真過程的完整性,比如,不能認為“基于模型的評估活動”為仿真,那只是仿真過程中的一個階段。

2.仿真新概念的提出

我國教育工作者引入CDIO以來,取得了諸多成果。本文作者參照CDIO“構思-設計-實現-運行”這一主線,認為仿真首先要“構思”目的、手段、步驟及結果的分析等,然后有針對性地“設計”某項活動,并按照設計要求,為活動的“實現”做好充分準備,并按一定的步驟和方法實施活動,繼而“運行”所實現的模型系統,對獲得的結果進行分析,研究是否達到了仿真目的,如果達到了,則仿真成功,如果沒有達到,則重新進行一個新的CDIO過程。基于上述分析,本位提出“仿真是一種基于模型的CDIO活動”,該概念將仿真和CDIO緊密結合起來了,既適應于實驗,又適應于技能培訓等其他活動,而且突出了仿真的過程特性,具有鮮明的指導意義,優點明顯。

三、仿真新概念的教學實踐

1.控制系統計算機仿真技術教學面臨的問題

(1)教學內容問題。該課程現行的教學內容主要包括系統的數學模型、連續系統仿真、離散事件系統仿真、仿真工具介紹及仿真的應用等,相關內容與《自動控制原理》、《現代控制理論》、《數值計算》、《數據結構與算法》、《數學建模》、《參數估計與檢測》、《系統辨識》等課程有交叉和重疊。有關“數學模型”及“狀態空間方法”在《自動控制原理》、《現代控制理論》中有詳細講述,“數值積分法”的內容在《數值計算》中有詳細講述,“建模方法”在《數學建模》、《參數估計與檢測》、《系統辨識》等課程中有詳細講述,仿真工具介紹及仿真的應用等在《Matlab/Simulink程序設計與應用》課程中有大量講授等。當主要教學內容限定為上述內容時,不可避免地出現與其他課程內容交叉和重疊的現象,令教師和學生無法界定和掌握仿真課程的核心內容,使得教學效果不佳。

(2)教材選用問題。《控制系統計算機仿真》課程的教學,曾經采用過的教材達8種之多。對教材進行分析發現,有一類近似于以Matlab為基礎講述自動控制原理,有一類主要講述仿真的算法與實現,不涉及具體工具,還有一類屬于仿真技術綜述的,尚不足以支持仿真課程體系建設,難以滿足實踐需求。

(3)教學方法問題。就教學方法來說,本課程的教學主要還停留在傳統的教學理念與方法上,通常是按照教學大綱規定的內容或者教材內容,結合多媒體進行按部就班的教學。如上所述,由于本課程在教學內容和教材選用方面存在的問題,常規教學方法面臨諸多弊端,難以把握仿真的核心概念,更難以培養實踐能力,嚴重滯后于時展和科技進步的步伐。

2.仿真新概念下的教學改革實踐

有些高校研究了控制系統計算機仿真課程教學改革問題,但依托核心理念的改革尚顯不足,對CDIO實施的關鍵問題,尚不有不同的認識。作者負責的控制系統計算機仿真技術的課程教學和改革中,借鑒同行方法,以先進CDIO理念為指導,采用案列教學方式,著眼于培養仿真專業的創新型人才,進行了教改研究與實踐,簡要介紹如下:

(1)教學大綱的運用與修改。教學工作通常要遵守教學大綱的規定,不能隨意更改,但是對于教學改革項目可以適當放寬。總體而言,以遵守教學大綱的指導性原則為主,以遵守具體內容的限制為輔,以掌握核心概念、掌握課程精髓為基本原則,以實踐為基礎,以創新為目標,適當安排基于課題的“研討式”教學內容。增加課外實驗課時,增加任課教師和實驗員,通過第二課堂引導學生從事一個完整的“仿真項目”,以教學團隊的方式完成教學任務,改革教學考核方式。

(2)研討式教學方式。結合學生的興趣點與能力培養目標,課題組設計了若干個研討項目,鍛煉學生設計、構思能力,限于篇幅,本文簡要介紹一項。安全帽佩戴方式問題。安全帽是工程施工人員在工作現場最重要的勞動防護用品,其佩戴方法有標準方法和經驗方法。利用所學的仿真知識,比較兩種方法中是否存在較優的方法,并給出佩戴建議。這一課題誘導學生提出了仿真人的概念,通過不同的高空墜物方式,檢驗仿真人的受傷程度,進而檢驗安全帽的佩戴方式。本項討論在教學上結合采用多媒體教學、實際軟件編程過程展示、課堂研討小型項目、課外實踐大型項目等多種方式,以掌握CDIO核心概念、仿真課程精髓為目標,以是否能在實踐中靈活運用為檢驗標準,面向創新型人才培養,引發了學生們的學習熱情,并取得了若干的成果,并且其影響力已擴展到大學畢業后的一生。

四、討論與總結

本文的主要貢獻是在教育創新大背景下,通過結合CDIO核心理念與仿真的核心要素,提出了仿真新概念:“仿真是一種基于模型的CDIO活動”,并以此為指導,在教學內容選取、教學方法創新等方面均進行了教研教改實踐,并獲得了較好的效果。

