仿真技术的特点精选(九篇)

第1篇：仿真技术的特点范文

关键词：项目教学法；计算机仿真；创新；实践

一、前言

研究生教学有其突出的特点，他们中多数人理论基础扎实，获取书本知识能力强。但同时也存在创新意识和创新能力不足、工程应用背景不够的缺点。本人通过十多年研究生教学的实践，结合本学院研究生专业方向、课程内容针对性强等特点，对如何在研究生教学改革中突出培养学生的自学能力、创新能力，增强学生的创新意识与工程应用能力等问题进行了一些改革创新。

二、课程定位及课程特点

随着现代工业的发展，科学研究的深入与计算机软、硬件的发展，计算机仿真技术已成为分析、综合各类系统，特别是大系统的一种有效研究方法和有力的研究工具，计算机仿真技术已经广泛应用在各技术领域、各学科内容和各工程部门。仿真技术已经在国防军事、国民经济、社会生活的众多领域发挥了重要的作用，国内外众多学者认为，仿真技术“正在成为与理论、实验并列的第三种认识和改造客观世界以及科学研究的手段”，因此仿真技术被认为是“使能”技术。计算机仿真技术是仿真科学与技术涉及到的有关具体仿真技术中最为基础的部分，具有综合性、多学科交叉等特点。为了拓宽机械工程专业基础，提高培养对象的整体素质，更好地适应社会对机械工程专业人才的需求，高校工科专业的研究生应掌握一定的计算机仿真知识与技能。计算机仿真技术课程是我校机械工程学院面向所有研究生各专业方向的研究生开设的一门专业基础课程，考虑专业应用需求并结合教学实践情况，课程目的是通过本课程的学习，要求学生掌握计算机仿真技术方面的基本理论，基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后分析、综合各类工程系统或非工程系统提供一种有力的工具，以便能灵活应用所学的计算机仿真技术为本专业工作服务。一方面，基于仿真技术课程的内容方法较多，实践性强的特点；另一方面，授课对象专业方向较多、授课学时有限等特点，如何解决在有限的教学课时内讲授内容繁多的仿真内容、对计算机仿真技术课程进行教学方法和手段的改革探索和实践，以达到计算机仿真技术教学目标。

三、教学内容的设置和教学方法的选择

课程开设初期，由于只是机械电子工程专业方向的同学选修，所以所讲内容基本针对该专业方向进行设置。随着选修人数的不断增加，以及选修学生所属专业方向的扩大，专业方向包括：机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、机械工程（专业学位）等，基本涵盖了机械工程学院的所有专业方向。计算机仿真技术课程涉及多个交叉学科，紧密相关的课程包括数值计算方法、计算机编程、计算机图形学、高等数学、自动控制原理、现代控制理论、优化设计等课程。如何讲出本课程的特点，并充分结合相关课程内容，必须在教学内容的选排上下功夫。项目教学法是一种以任务驱动、以项目为基本教学单元，将理论教学和实践教学有机融合在一起，强调综合能力的培养在研究生教育中的重要性，突出学生在整个教学过程中的主体地位。因此，为了满足各个专业方向学生的要求，使他们能够掌握一门工程分析技术，为后续的学术论文和硕士学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段，本人在讲授该门课程的过程中，逐年对教学内容、教学手段和教学考核方法等不断进行调整和完善。1.采取项目专题方式进行教学内容的讲授，调整授课内容，采用专题教学方法使课程主题内容分明，有利于将仿真方法讲深、讲透。2.扩展所授课程内容涵盖的范围，包括数值计算、优化设计、图形可视化、控制系统特性仿真、控制系统设计以及与外部软件的接口等内容，以满足各专业方向学生的需求。3.增加与课程相结合的实验教学内容。计算机仿真技术本来是实践性很强的综合性技术，仿真技术本身是在对控制系统分析的过程中不断完善和发展起来的。因此并结合各个专业研究生的不同研究方向，灵活设计若干个专题实验，使学生学以致用，培养学生将该门课程应用于实际工程的能力。4.采用多个工程应用实例进行教学，从系统应用、数学建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等，使学生从生产实际认知的研究对象，提升到理论高度的学习，应用所学的各科理论知识和技术手段，进行数学建模、仿真建模的建立，并对模型求解以及特性进行分析，获得直观结果，提高学生学习兴趣，最终解决实际工程问题，培养学生解决工程实例问题的能力。5.结合学科前沿，进行课堂讨论。研究生在初步掌握了对系统的模型、仿真算法设计、仿真及结果分析这一流程后，为强化计算机仿真在实际工程的应用概念，在此基础上，以项目形式，开展课程学科前沿以及将该门课程与现代技术融合等专题讨论。6.增加实验环节，培养研究生工程实际应用能力。利用各种平台，扩充计算机仿真技术资料，提供最新的仿真案例，结合教学团队的科研课题，设计实验项目，培养研究生工程实际应用能力。

四、项目教学法的教学效果

基于项目教学法计算机仿真技术课程的教学方法改革与实践，满足机械工程学院各个专业方向研究生的需求，教学方法和手段的完善，使研究生自主学习能力、创新能力和工程应用能力等得到了进一步的提高。计算机仿真技术作为工科研究生的必备研究手段和技术，使学生掌握一门工程分析技术，为后续的课题研究、学术论文和学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段。近五年的每年30—40人研究生选课，工程硕士每年20人左右选课，课程得到了各专业方向研究生的普遍认同。本人指导的研究生，发表与该课程相关的学术论文近20篇，撰写的硕士论文均用到计算机仿真技术。