作者:申忠利 左毅 謝七月 單位:長沙理工大學

計算機仿真論文:電子領域計算機仿真論文

1虛擬仿真實驗系統

仿真系統是根據對所研究的系統的了解和認識,提取里面關鍵的數據,構建和現實的系統對應的模型。,模型與仿真的程序通過確認和驗證,在再該實驗的基礎之上進行模型的仿真?實驗,按照模擬系統的運行進程,對狀態這個變量隨著時間的變化動態的規律進行觀察,根據采集的數據和分析統計,來得到通過仿真后的系統參數統計特點,按照這個統計來評估判斷系統真實的參數與性能,給決策供給輔助性數據。虛擬的仿真是運用系統,計算機,概率論以及數理學為基礎,并結合其他領域的應用與技術上的特點,慢慢發展的技術,而且它不僅僅是一門技術還是一門實驗性的學科,根據各學科的變化,虛擬性的仿真也逐漸的得到發展,已經是現代最活躍的技術。如果從原理上說,虛擬的現實性仿真就是讓仿真和VR技術組合在一起,不過這種組合不是表面上的簡單組合,而是把兩種系統的特點有機的融合在一起。實際應用中,虛擬仿真也是一種體驗VitualWorld和具有可創建性的電腦系統。這樣的虛擬性世界是電腦生成的,同時也是現實的再現,還可以是想象中構思出的世界,戶主可以通過聽覺,觸覺以及視覺等多種通道來與虛擬性世界交流。它是通過仿真的形式創造出一個可以實時的對實體對象的互相作用和變化進行反映的三維度幻真世界,經過頭盔式顯示屏,信息手套一些起輔助作用的傳感器,給用戶提供一個可以觀測可以交互的三維度視圖。可讓用戶直接的參與到仿真的對象探索里面,探索環境作用下的變化,以及沉浸的感覺。虛擬現實是綜合利用電腦技術,圖形學,電腦視覺,視覺的生理學,仿真科技,微型電子,多媒體,信息,三維顯示,,測量和傳感,語音的識別,集成技術,人機的接口,網絡工程等一些高科技的集成成果。它的逼真性能與實時的交互特性給系統的仿真提供了強大的支撐。

2可視化的技術

可視化技術利用的是電腦圖形學與圖像的處理,把數據通過圖形的形式在顯示屏上呈現出來的互相處理的方法技術與理論。它涵蓋的領域有電腦圖形學,圖形的處理,電腦視覺,電腦設計等,是對一系列的問題進行數據分析,數據的處理,分析決策的一種綜合的技術。這種技術在電腦中是應用的,而且逐漸的形成了科學電腦可視化這個重要的分支。科學電腦可視化可以將包含測量得到的數據,圖形,或者是電腦中出現的數字數據轉化成更加直觀,可以用圖像展示出來的信息隨時間空間進行變化的物理量或現象再展現給研究人員,讓他們可以觀察,計算與模擬。自從一九七八年科學電腦可視化被提出后,它在各個工程領域都有著非常廣泛的發展應用。令人更詫異的是現在虛擬的現實科技可以把人們帶入一個三維度,多媒體虛擬空間,讓人們能夠遨游遠古城堡和浩瀚宇宙。這一些科技都已經開始應用到了手機開發中。這些的所有都是靠著電腦可視化和圖形科技快速發展。我們對于電腦的可視化研究已有著非常漫長的歷程了,其中產生出大量可視化設備,如SGI企業所推出的三維GL圖形庫的表象是很突出的,使用簡單功能還很強大。使用GL進行開發的三維度軟件受到許多專業的人士歡迎,這樣的應用已經發展到了產品的設計,建筑,醫學,地球的科學等一些高領域。伴隨著電腦技術的不斷發展,G也已進一步的發展為OpenGL,并被認為是性能較高的圖形與互相交換式情景的處理標準。現在涵蓋ATT企業的UNIX軟件的實驗室,IBM,DEC,SUN,HP,Microsoft與SGI幾家公司在內的而且在電腦的市場有著強大的領導價值的大型公司都是采用OpenGL圖形的標準。值得關注的是,因微軟公司在WindowsNT里面提供的OpenGL圖形的標準,所以OpenGL將會在電腦里面廣泛的應用,特別是OpenGL三維度圖形的加速卡與微型計算機圖形的工作站推出,使得人們可在微型計算機上完成三維度圖形的應用。就像電子CAD的設計,模擬仿真,三維的游戲等等,這樣就可以更加方便有機會利用OpenGL以及它的軟件進行自己三維度圖形的實際建立。

3在手機與電子的通訊領域應用廣泛

就拿電子這個行業來說,在無可遵循的規范情況之下,MNSC對所有種類的問題提供出了高效相應的解決措施。它的強大產品群體能夠處理各個領域出現的問題,這些產品不僅能夠獨立的解決有關行業的問題還可以結合具體情況共同解決這些問題,給出相對的仿真聯合分析。

3.1于手機電子產業結構的分析應用

虛擬仿真實驗可通過相關的軟件完成結構的分析,有著強大的屈曲,靜力,動力的高級響應,隨機的振動,復合的材料,靈敏度的設計與優化,擴展優化,動力學顯式,動力學隱式等多方面分析的功能。顯示了國際某著名磁盤驅動器生產商,以及美國宇航局采用虛擬仿真技術對火星探路者天線裝置結構優化分析的情況。

3.2虛擬仿真技術在手機跌落、碰撞等分析中的應用

虛擬仿真實驗可以給出非線性程度很高的瞬時動力學的分析能力,給電子類產品碰撞,跌落等一些分析提供了的解決方法,是分析電子類產品碰撞,跌落不可缺少的工具。就是某有名手機上產廠家對手機進行跌落的分析。

3.3虛擬仿真技術在運動的系統以及仿真,控制的系統仿真中應用

根據虛擬的仿真科技能夠實行運動學與動力學的仿真,可對電子類產品的機械性能與運動特點進行研究。就是ABB公司的機器人運動的仿真以及三菱電子開關作動的仿真,實現了的控制-液壓-運動-結構聯合仿真系統。