五、结束语

第2篇：仿真技术的特点范文

关键词：电力仿真软件；电力电子技术；仿真效果；软件选择

作者简介：冯兴田（1978-），男，山东广饶人，中国石油大学（华东）信息与控制工程学院，讲师；王艳松（1965-），女，山东蓬莱人，中国石油大学（华东）信息与控制工程学院电气工程系主任，教授。（山东 青岛 266580）

基金项目：本文系中国石油大学（华东）教学改革项目（项目编号：JY-A201210）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0065-02

“电力电子技术”课程作为电力学、电子学和控制理论的交叉学科，是电气工程专业非常重要的必修课。随着电力电子器件的迅速发展，变流技术的发展也是日新月异，使得“电力电子技术”在电气类本科教学中的地位和作用越来越突出。然而，该课程涉及的内容较多且复杂，并在不断更新，如何能够让学生较快、较好地掌握所学内容成为教师们面临的一大难题。

电力仿真软件走进“电力电子技术”的教学课堂在很大程度上有效地解决了这一难题。电力仿真软件通过数字仿真实现电力电子电路的分析、设计、调试等，直观的仿真结果给学生带来了浓厚的学习兴趣，并为将来的电路设计、科学研究打下一定的基础，因为小到本科学习中的基本实验、毕业设计，大到科研中的课题研究、设备装置的开发，通常都要通过仿真结果提供实验参数的参考依据。然而，面临众多电力仿真软件，如何根据实际情况进行合理的选择成为另一难题。本文将通过分析“电力电子技术”教学中常用的几种电力仿真软件提供合理选择的依据。

一、常用电力仿真软件

“电力电子技术”教学中常用的电力仿真软件主要有以下几种：MATLAB、PSIM、PSpice、PSCAD。MATLAB是主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境，功能全面，能够用于各个行业的建模仿真分析。MATLAB最重要的组件之一Simulink提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。其中，电力系统Power System工具箱包含的模组侧重电力系统方面的建模仿真，而电力电子元件模组则是专门针对电力电子电路的仿真设计的。

PSIM是针对电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用包软件。它具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。

PSpice软件具有强大的电路图绘制功能、电路模拟仿真功能和图形后处理功能等，以图形方式输入，自动进行电路检查，生成图表，模拟计算电路。它不仅可以用于电路分析和优化设计，还可与印制版设计软件配合使用，实现电子设计自动化，并且适用于“电力电子技术”课程的计算机辅助教学。

PSCAD可以较为简单地模拟复杂电力系统，包括直流输电系统和其相关的控制系统，并能够显著地提高电力系统电磁暂态模拟研究的效率。它还可通过联合使用实时数字模拟器RTDS硬件来开发模拟器，用以模拟包含高压直流输电系统的大型互联电力系统。

二、常用电力仿真软件的特点

比较分析上述几种电力仿真软件的性能及其在“电力电子技术”教学中的实际仿真应用情况，其特点如下：

1.图形界面友好，操作简单易用

通过拖曳相应的功能模块，按照电气联结关系进行连接，操作过程非常简单，而且紧密结合“电力电子技术”的内容，只要具备基本的计算机软件操作水平和电力电子技术知识就很容易上手。

2.建立仿真工程的步骤类似

采用这些软件进行仿真工作，其基本步骤主要包括：建立仿真工程文件、放置电路元件、设置元件参数、电气连接元件、设定仿真步长和仿真时间等参数、运行仿真操作、观察各点波形结果、分析仿真数据等，使用过程大致相同。

3.节省时间和仪器设备

进行实际电路设计之前，先采用这些软件进行设计分析，可以随意设置电路参数、更换电路元件，并在软件中反复调试、“实验”，简化实际电路操作中的一些步骤，大大缩减电路设计人员的设计周期；通过采用软件中的功能元件还可省去一些测量仪器的使用，并能够避免实际电路实验中的元器件消耗，能够尽可能接近实际电路的雏形。

4.软件升级迅速及时

仿真软件的产品升级紧跟科技的发展。诸如，随着新能源的快速发展，这些仿真软件中也及时增加了风机、光伏发电等模型，满足广大科技工作者的使用。而且，软件版本也在不断升级换代，各个方面针对用户在不断完善。

三、常用电力仿真软件选择与应用

综合分析上述几种电力仿真软件的特点，结合多年来在“电力电子技术”教学中的仿真应用实践，总结了几点区别，以期提供选择和应用合适软件的依据。

1.元件模型及参数设置

这四种软件的元件模型不尽相同，特别是对于一些较为复杂的元件，诸如变压器、晶闸管等，其仿真过程中的暂态变化曲线并不一致。而且，其参数设置也不尽相同，MATLAB/Simulink里的元件参数设置较为细致全面，尤其是对于“电力电子技术”中涉及的晶闸管、IGBT等大功率器件，对它们本身的性能参数有详细的设置，比如器件的上升时间、下降时间等，因而MATLAB/Simulink常用于仿真一些暂态响应过程，比如变压器的磁饱和特性、晶闸管的强制关断过程、状态切换的暂态响应等。其余几种软件主要适用于仿真一些常用的电力电子电路，诸如整流电路、逆变电路、DC/DC变换电路等，对于元件本身性能参数没有严格的要求，或者说主要用于仿真电力电子电路的稳态响应过程。

2.具体仿真操作

在实际的仿真操作中，几种软件也略有差异。像连接元器件的方式上，MATLAB/Simulink的元件大多具有输入输出顺序，要根据元件在电路中的位置选择合适的元件。如果选择不正确，元件之间不会实现电气连接，搭建电路的过程相对复杂。而其他几种软件的连接方式较为简单，通常元件都可实现电气连接，当然，这就需要用户自己判断元件之间的电路连接关系了。另外，各种软件的波形显示窗口、数据文件处理、波形拷贝使用、波形暂态特性、特殊功能部件、THD及损耗测量等只是细节的操作不同。特别指出的是，鉴于MATLAB在数据处理方面的强大功能，而有些软件的仿真波形不适合在文章中使用（比如清晰度不够、横纵坐标难设置等），用户可采用其他软件进行仿真工作，最后生成数据文件之后再将该数据文件导入MATLAB进行数据处理，以得到较好波形效果和处理操作，也不失为一种方法。

3.仿真精度、速度和准确度

仿真精度与仿真步长有直接的关系，各软件的步长设置定义不尽相同，因而仿真精度难以直接比较。然而，MATLAB/Simulink里可以选择不同的数学算法，从某种程度上讲，其仿真精度较高；而且，MATLAB也是各行业较为认可的仿真软件之一。从仿真速度来讲，针对“电力电子技术”中的电路，通常情况下PSIM和PSCAD的仿真速度相对较快一些，其次是PSpice，当然，这也跟用户搭建电路的风格特点以及实际情况有关。而MATLAB/Simulink如果采用图库的电路元件按照实际电力电子电路搭建电路仿真，速度会很慢。如果自己建立数学模型仿真，速度会很快。比如，在一个具有光伏发电、风力发电、传统同步机发电源的电网系统中，包含了“电力电子技术”中的整流器、逆变器、DC/DC变换器等典型电力电子电路。如果采用图库中的大功率器件晶闸管、IGBT等搭建电路实现整流器、逆变器、DC/DC变换器时，仿真速度会大大降低；若自己建立整流器、逆变器、DC/DC变换器的数学模型或者采用向量模型进行仿真时，速度会大幅提高。当然，这就增加了建立数学模型的过程，读者可根据实际情况选择。另外，对于仿真确定的参数虽然可以提供实际电路参数的依据，但与实际电路参数之间还是有一定的差距，还需要综合分析比较计算数据、仿真数据和现场实际情况来定，当然最终还需要实验来验证，但这毕竟大大减小了实验的风险和不确定性。

4.复合功能和应用领域

Simulink 依托于MATLAB，能够利用MATLAB强大的数据处理功能并结合其他的功能函数等进行电力电子电路的仿真，复合功能相对丰富，应用领域也更宽广，而且易于实现与其他设备、软件的衔接。比如RTLAB仿真系统就将实际功率设备通过MATLAB进行衔接控制，实现实时仿真。PSIM仿真系统不只是回路仿真单体，还可以和其他公司的仿真器连接，为用户提供高开发效率的仿真环境。例如，在电机驱动开发领域，控制部分用MATLAB/Simulink实现，主回路部分以及其周边回路用PSIM实现，电机部分用电磁界解析软件JMAG实现，由此进行连成解析，实现更高精度的全面仿真系统。PSpice集成度高，集成了许多仿真功能，如直流分析、交流分析、噪声分析、温度分析等；而且，PSpice程序采用改进节点法列电路方程，用牛顿-莱普生方法的改进算法进行非线性分析，用变节步长的隐式积分法进行瞬态分析，在求解线性代数方程组时采用了稀疏矩阵技术，大大提高了仿真结果的准确性。PSCAD则适用于富含电力电子电路的复杂电力系统，包括现今发展迅速的高压直流输电系统及其相关控制系统、含有各种分布式能源的大型互联电力系统等等。

5.故障模拟与功率器件性能

对于初学“电力电子技术”的同学来说，搭建实际电力电子电路实验容易带来一些问题，如触发脉冲不合适带来的功率器件上下直通现象、功率器件耐压耐流参数选择不合适等都会带来器件的损坏、系统的崩溃。通过采用仿真软件仿真可以事先发现这些问题，及时解决。从另一方面说，学生亦可借助电力仿真软件进行故障模拟，直观地观察波形变化情况，注意出现的问题，强化认识，比如可以人为设置IGBT等功率器件的直通现象、耐压参数、击穿电流等，通过观察各点波形变化情况，达到教学与实践结合的效果。这种故障模拟和器件性能测试方面的仿真通常通过MATLAB/Simulink实现，能够达到较好的仿真观察效果。

“电力电子技术”教学中可参考上文对学生给予指导，可以先介绍简单易操作的软件，如PSIM、PSCAD等，结合各种软件的特点与适用范围，针对不同的仿真对象和问题进行适当的选择，也可以多种软件结合使用，效果更佳。

四、结语

电力仿真软件在“电力电子技术”教学中发挥重要的作用，有针对性地选择电力仿真软件可以提高仿真速度、精度及准确度。本文通过详细分析比较常用的四种电力仿真软件的特点和适用领域，结合教学仿真中的一些实际问题与使用操作，给出了它们具体应用的选择依据。

参考文献：

[1]陈建业.电力电子电路的计算机仿真[M].北京：清华大学出版社，2003.