4總結

虛擬仿真技術對電子行業以及手機應用等不同領域都已得到了廣泛應用,根據性質不同這個問題,分析時候就選取最合適的軟件。不過隨著科技的進步,人們也提出了更高的仿真需求,現在不僅僅是需要提供出解決的辦法,而且還要求可以更加高效,快捷,經濟的對問題進行解決。按照這樣的需求,可提供滿足仿真流程自動化、標準化需求的產品并應用在電子產品中。同時,為了能解決這種錯綜復雜的學科問題,我們可推出一款新的企業級的多學科工程仿真的系統,可通過數據的單一模型,就可以對這些工程內部以及跨工程的學科問題進行解決,其中有多學科的耦合以及分析鏈問題,使得人為的錯誤極大減少,工作的效率得到了很大程度的提高,這樣帶來經濟的效益一定是非常明顯的。

作者:胡命杰 單位:廣州航海學院

計算機仿真論文:軋鋼工藝計算機仿真論文

1計算機仿真技術在軋鋼工藝當中的實際應用探究

1.1計算機仿真軟件

制造業是我國當前的主力發展領域,是我國經濟的支柱產業,這其中就涵蓋著機械制造以及各種型材的制造等。制造業在當前所面臨的是產品的競爭,所以要在具體的指標上要能夠得到滿足,要求產品的價格是低的,以及以短時間完成從概念設計到產品上市這一過程,要能夠對客戶的需求的到滿足,對產品所提供的服務要是好的。為此我國在計算機仿真軟件的使用上就顯得非常必要,這幾個軟件主要是一體化制造系統仿真軟件,這一軟件主要是在車間設計和分析的建模以及仿真軟件,在具體的功能上主要有自動生成離散事件仿真模型,并能夠對這一模型進行仿真。另外就是在制造車間的生產計劃和工藝路徑可以通過表格的形式進行輸入,既能夠通過手工進行輸入同時也能夠通過工藝規劃的模塊進行讀入。再者就是加工過程仿真器,為能夠有效的價格產品設計和開發周期得到有效縮短,在CIMS當中尤其是強調計算機輔助設計和計算機輔助制造的集成,也就是要求從CAD輸出產品設計信息可以直接通過網絡傳送到計算機輔助加工工藝規劃系統,并使其產生刀位軌跡文件。為能夠有效確保加工工藝的合理性及NC代碼正確,要對真實零件切削加工前進行一次試切削。在這一過程中主要就是通過木模進行替代真實的零件,這顯然會對開發的周期有著延長,并在成本上也會比較高。針對加工過程仿真器可以為CAM/CAD集成,尤其是檢驗NC代碼正確性和減少加工過程的碰撞干涉提供支持,所以在這一軟件的應用下能夠起到部分的代替試切的作用。

1.2計算機仿真在軋鋼工藝中的實際應用

現場生產中,小規格的圓鋼在冷床上的運動方式和一般圓鋼有著很大區別,故此要對冷床的基本結構及原理等進行研究,在計算機上根據建立運動模型進行仿真試驗后,結果表明當前生產的最小規格圓鋼能夠利用現有冷床進行生產。研究當中涉及到的冷床是步進回轉式冷床,具有兩種齒板,分別是V型齒板及U型齒板,借助它們相互錯動使得圓鋼一方面做步進運動,而另一方面繞其自身軸進行旋轉。針對這一結構可能出現的問題進行仿真機現場實驗,要能夠從理論的角度進行分析,在半徑小的圓鋼方面可能在翻過V形的齒輪的第二個齒峰的過程中,不能和第二個V形齒的左壁相接觸,這也是其中的一個重要問題,屬于冷床翻鋼的極限。主要就是造成翻鋼的過程中會有不穩定的情況發生,這樣就造成了冷卻不均。根據這一圖示就能看出,在V形齒的第二齒峰和小圓鋼那樣相交或是相切的過程中,U形齒會向下向前,而V形齒則是向上向后,這樣就會出現翻鋼的情況,這只是必要的條件。然后根據磨損的情況和具體的規格進行仿真實驗,針對不同型號的圓鋼進行建模和仿真,正常情況下對90號鋼進行分析,從實際的仿真計算以及表現情況能夠看出小圓鋼在冷床上運動的比較穩定冷卻效果較好。而75號鋼的仿真系統當中的數字模擬仿真,冷床上運動穩定冷卻效果佳,但在穩定性方面相對較差。

2結語

總而言之,當前我國的計算機技術有了很大程度的發展,相關的技術已經在諸多領域得到了廣泛應用,其中在軋鋼工藝當中的應用就發揮了很大作用,促進其工藝質量的提升。通過對計算機仿真技術在軋鋼工藝當中的應用分析,能夠在一定程度上加強理論的科學性,由于篇幅限制不能進一步深化研究,希望能夠起到拋磚引玉的作用以待佳作。

作者:陳亞倩 董有寶 單位:山東石橫特鋼集團有限公司小型車間

計算機仿真論文:自動化物流系統計算機仿真論文

1計算機仿真技術與物流系統分析

我們利用物理系統運行的相關理論框架以及模型來實現物流系統的仿真操作,首先需要對流程有一個具體的分析以及解讀,并且要對企業的物流運作流程和機制有一個認識,之后再通過計算機來實現相關軟件的規劃工作,主要是通過對企業的實際物流操作進行一次次的過程模擬,然后對物流的效果以及仿真技術的機制進行綜合評價,對不好的地方進行相應修改,這樣就能更好地把計算機仿真技術運用在物流系統之中了。從性質上分析物流系統的仿真技術,它其實是一種較為典型的系統仿真,主要特點是面向物流業務的離散型事件,其最關鍵的地方就是對于事件的調度以及隨機變量和仿真時鐘技術的應用,這三個核心技術是物流系統中的關鍵所在。仿真時鐘技術的作用在于對企業物流系統中對于各個離散不連續的物流操作點進行合理的鏈接以及處理,這樣就可以及時地對大型的物流機電系統比較長的運作周期進行調整,從而實現對各個離散事件的業務操作點進行操作,并且還能夠把其作為主要研究對象,構建出一整套的物流仿真系統運行機制,把物流業務和對象之間的關聯也一并制定下來。隨機變量指的是在現實中進行物流操作的時候,對于物流操作的各個環節的細節內容已經各個工件的主要動作進行虛化,通過這些環節里面的受影響因素分析隨機變量對物流系統的各方面影響,從而建立起更加完善的仿真系統,是否能夠進行的評價往往都是依靠隨機變量提供的信息,并且能夠對基于計算機仿真技術的自動化物流系統進行完善。