[2]飞，叶文.MATLAB 仿真软件在“电力电子技术”教学中的应用[J].中国电力教育，2010，（3）：85-87.

[3]孙佐.基于PSCAD/EMTDC 的电力电子技术仿真教学[J].池州学院学报，2009，（6）.

第3篇：仿真技术的特点范文

关键词：调度员培训系统 智能电网调度技术支持系统

中图分类号：TM 734 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（b）-0042-02

Research and Implementation of Dispatcher Training System Based on Intelligent Grid Dispatching Technology Support System

Zhou Han1 Zhang Jinzhe2 Yuan Qihai1 Wang Lili1 LiuYan1

（1.State GridElectric Power Research Institute，Beijing，100192China；2.North China Electric Power Research Institute Co.，Ltd，Beijing，100045 China）

Abstract：the paper mainly expounds the research on the technology of smart grid dispatching support system based on the model， make full use of public data and graphic information platform and provide a basis for the application， so as to realize the process of Intelligent Grid Scheduling Support System of dispatcher training system based on the basic functions and extended functions.

Key Words：Dispatcher training system； Smart grid dispatching technical support system

当前，我国电网进入了建设统一坚强智能电网的新的发展阶段。电网技术的不断发展和电网规模的快速增长对调度生产运行人员驾驭大电网能力提出了更加迫切的要求。调度员培训模拟应用功能（DTS）是调度员知识学习、经验积累、技能培训、岗位考核及反事故演练的重要工具，在提升电网调度运行技术水平方面具有独特的作用，是智能电网技术支持系统建设的重要组成部分。

1 基于智能电网调度技术支持系统的调度员培训系统的技术路线

1.1 一体化

新型的基于智能电网调度技术支持系统的DTS采用彻底的一体化技术路线。其主要特点为：

充分发挥智能电网调度技术支持系统基础平台高效、稳定、功能强大的特点，不采用任何中间实时库或共享内存技术，系统无冗余接口或中间缓存，减少了接口的失配性和性能迟滞。

充分共享智能电网调度技术支持系统平台和基础应用提供的公用模型、数据和图形信息，最大限度地减少用户的二次维护工作。

充分进行应用共享，通过基础应用功能（稳态监控、AGC、网络分析等）在培训态下的部署构建功能完整一致的控制中心模型，保证了调度员培训应用的一致性原则的充分实现，构建了完整、丰富的调度培训模拟环境。

1.2 真实性

DTS不仅建立常规的发电机、交流输电线、变压器、电抗器、电容器、母线、开关、刀闸、负荷等一次设备模型，还建立高压直流输电系统、串联补偿器等新型一次设备模型。除此之外，DTS还建立继电保护、安全自动装置、低频低压减载等二次设备仿真模型以及AGC控制系统模型。能真实地再现事故及恢复过程中的潮流分布、二次设备动作情况以及控制系统响应，能准确地仿真特高压和网省联络断面的潮流分布和电网特性。

1.3 灵活性

教员可以采用图上操作和表单操作进行各种调度操作模拟及教案制作。

提供了综合令模拟、发电负荷匹配跟踪、集合操作等功能可以简化教案制作和厂站与外部调度的事故响应操作。

提供了子教案以及消息型事件功能可以灵活地模拟复杂的故障场景。

提供了WEB交互技术，支持远程教员联合制作演习教案，简化了大型联合演习的教案制作过程。

2 系统结构

DTS总体分为电力系统仿真、控制中心仿真和教员台三个子功能模块。其主要软件组件模块的关系如图1所示。

事件调度服务：实现对教员/学员操作事件的接受、调度和解析，并将其转入待电力系统处理的事件队列。同时实现子教案的存储和调用。

电力系统模型：实现电力系统的仿真计算和事件操作处理，包括电力系统稳态仿真、电力系统动态仿真、继电保护和安全自动装置仿真、误操作仿真、统计分析等。同时实现快照、教案的制作。

培训评估：按照制定的评估规则，对系统运行状况的分析，实现培训过程的信息记录和评价。

数据采集仿真：实现对仿真电力系统的数据采集过程的仿真，将理论仿真计算的结果模拟成更为接近现实系统的各种量测。同时可以接受控制中心模型的遥控/遥调等操作，实现对电力系统仿真状态的改变。

控制中心模型：用以模拟与实际调度控制中心相同的系统环境，其中包括电网实时监控与智能告警、电网自动控制（AGC、AVC）以及网络分析等应用功能；

PLC仿真：接受培训态下AGC生成的控制设点，并仿真PLC的控制策略，生成电力系统模型中机组的出力设点。

DTS系统部署在II区，其经防火墙与I区PAS系统相连。同时DTS通过调度数据网外II区与所属各省地DTS系统互联或Web交互。DTS硬件部署图见图2所示。

3 技术特点

基于智能电网调度技术支持系统的DTS具有电力系统稳态仿真、频率仿真、调度操作模拟、继电保护仿真、安全自动装置仿真、交直流混合输电系统仿真、量测系统仿真、及AGC仿真，同时实现了基于WEB技术的联合反事故演习支持功能。具体有以下技术特点：