2我國的物流運作現狀分析

我們通過對2003年的第四次中國物流市場的供需狀況調查進行分析,調查出來的結果顯示出我國的物流行業運轉情況并不是很好。

2.1企業的庫存期過長、周轉時間太慢

通過該項調查我們可以看出,有百分之八十的企業原材料庫存時間在一周到三個月期間,百分之八十四的生產企業產品庫存都在三個月以下,百分之七十的商品企業銷售庫存在一個月以下,這就表明我國的企業產品庫存時間太長,周轉時間太慢,主要還是物流情況差勁導致的,在此我們也能看出我國的物流情況急需得到相應改善,從而改變現在這種狀況。

2.2人們對物流的滿意度較低

通過表1我們可以看出,生產企業里面的3PL相比較自理物流來看,在滿意度方面差別很大,對于自理物流的評價主要是不滿意,對第三方的物流評價就不是這么固定了,分布相對分散,滿意、不滿意和不滿意都有一部分。而在商業企業中,對物流不滿意的比例是較大的,這就表明第三方的物流服務是好于自理物流的。再從不滿意的原因分析,企業內部對于物流服務的關心側重在于物流信息的操作質量以及運作能力,對運作成有不滿意的評價也占一小部分,這就說明我國的物流系統還是不夠完善,物流行業的成本需要進一步降低。通過上述現狀我們可以看出,我國現如今的物流運作水平還是比較落后的,所以說我們應該加大對物流系統的優化工作,提高物流系統的服務水平已經在物品運輸上的成本的降低,只有這樣才能保障我國的物流行業繼續發展下去,才能讓企業的競爭優勢得以凸顯。

3基于計算機仿真技術的自動化物流系統設計

3.1企業內部的生產物流系統

當企業內部開始安排并且計劃著在生產領域實行物流系統并且提出運行的總體方案時,應該根據企業內部的實際情況以及生產出的產品的需求多設計出幾套不同的物流方案,然后對這些方案進行分析比較,不論是對哪一套方案進行分析,都需要在企業內部的產品生產系統中采集需要的樣品進行分析。此外,我們可以在這程里面融入計算機仿真技術,這樣就能夠對多套方案進行實際情況下的運作模擬操作、物流運作的績效評估以及企業產品的生產試驗等等。一般而言,計算機仿真技術在企業的物流系統中加以應用,主要在原材料的購買、運輸以及儲存,還有整套產品的生產流水線以及產品的加工、出庫這些方面有所體現,它能夠對上述的過程進行動態化的仿真模擬操作,從而能夠對生產環節的效率進行提升,還能夠降低原材料等物質的運輸成本,可以讓企業內部的物流系統各項指標得到改善。此外,通過計算機仿真技術的物流系統我們可以有效地對生產設備的功能進行檢查,還可以檢驗企業的訂單要求和生產環節的匹配程度,還有交通工具的有效利用,物流的運輸方式和運輸路線是否,生產物資的原材料經過的環節是否達到了最簡等等。現在看來,物流系統中融入自動化計算機仿真技術可以有效地對企業物流的各個方面進行檢驗,能夠極大的對物流系統進行完善,在促進其優化方面起著重要的作用。

3.2適用于港口的物流系統

在港口的物流系統中加以應用計算機仿真技術,主要是在港口物流系統的環節以及相關領域的規劃方面得以體現,即船舶泊位設計、貨柜堆場設計、裝運搬卸工藝設計等的合理分配和資源優化上,另外對于現實港口管理系統的策略制定和優化方面也是計算機仿真系統要解決的一個重點問題,最主要的目標就是想對港口物流作業的調度進行實時化的實現,包括港口生產調度、貨柜堆場作業控制、車輛作業路線等,我們對這些線路環節進行仿真操作以及分析,能夠對港口的物流作業系統有一個科學合理的評判,對其整體的流程進行有一定的積極影響,此外,還能實現對于物流系統整體的錢能診斷以及深入分析。我們在分析之后的基礎上對港口物流系統進行改進優化,選擇的改進方案,就能達到好的改進效果。目前計算機仿真技術在港口物流貨柜堆場的管理中已經實現了實時立體化全景象管理和控制,這在很大程度上對各種貨柜的存放、搬運以及出入情況進行了改善,操作起來更加的方便,從而提高了企業的生產效率。

4結論

自動化的物流系統設計最前沿的手段以及現代的解決方案就是對計算機仿真技術的利用,那些基于計算機仿真技術的自動化物流系統的設計,能夠對物流行業的操作自動化水平、智能化水平以及技術化水平有效地進行提高,此外,物流工程的直觀性也可以通過計算機仿真技術來進行提高。本文主要分析了計算機仿真技術和物流系統的含義,然后分析了兩種技術的相互融合起到的促進作用,之后對我國前幾年的物流運作狀況進行了統計性分析,是介紹了兩種不同的應用了計算機仿真技術的物流系統,與相關的物流作業的基本功能和要求進行聯系,認為我國的物流系統還需要進一步的進行完善,我們要致力于發展基于計算機仿真技術的自動化物流系統設計。

作者:余小花 單位:陜西財經職業技術學院

計算機仿真論文:水輪機調節系統計算機仿真論文

1.水輪機調節系統仿真模型建立

1.1引水系統

由于水輪機是一個動態元件,在工作時,其內部結構的變化和運動相對于穩定時要復雜很多,所以在進行水力瞬變的計算中,工作人員通常采用水輪機在穩定情況下工作時的綜合特性曲線去確定水輪機流和水輪機力矩特性,但是在水輪機穩定狀態下的綜合特性曲線不包括尾水管和蝸殼不稱定工況時水流慣性對水輪機特性曲線的影響。在計算水輪機綜合特性曲線時如果引水管道很長,其影響對于整體的綜合特性曲線影響不大,所以可以忽略。反之,則要進行一些運算確定其特性曲線而不可忽略。在計算機對水輪機調節系統進行仿真建模時,由于實際的水力發電站中線路復雜,所以在建立模型是必須要對整個水力發電系統中的所有管道通路進行編號,這樣可以有效地避免重復而出現的誤差,也可以提高整體的工作效率。在對于系統管道進行編號后,由于整體管道過多,同時建立其仿真模型非常麻煩,工作人員通常需要把管道分成若干個網格,網格的邊界點作為計算節點,然后在網格內部進行仿真,然后進行統一的計算,建立合理的引水系統。

1.2電液隨動系統

現代水輪機調速是由電子調節控制器和電液隨動系統兩部分構成。對于前一部分我國研究的比較深入,技術比較成熟。但對于電液隨動系統基本保持原有體制并在此基礎上進行一部分優化微調。微調主要分為模擬電調和微處理器電調兩種方法。但是這兩種方法都是采用電液隨動系統。電液隨動系統作為水輪機調速的執行部分,是其中不可缺少的重要組成部分。但是由于在水輪機調速系統中工作油液量大,流動路徑較長,并且與大氣和壓縮空氣直接接觸,使得工作油液內的金屬微粒、油泥、纖維等機械雜質較多,并且由于酸堿、水分所引起的油質劣化十分嚴重,又由于電液隨動系統性差,綜合所有因素,電液隨動系統油孔容易被堵塞,多次工作后斷線,強度低等缺點。但是通過電子計算機仿真系統對此進行仿真,可以滿足不同情況下的水輪機調節系統,使效果達到值。

2.水輪機調節系統仿真算法

2.1引水系統仿真算法

在仿真編程時,引水系統特征線方程與水輪機聯立作為一個部分,引水系統采用特征線法求解;水輪機的流盆和力矩可由模型特性曲線上查得。調速器和發電機等部分的徽分方程作為另一部分,并分為存在大擾動和小擾動兩種情況考慮。由于存在大擾動時,水輪機參數變化很大,超出其線性范圍,因此小擾動模型不適用。為此調速器和發電機采用差分方程的方式建模,采用特征線原理求解。將上述兩部分交替求梁晨哈爾濱電機廠有限責任公司黑龍江哈爾濱150040解,即為水輪調節系統動態仿真結果。

2.2電液隨動系統的傳遞函數

將電液隨動系統中的步進電機,主接力器作為積分環節,液壓缸、主配壓閥作為一階慣性環節。同時記錄導葉控制信號的限幅,步進電機輸出限幅,步進電機輸入信號死區以及液壓缸、主配壓閥死區等5個主要非線性。并且利用連續系統離散化非線性系統數字仿真,即可得電液隨動系統傳遞函數。

3.仿真系統具備功能

3.1水輪機特性的計算

在求解非線性方程組時,如果沒有水輪機流量特性和力矩特性的全特性,就只能在模型綜合特性與逸速特性的基礎上延長使用,所以在求解非線性方程組時,必須知道水輪機流量特性和力矩特性的全特性。同時將水輪機的特性參數用數組的方式在計算機中儲存,需要儲存的參數有:導葉開度,機組單位轉速,機組單位流量和機組力矩。但是由于實際值與計算機所儲存的理想數值存在誤差,所以在實際計算出的數值與計算機儲存的數值不相等,可以通過拉格朗日公式或者四點插值方法計算求得與單位流量個單位力矩所對應的計算值。

3.2仿真系統步長計算

由于理想情況下和現實情況存在誤差,從而導致計算結果不,為了減小誤差,使計算結果與實際情況更加符合,仿真計算時的步長必須取得足夠小,分割的足夠精密。步長的確定原則是:仿真系統計算步長的時間必須小于計算機微調調速器的采樣時間,這樣才能最小的減小誤差,同時步長的計算必須在上述條件下同時也滿足水擊計算的特征方程曲線。當步長計算不能滿足水擊計算特征方程曲線時,應該在仿真系統中適當的調整波速使得步長滿足其條件。

4.水輪調節系統仿真硬件設計

對于水輪機調節系統的仿真,應該從我們的真實情況出發,不能在理想情況下進行仿真實驗,否則實驗結果很難融入到真正的生產使用。在設計仿真系統的同時應該在實物中加入輸入輸出模塊,以便系統中參數的輸入。同時為了方便我們更容易的觀察水輪機調節系統的實時性變化,仿真系統應該具備顯示功能,并且為了方便我們對參數的調節,確定系統的優先級別,安裝可控制的顯示屏是好的選擇。結束語水輪機調節系統作為水電站中最為重要的環節,其控制性能和性一直是人們十分關注并希望優化的問題。因此在計算機發展迅速的今天,很多學者利用計算機仿真技術研究。在當前看來,通過計算機仿真技術,分別建立模型,列寫算法,并根據不同條件對模型算法進行微調,即可得到,的結果,大大節省了人力物力,也使其性增加。但隨著科技的進步,越來越先進,的仿真也被提出來。由此可見,計算機仿真技術因為具有高效,品質,經濟的特點,被越來越多的學者青睞,并且在水電能源理論研究和技術開發方面具有很好的前景。