3.1 彻底的一体化设计思想

没有内置平台和数据库，充分共享模型和方式数据及画面，同时能够对AGC等控制系统实现离线闭环仿真。

3.2 独特的原型逻辑仿真法实现对继电保护进行模拟

改变了传统的逻辑仿真法截获故障信息的预判思路，通过建立继电器的空间和时间的动作特性原型，进行继电保护的模拟。

3.3 支持培训时在线的潮流转移分析

提供了灵活方便的事故下潮流转移分析功能。可以方便地为教员或方式研究人员提供事故及操作前后的潮流分析比较。同时提供了基准断面锁定功能，可以实现多步操作前后的分析和比较。

3.4 灵活且完备的培训教案保存

教案中保存典型教案中的电网模型、运行方式以及图形，用户可以追溯历史电网的典型培训教案。用户可以在当前电网模型变更后导入原有教案中的运行方式，大大方便培训教案的制作过程。

3.5 基于WEB技术，实现上下级调度的联合反事故演习

充分利用Java技术的跨平台优势，实现了基于WEB的联合反事故演习功能。演习人员可以通过调度数据网加合反事故演习进行浏览和操作。远程浏览器无需安装，可以广泛支持各种主流操作系统。

4 结语

基于智能电网调度技术支持系统的DTS应用功能遵循智能电网调度技术支持系统的总体设计和功能规范，充分依托和发挥技术支撑平台的优势，实现了基于智能调度技术支持系统的一体化DTS。充分共享了平台模型、方式和画面，可以方便地构建仿真培训数据环境，维护简单方便；基于应用的多态部署，实现了控制中心模型模拟，同时实现了AGC的闭环仿真，保证了培训环境的一致性；仿真模型全面，在实现了交直流混合一次电网仿真的基础上，实现了继电保护、自动装置、低频低压减载以及量测模型仿真，继电保护模拟采用了独特的原型逻辑仿真法，培训模拟更加真实；实现了基于WEB交互方式的联合反事故演习支持功能，支持用户基于调度局域网进行远程联合反事故演习，具有跨平台、无需安装、交互快速灵活的特点。

参考文献

[1] 马韬韬，郭创新，曹一家，等.电网智能调度自动化系统研究现状及发展趋势[J].电力系统自动化，2010，34（9）：7-11.

第4篇：仿真技术的特点范文

1.1多媒体仿真技术的理论与方法

现代信息技术的快速发展和新的突破,都对以其为基础的相关技术产生强有力的推动和改造。多媒体技术对传统数字仿真技术,从概念、方法和体系上不仅是具有改造、拓展,甚至有重新构造的影响意义,这一点已为越来越多的事实所证明,被越来越多的人所重视。

多媒体系统方法最重要的贡献是将不同界面上运载的各类媒体信息能够作统一的,或叫归一化的处理,构造适人化的多维信息空间。这就根本改变了仿真系统的运行环境条件。多媒体系统与数学物理模型一起所形成的仿真新体系,扩展了仿真系统的效能和应用领域。特别是多媒体使仿真扩展到非数字模型所描述的事物领域,对工程中场景设计研究、结构系统定性分析等问题,都能有效地实现模型建立、模态比较、仿真效果表达。

概括起来,所谓多媒体仿真,是指采用不同媒体形态描述不同性质的模型信息,建立反映系统内在运动规律和外在表现形式的仿真模型,在仿真运行时可产生定性、定量相结合的系统动态演变过程,以多维信息综合表达仿真结果。多媒体仿真使人们可以较自然地按照实际系统的固有特点和认识方法,来建立和表达其模型状态和演变行为,以尽可能直接的最具普适性的手段,来认识和表达客观对象,应当说这更能体现“仿真”的原义。

多媒体仿真将整个过程都建立在信息技术基础上,这并没降低传统的数学模型的作用。相反的是使之更强化、更有声有色、更生动具体。多媒体系统模型,从统一的角度对各种媒体的信息进行时间和空间表达,它把数学模型作为一种时变数字媒体,有效地集成在系统中,使外在媒体表现和内在规律有机结合,相得益彰。在这里,我们强调仿真系统中抽象演算与直观形式结合,强调定量方法与定性方法结合,在求解仿真对象的时态运动描述方法上,更适合科学研究和工程设计的需要。

1.2多媒体仿真环境的主要特点

多媒体技术对仿真环境的建立产生重大的影响。主要表现在:建立仿真对象的多媒体信息库、多种媒体综合表现模型及其与运动方程的协同显示机制、仿真过程和求解结果的演播与交互查询等。多媒体仿真建模与传统的建模方式不同。首先,在建模初期,就基本确定了模型的声、文、图等多种媒体的综合属性和相互关系,使模型在表达个体固有属性时运用多种表现手段,生动深刻的展现其本征。其次,多媒体仿真建模采用面向对象的建模方式。模型中的各个成分以对象的形式表现,对象自身的属性和状态是私有的,各个对象之间依靠事件驱动(消息)发生联系。这更加符合人们对自然界的认识和理解过程。