作者:梁晨 單位:哈爾濱電機廠有限責任公司

計算機仿真論文:負控系統計算機仿真論文

1覆蓋率算法在負控系統中的應用

負控系統在電力網絡中有兩個重要的應用,首先是數據采集節點,通過部署在各個電力網絡節點的負控終端來實時的采集電力負荷的運行數據,并且通過中繼站上傳到負控中心。由于中繼站的成本較高,因此在中繼站的部署過程中也要通過仿真分析來確定一個優化的部署方案。在中繼站的部署過程中要考慮到本區域的電力負荷、地形等因素,以便能夠更好的規劃部署,消除盲區。在負控系統的規劃階段,可以使用現有的智能算法來確定化的方案,在本節剩下的部分中將會根據人工魚群基本算法提出一個適用于負控系統規劃的人工魚群算法模型。在負控系統中,為了避免負控終端的資源浪費,規劃的目標應該是使目標函數達到較大值,因此也就是使人工魚群向食物濃度較大的方向移動。

1.1參數設定

根據負控系統的特性對參數進行設定,根據指定區域中預先估計的負控中心的規模、中繼站的數量負控終端的數量,結合該區域中的用戶數量和電力負荷來確定人工魚群的規模,根據負控系統需要覆蓋的區域的大小來確定魚群的移動范圍,根據中繼站的覆蓋范圍和負控終端的覆蓋范圍來確定魚群的視野,根據指定中繼站所管理的負控終端數來確定迭代參數和密度參數。

1.2初始化人工魚群

根據指定區域中的用電負荷和用戶數來生成n個數,為每條人工魚的初始位置,人工魚的初始位置要根據指定區域中電力負荷來確定。

1.3執行算法

根據預先設定的參數,使用人工魚群基本算法對人工魚群的追尾行為、聚群行為進行模擬,人工魚根據自己的所在區域中魚群密度較大而且食物濃度較高的區域移動。如果無法確定移動方向,則根據自己當前位置的食物濃度選擇一個比當前濃度高的方向進行移動或者隨機移動一步。如果達到較大迭代次數,輸出魚群密度較高的區域,即得到的部署位置。

1.4方案分析

根據算法執行結果來設定負控終端和中繼站的部署方案,根據地形等因素適當的進行調整。根據指定區域的實際用電數據對方案進行仿真測試,根據測試結果在進行方案的優化和修改。人工魚群的基本算法提出后,學術界根據不同的需求對該算法模型進行了大量的優化,并且在電力系統中有很多的應用研究,例如齊志華將人工魚群算法應用于電力控制系統,吳杰對人工魚群算法在輸電網絡規劃中的應用進行了分析。

2結語

隨著社會經濟的發展,必然會對電力負載控制提出更高的要求。負控系統將在監控電力網絡中各節點的狀態、動態控制各節點的運行等方面起著重要的作用。合理的部署負控系統能夠較大化的節約電力網絡的投入,更好的為用戶服務。因此,在以后的發展中,基于人工智能算法的計算機仿真優化技術將會對負控系統的規劃提供更好的決策依據。

作者:田博今 李源 劉亞敏 陳勁 單位:國網重慶信息通信分公司

計算機仿真論文:計算機仿真自動化物流系統設計論文

1我國的物流運作現狀分析

我們通過對2003年的第四次中國物流市場的供需狀況調查進行分析,調查出來的結果顯示出我國的物流行業運轉情況并不是很好。2.1企業的庫存期過長、周轉時間太慢通過該項調查我們可以看出,有百分之八十的企業原材料庫存時間在一周到三個月期間,百分之八十四的生產企業產品庫存都在三個月以下,百分之七十的商品企業銷售庫存在一個月以下,這就表明我國的企業產品庫存時間太長,周轉時間太慢,主要還是物流情況差勁導致的,在此我們也能看出我國的物流情況急需得到相應改善,從而改變現在這種狀況。2.2人們對物流的滿意度較低生產企業里面的3PL相比較自理物流來看,在滿意度方面差別很大,對于自理物流的評價主要是不滿意,對第三方的物流評價就不是這么固定了,分布相對分散,滿意、不滿意和不滿意都有一部分。而在商業企業中,對物流不滿意的比例是較大的,這就表明第三方的物流服務是好于自理物流的。再從不滿意的原因分析,企業內部對于物流服務的關心側重在于物流信息的操作質量以及運作能力,對運作成有不滿意的評價也占一小部分,這就說明我國的物流系統還是不夠完善,物流行業的成本需要進一步降低。通過上述現狀我們可以看出,我國現如今的物流運作水平還是比較落后的,所以說我們應該加大對物流系統的優化工作,提高物流系統的服務水平已經在物品運輸上的成本的降低,只有這樣才能保障我國的物流行業繼續發展下去,才能讓企業的競爭優勢得以凸顯。

2基于計算機仿真技術的自動化物流系統設計

2.1企業內部的生產物流系統

當企業內部開始安排并且計劃著在生產領域實行物流系統并且提出運行的總體方案時,應該根據企業內部的實際情況以及生產出的產品的需求多設計出幾套不同的物流方案,然后對這些方案進行分析比較,不論是對哪一套方案進行分析,都需要在企業內部的產品生產系統中采集需要的樣品進行分析。此外,我們可以在這程里面融入計算機仿真技術,這樣就能夠對多套方案進行實際情況下的運作模擬操作、物流運作的績效評估以及企業產品的生產試驗等等。一般而言,計算機仿真技術在企業的物流系統中加以應用,主要在原材料的購買、運輸以及儲存,還有整套產品的生產流水線以及產品的加工、出庫這些方面有所體現,它能夠對上述的過程進行動態化的仿真模擬操作,從而能夠對生產環節的效率進行提升,還能夠降低原材料等物質的運輸成本,可以讓企業內部的物流系統各項指標得到改善。此外,通過計算機仿真技術的物流系統我們可以有效地對生產設備的功能進行檢查,還可以檢驗企業的訂單要求和生產環節的匹配程度,還有交通工具的有效利用,物流的運輸方式和運輸路線是否,生產物資的原材料經過的環節是否達到了最簡等等。現在看來,物流系統中融入自動化計算機仿真技術可以有效地對企業物流的各個方面進行檢驗,能夠極大的對物流系統進行完善,在促進其優化方面起著重要的作用。

2.2適用于港口的物流系統

在港口的物流系統中加以應用計算機仿真技術,主要是在港口物流系統的環節以及相關領域的規劃方面得以體現,即船舶泊位設計、貨柜堆場設計、裝運搬卸工藝設計等的合理分配和資源優化上,另外對于現實港口管理系統的策略制定和優化方面也是計算機仿真系統要解決的一個重點問題,最主要的目標就是想對港口物流作業的調度進行實時化的實現,包括港口生產調度、貨柜堆場作業控制、車輛作業路線等,我們對這些線路環節進行仿真操作以及分析,能夠對港口的物流作業系統有一個科學合理的評判,對其整體的流程進行有一定的積極影響,此外,還能實現對于物流系統整體的錢能診斷以及深入分析。我們在分析之后的基礎上對港口物流系統進行改進優化,選擇的改進方案,就能達到好的改進效果。目前計算機仿真技術在港口物流貨柜堆場的管理中已經實現了實時立體化全景象管理和控制,這在很大程度上對各種貨柜的存放、搬運以及出入情況進行了改善,操作起來更加的方便,從而提高了企業的生產效率。

3結論

自動化的物流系統設計最前沿的手段以及現代的解決方案就是對計算機仿真技術的利用,那些基于計算機仿真技術的自動化物流系統的設計,能夠對物流行業的操作自動化水平、智能化水平以及技術化水平有效地進行提高,此外,物流工程的直觀性也可以通過計算機仿真技術來進行提高。本文主要分析了計算機仿真技術和物流系統的含義,然后分析了兩種技術的相互融合起到的促進作用,之后對我國前幾年的物流運作狀況進行了統計性分析,是介紹了兩種不同的應用了計算機仿真技術的物流系統,與相關的物流作業的基本功能和要求進行聯系,認為我國的物流系統還需要進一步的進行完善,我們要致力于發展基于計算機仿真技術的自動化物流系統設計。

作者:余小花 單位:陜西財經職業技術學院

計算機仿真論文:高頻電子線路教學改革計算機仿真論文

1教學方法改革

1.1情景教學

在高頻電子線路教學內容中,概念多、難點多、數學推導多,同時還會涉及到非線性分析法,因此學生在學習過程中經常會覺得枯燥、難學。通過實驗展示可以使教學中的難點得到化解。但在實際教學中,因為受到空間和時間條件的限制,在實際教學中實物演示受到了制約。在高頻電子線路教學中要找到教學過程中的教學難點、抽象點,要準備例如振蕩器平衡的調制系數、穩定條件等多個仿真實驗,在課堂情境教學中應用,為學生在認識上提供更加便利的條件,提高教學效率。

1.2課程統籌教學

通常情況下,在高頻電子線路教學中,理論課與實驗課是分開的,兩者相互獨立,這樣在實際教學過程中難免會出現理論與實踐脫節情況,主要表現在時間和內容上脫節,教學過程中的驗證性試驗無法在及時的加深學生對教學內容的理解,導致了教學效果大大降低。在教學過程中為了完整性經常會對一些操作簡單、結論明顯的實驗也安排相應的實驗環節,這浪費了實驗課程。在教學過程中應當對這一現象進行合理改革,對課堂教學和實驗教學中的內容進行統籌,課堂教學結束后,應當安排相應的驗證性實驗;部分理論課程可以在實驗課程上進行,可以一邊做實驗一邊傳授理論知識。針對每個驗證性實驗,設計相應的仿真預習,利用計算機仿真代替實驗內容,通過預習報告的方式完成。通過實踐證明,采用此種教學方式不僅解決了教學時間,而且提高了學生在自我學習中的管理能力。此外,計算機仿真通過計算機對實驗條件和環境進行了模擬,學生可以進行多次實驗,并且可以對實驗過程中的參數進行自行修改,這樣不僅縮短了實驗時間,而且對實驗設備也起到了一定保護作用,避免學生在實驗過程中因為操作不當而給設備造成損傷。

2仿真教學應用實例

Multisim11是高頻電子線路教學中經常被應用的一種軟件,仿真分析具體步驟如下:依據設計和原理創建電路原理圖,然后依據實驗情況對電路圖選項進行設置,開啟仿真開關,使電路運行,再借助仿真儀器,獲取理想的仿真結果。解調、調制電路是組成通信設備的重要部分,解調和調制方式對系統的性能有著巨大影響,同時也是在高頻電子線路學習中的難點。

2.1普通AM(調幅)信號波形仿真

調幅是振幅調制的簡稱,調幅包括:抑制載波、普通調幅等,普通調幅是其中最基本的一種,其余調幅都是有普通調幅演變來的。依據調幅信號形成的基本原理,在Multisim11下創建普通調幅電路,開啟仿真后可以可在雙蹤示波器上看到低頻調制信號與普通調幅信號波形對比圖。對直流電壓V3進行調整,使電路調幅系數進行改變但V3與1V相等時,調幅系數將超過1,則為方正波形,發生調幅現象,已調波在經歷檢波后將無法恢復到原有的形態,屬于嚴重失真,因此在實際教學中應當盡量避免此現象的發生。