多媒体仿真表现环境是以信息和多种媒体的集成为基础,将仿真对象的属性、运行的过程以及仿真结果以多媒体的形式表现出来的一种系统。其具体内容包括对仿真实体和环境的可视化描述以及对它们的动态表现和控制等。

多媒体仿真表现环境充分利用多媒体交互处理多种媒体信息的特点,将仿真对象和仿真过程生动的展现于屏幕上,使技术人员得到仿真结果和运行过程的定性与定量相结合的直观演示,大大减轻了技术人员的行为难度。

2建筑工程多媒体仿真环境设计的核心技术

多媒体仿真与传统数字仿真在系统环境设计要求上有很大的不同。从功能目标看,主要有以下几方面:

(1)支持媒体对象从建模到仿真过程的多种媒体的表现。

(2)所建对象运行模型在一定仿真机制下运行时,能体现其固有的或虚拟媒体特征,包括自动生成运动方程。

(3)支持仿真系统的实验校正和交互控制。

(4)支持多媒体数据库系统管理操作及其版本进化。

(5)支持仿真演播、观看或查询求解结果及仿真过程,编创演播脚本。

多媒体仿真环境要求多媒体平台能有效地支持客观对象的虚拟表现技术,就建筑工程仿真而论,特别是要求支持如下核心技术:三维工程数据场的显示;计算机层析技术;四维曲面空间的场静态显示及动态显示控制技术;不同媒体对象的归一化处理和集成技术。

2.1三维工程数据场的显示

三维工程数据场的可视化是实现建筑结构多媒体仿真的基础。我们在建筑结构力场的显示和场景表现(如风力场)中,主要以体绘制技术为基础。

2.1.1体绘制技术

体绘制技术是指经重采样和图象重建后,将连续的三维源数据场映射到屏幕图象空间,形成连续的二维屏幕图象的技术。三维数据场重采样的目的是将连续的三维图象离散化,为将三维物体空间映射到二维屏幕空间提供离散的数据点阵,同时确定观察方向。对重采样数据进行平移、旋转、缩放等空间变换,用插值法求出各点的图象空间坐标和灰度值,即完成由实体空间到图象空间的重建。

2.2.2多维工程数据场的显示

为研究建筑结构在外力作用下的受力状况和时程响应,实现结构内力场的可视化,我们在三维空间的基础上引用了结构受力特性,构成四维工程数据场。四维数据场的显示采用计算机层析技术。已知物体某点的空间坐标为f(x,y,z)∈V,引入该点的某一特定属性作为一维投影数据S,S可以代表该点的应力、应变、位移等。以S为基线,运用一定的重建算法重构出物体在四维空间的三维图象。

2.2三维数据场的动态显示控制

在建筑结构的动力学仿真中,仅实现三维数据场的显示是不够的。为达到荷载作用下结构随机振动的效果,必须对体数据场进行显示控制和动态实现。

2.2.1显示控制

为了观察建筑结构各个角度所受荷载的方向、速度及建筑物表面压力,需要对视角方向进行控制。我们知道,空间一点的位置可以用它与三个坐标轴x,y,z的夹角α、β、γ来表示。如所示,设视点为S,α、β、γ的变化直接反映出S的变化。因此,只要控制α、β、γ三个角度,即可实现从不同方位观察物体。

2.2.2工程结构的动态仿真——工程图变形技术

实现多媒体仿真的另一关键问题是实现三维动画效果。在建筑结构的多媒体仿真中就是要模拟结构的随机运动过程。由于实验采样数据离散程度大,采样率低,而且一般只知道振动的初始状态和最后状态。要想做到完全仿真,必须采用工程图变形技术,使计算机自动在原图和目标图之间产生一系列中间图,以实现平稳而光滑的变形。变形技术的算法原理是以实测数据为基础进行插值。这种插值与一般数学意义上的插值有所不同,需要根据表达对象的拓扑结构、约束条件和动力学特性等因素,选择恰当有效的插值模型和插值方法。在结构工程中,我们采用形态特征模型作为基本插值模型。插值法采用非线性自由变形算法,同时考虑结构的受力状况,保证各个阶段的变形都满足允许位移场条件。

3建筑工程多媒体仿真环境架构

建筑工程多媒体仿真环境基本架构。

3.1基本管理模块

负责对仿真系统的数据资料、接口设备和工作平台进行管理。针对建筑工程系统,除需配备基本的多媒体计算机以外,还要有以下几个软、硬件辅助设备。

3.1.1数据采集设备

采集实验数据,为仿真工作的展开提供原始资料。

3.1.2数据接口子模块

将实验中的电脉冲数据转换成绘图软件所需的数据格式。

3.1.3绘图设备

用于输出拷贝仿真结果的绘图仪等图形设备。

3.1.4其他设备

为各种特定要求所配置的设备,如打印机、扫描仪等。

3.2仿真环境设计工具箱

是仿真系统的工具集成模块。

3.2.1图素集

可以快速生成点、线、圆、立方体、圆柱和圆锥等基本图形单元。

3.2.2渲染工具

负责场景渲染和纹理映射。包括:

(1)纹理生成器:自动生成如砖墙、混凝土、木材、玻璃等建筑工程中常用的材料纹理,并完成对实体的帖制。

(2)场景生成器:自动生成阴、晴、雨、雪等气候描绘,并包含有建筑场景渲染中常用的树、人等实体集。

(3)调色板(Palette)编辑器等工具:允许用户改善图象质量,改变图象深度,提供特殊深色效果表达能力;分离、重组局部构件;同时显示多幅图象等。

允许用户对原有模型进行改造,如:设置、改变参数,增加新的数据等。也允许用户重建新的模型。编辑模块同时还提供数据变量与图形单元的连接对应机制。

3.2.4查询工具

允许用户实时查询结构的各种媒体特性、静力特性和动力特性等数据资料。

3.2.5实验校正工具

可信性是系统仿真的关键,其发展日益得到重视。在建筑工程多媒体仿真系统中,实验校正工具是不可少的一个组成部分。该工具集成丰富而宝贵的专家经验,将已有物理实验、破坏实验和历史数据作为校验依据,对系统建模的逼真性、参数输入的正确性、仿真效果的有效性等进行检验,并依此不断改进系统,逐步提高仿真实验的准确性和置信度。

3.3演示模块

第5篇：仿真技术的特点范文

[关键词]虚拟仿真技术 服装工艺教学 应用实践

[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349（2014）09-0205-01

先进计算机技术在不断的快速发展，相关软硬件技术也在同步发展，在服装教学上出现了一种虚拟仿真技术，它以逐渐在教育过程被应用，在教学过程中形成了虚拟仿真教学模式。这种教学模式对服装教育教学工作，给予了好的教学思路，尤其是在服装教学的技术上，又出现了新的成果。虚拟仿真技术作为一种新型媒体技术，它的主要特点是具有多样性、形象性、灵活性、交互性、个别性、重复性等。在教学过程中充分发挥的特性是，对客观现实的模拟，在教学过程中也给学生提供一个虚拟仿真的技能实践环境，将客观存在的服装企业生产各环节和应用技术呈现给学生，可以让学生直面地去发现问题、了解问题，以及解决问题。进一步有效地使学生更清楚地了解实物，从而让学生发现更多、更具体、更完整的专业技能知识，更加深刻地认识专业技能的应用性，更好地掌握教学知识，更完善地使用专业技术。在服装专业工艺教学中采用虚拟仿真技术，可以使企业情景再现，使学生更了解教学技术，也可以减少教学资金的使用，进一步提高学生技术操作能力。在服装工艺教学上采用虚拟仿真技术，可以使服装专业技术得到进一步发展，在服装技术上开创一个新的教学技术“虚拟仿真数字化教学”，它展示了服装设计艺术的发展，同时它也是现代教学的重要标志。

一、虚拟仿真技术在服装教学中的应用特点

在服装教学上体现虚拟仿真技术的特点主要有教学方法的形象化、教学情境的仿真性以及教学内容比较实用。1.教学方式的形象化，在服装工艺虚拟仿真教学的特色就是教学方式的形象化。在服装企业的生产技术、生产顺序，以及服装工艺教学通过虚拟仿真技术，学生可以直面地了解以及学习。这样可以进一步加强学生对该专业的技能及知识的学习与了解，最终掌握相应技术，在很大程度上降低了教师在教学中的工作量，而且也最大限度地实现了教学目标。2.教学情境的仿真性，这是服装工艺虚拟仿真教学的关键所在，可以将服装企业的生产状况采用虚拟技术进行模拟，学生可以直观地看到服装生产场景，利于学生的学习与思考。通过虚拟仿真服装生产场景，可以使学生在虚拟仿真情景学习中能够感受到服装企业生产场景以及其他问题，这样可以进一步提高学生技术的实践能力。3.教学内容实用性，在服装工艺虚拟仿真教学中的基础是教学内容的实用性。在进行服装工艺学科教学中，它的实践性以及技术性都比较强，所以教师在服装工艺技能教学过程中，应该对现代英语技术的实用性进行充分考虑，在服装工艺理论教学过程中，也要注意加强服装工艺技术理论知识。只有充分发挥服装工艺理论教学的实用性，才能不让虚拟仿真技术在对服装工艺教学内容中失去本身意义，才能更有效地培养现代生产技术型人才。

二、服装工艺教学中虚拟仿真技术的应用

服装工艺教师在教学过程中，为了进一步实现以上三个应用特点，必须创设合理的虚拟仿真平台，该平台的构成主要包含软件平台和硬件平台。通过该平台的应用，学生可以对服装工艺直观、充分地进行了解。1.仿真软件平台。创建该平台主要的内容可以设置为服装企业的现代生产技术，以此进行仿真操作，创设仿真软件平台，包含服装工艺虚拟仿真教学系统软件的设计与开发及制作，它可以使学生更了解生产过程，掌握更多知识。2.仿真硬件平台。该平台可以为学生提供有效的操作场地以及工具，同时它也是开展服装工艺虚拟仿真教学的基础问题。有一个完整的操作场所以及实践设施，这直接关系着服装工作教学的质量问题以及工作效率。

三、结语

在服装工艺教学中采用虚拟仿真技术，各个方面的发展上具有一定的促进作用，也进一步使服装企业得到了较快的发展，应用于教学中优势也非常明显，有效降低了教学设备资金成本及教学场地的投入，而且更新非常方便，很好地发挥了示范教学的作用，对教学资源的利用率也得到了提高。因此，在当前及以后服装工艺教学中，教师应该对虚拟仿真技术有一个正确的了解和认识，根据教学实际情况，采用合理措施，与教学内容充分结合在一起，从根本上提高服装工艺教学的质量。

【参考文献】

[1]王勤龙.基于虚拟线技术的现代远程教育应用研究[J].计算机应用，2011（07）.