2.2二極管包絡檢波器仿真波形

二極管構成的包絡檢波器性能強,結構簡單,因此被廣泛應用與檢波電路教學中,經過解調后輸出的信號能夠對輸入信號的包絡進行合理反映,仿真電路如圖4所示。開啟仿真,對電路參數進行調整,便可得到獲得調解后信號與輸入信號兩者的對比。但在對電路參數調整過程中,如果沒有對電路參數進行正確選擇,二級管包絡檢波器在實際工作中極有可能發生負峰切割失真和惰性失真。因此,在實際操作過程中要注重電路參數的調整。

3計算機仿真應用需要做好輔助工作

(1)整合教學內容對課堂、實驗教學內容進行整合,在使用計算機仿真前,教師需要做大量工作。首先,教師要對教學中的內容進行詳細統籌。例如,在教學過程中,哪些部分課堂講解的內容需要利用計算機仿真代替,哪些教學內容應當通過計算機仿真演示,又有哪些內容使需要通過計算機仿真對學生進行指導。

(2)編制輔助教學手冊對高頻電子線路教學內容進行整合后,教學應當精細編制輔助教學手冊,對進行過程進行指導。輔助教學手冊中的內容應當通俗易懂,計算機仿真的思路、目的、步驟等內容要言簡意賅,便于學生理解和運用。

(3)改革考核制度考核是檢驗教學成果的主要手段,既然在高頻電子線路教學中引入了計算機仿真,那么在考核中也應當有所體現。在考核過程中不僅要涵蓋大綱的教學要求,同時也要加入計算機仿真考核。在考核上應當做出合理的改革,主要體現在總成績的構成上。通過實踐應用表明,合理的考核結構,不僅能夠使計算機仿真教學在高頻電子線路教學中起到更好的作用,同時對學生的學習起到了一定督促作用。

4結語

將計算機仿真軟件應用到高頻電子線路教學中,可以將教學中抽象難懂的內容進行展示,通過改變參數獲取不同波形,不僅可以提高學生的學習興趣,同時也可以加深學生對知識的理解,是一種值得推廣的方法。

作者:張曉軍 陸興華 單位:廣東工業大學

計算機仿真論文:公鐵聯運物流系統計算機仿真論文

1計算機仿真技術概述

1.1宏觀仿真(Macro-simulation)

描述公鐵聯運系統各要素及其規律的細節程度較低,主要通過集聚行為來對物流及交通流進行描述,僅僅對車流在路段和節點的流入流出行為進行描述,而對兩種運輸方式的切換及列車、車輛的運行過程中的行為等細節行為不進行描述。常見的宏觀仿真軟件有TransCAD、TRIPS、CUBE、VISUM及EMME等。

1.2中觀仿真(Med-simulation)

能夠較高程度的對系統要素及其規律進行描述,以列車或者貨車組成的隊列為基本單元,在對車流在路段和節點流入流出行為進行描述的同時,能夠對兩種運輸方式的切換及列車、車輛的運行過程中的行為進行簡單的近似描述。常見的中觀仿真軟件有CONTRAM、TISI和INTEGRATION等。

1.3微觀仿真(Micro-simulation)

描述公鐵聯運系統各要素及其規律的細節程度較高,對于物流和交通流以單個列車、車輛為基本單位進行描述,對兩種運輸方式的切換及列車、車輛的運行過程中的行為能夠較為真實地反映。常見的微觀仿真軟件有Corsim、Paramics、Trans-Modeler、AIMSUN、SimTraffic、VISSIM、MITSIM及Synchro等。

1.4次微觀仿真(Submicroscopic-simulation)

描述公鐵聯運系統各要素及其規律的細節程度較高。例如:次微觀仿真模型在對運輸方式切換行為進行描述的同時,還要對車輛承載量的改變對車速的和費用的影響等進行描述。

2公鐵聯運物流仿真平臺建設及關鍵技術研究

2.1公鐵聯運物流工程仿真平臺的建立

采用先進的物聯網及信息技術,以公鐵聯運物流業務流程管理為核心,集成交通運輸工程、物流工程、現代物流運籌規劃、計算機控制技術、信息處理技術、工業現場總線通訊技術、分布式數據庫技術、實時數據庫技術等學科和技術,建立針對公鐵聯運物流的高連接性、性、集成性、動態性、實時性的要求,區別于一般物流概念的學習實驗室或演示實驗室,建立基于實際工程項目應用為背景的公鐵聯運物流工程仿真平臺。

2.2不同運輸環節的無縫連接

采用基于XML的EDI技術協調公鐵聯運的各個環節,完成兩種不同運輸環節的無縫銜接,深入研究公鐵聯運信息的傳輸效率及跨地區傳輸,進而實現跨區域的實時信息傳輸、遠程數據分布式和集中式處理的結合以及多個異地局域網連接等。

2.3公鐵聯運的信息集成服務的研究

通過多目標協同優化方法對公鐵聯運多式聯運的信息集成服務進行研究,達到物流過程中信息的高效共享和業務的協同聯動,實現跨區域,跨行業,跨部門的信息共享,充分發揮信息集聚效應,達到降低成本提升效率的目的。

2.4公鐵聯運物流安全控制與研究

建立基于GIS的公鐵聯運物流安全監控系統,根據該系統采集的數據以及歷史數據,建立預警數據庫,對數據信息進行定性和定量分析,作出識別、診斷和決策。

3結束語

綜上所述,我國由于基礎設施落后,技術水平低及信息化程度不高等不足,迫切需要通過一種低成本、高效率的方式從多角度開展多式聯運研究,因此通過計算機仿真技術,建立公鐵聯運工程設計仿真平臺對于尋求解決方案具有重要的理論和實踐意義。

作者:李晶 侯倩倩 田彬 單位:蘭州交通大學機電技術研究所 蘭州交通大學自動化學院