第6篇：仿真技术的特点范文

计算机仿真主要是利用计算机技术和应用领域有关的专业技术，通过建立研究系统的数学模型，进而在计算机上对系统进行实验分析和研究的一门技术。因此，该门课程是一门解决实际问题、实践性强的课程。目前，大部分院校对该门课程的讲授主要围绕计算机仿真的概念、方法和技术来开展的，而在系统分析、系统建模、仿真计算、仿真结果分析等方面的讲解还存在薄弱环节。从教学内容来看，主要存在重理论分析，轻仿真实验；从教学过程来看，还存在重课堂教学，轻实践环节的现象。为此，应加强计算机仿真技术课程实验教学方法的研究，突出系统仿真建模分析实验，建立仿真实验的内容体系，强化仿真实验过程管理，以达到提高学生在计算机仿真技术领域的运用能力。仿真实验的内涵就是针对仿真实验对象，建立仿真实验模型，利用计算机技术，在计算机上开展仿真运算与结果分析的一种实践活动。单纯的课堂理论教学一般缺乏主动获取知识的能力，缺乏对所学知识的深入思考和实际动手能力的培养，缺乏发现问题、灵活运用已有知识解决实际问题的能力。而实验环节能在很大程度上弥补这种教学方式的不足，尤其是计算机仿真技术这门课程，具有系统针对性强与实际结合紧密的特点。因此，在计算机仿真技术课程的教学过程中，重视仿真实验课程建设，加强学生实验环节的教学和训练，已经成为本门课程改革和创新的一个重要内容。

1仿真技术实验课程的目的、分类及特点

计算机仿真实验课是掌握计算机仿真技术和仿真技能培养的重要环节，是开展科学实验、科学研究和工程应用领域能力培养的重要课程之一。开展计算机仿真实验课程改革，需要从实验内容设置、实验教学管理、实验课程评价等几方面入手，以达到实验课程提高学生实践能力和创新能力的目标。计算机仿真技术的教学内容通常分为连续系统仿真和离散系统仿真两个方面，因此，仿真技术实验可分为连续系统仿真实验和离散系统仿真实验。另一方面，按照仿真的作用和目的来分，仿真技术实验领域也可分为三种形式。一是系统设计仿真实验，即对尚不存在的假象系统开展仿真实验。通过仿真实验，来观察系统设计的各项性能参数。二是仿真对象的系统分析仿真实验，即对已有系统进行仿真实验。针对存在的已有系统，构建系统模型，通过仿真实验以观察和分析系统，来了解和掌握系统的变化规律。三是系统模拟训练仿真实验，利用现代虚拟现实技术或半实物仿真技术，构建训练系统的操作训练模型和模拟训练仿真环境，为系统的操作人员提供模拟训练的实验平台。根据仿真技术实验的目的结合计算机仿真技术课程要求，仿真技术实验课程具有以下特点：一是系统实验对象的针对性。仿真实验必须针对某个具体的对象或系统开展仿真实验活动。如一个控制系统的仿真实验，应从该系统的数学模型入手，明确数学模型中各参数的含义和参数之间的物理关系，以此开展仿真实验才具有针对性，而不能笼统地给出一个仿真计算的式子，不加分析就开始进行仿真计算。二是仿真实验模型的有效性。仿真实验模型是仿真实验系统的一种抽象，与实验系统和内容结合紧密，学生应从掌握仿真系统原理的基础上，建立有效的、可计算的仿真实验模型，以便开展仿真实验教学活动。三是仿真实验过程的完整性。仿真实验过程包括系统建模、仿真建模和仿真实验等过程。从仿真实验对象或系统入手，对仿真实验目的，建立仿真实验系统的数学模型，利用掌握的仿真软件或熟知的仿真实验环境，将数学模型转换成仿真计算模型，开展仿真实验，最后对仿真实验与仿真结果进行处理分析。四是仿真实验环境的可操作性。仿真实验依赖于仿真环境与仿真软件，不同的系统、不同的仿真模型，需要在不同的仿真环境下进行。仿真实验环境与仿真软件，有通用计算机程序设计语言，如C++、VB等；有数学计算能力较强应用软件，如Matlab；有针对离散事件系统仿真软件，如GPSS。还有针对不同领域的专业性仿真软件，如流体工程仿真计算软件Fluent，机械设计与虚拟样机仿真软件SolidWorks、Pro/E和UG等。因此，仿真实验的开展应根据仿真实验对象，仿真实验目的和要求，选择正确的仿真实验环境和仿真软件。

2仿真技术实验课教学体系建设

仿真技术实验课程教学改革涉及教学内容，教学体系、教学方法等多个方面。在教学内容上，应紧密配合仿真技术课堂教学要求，合理安排仿真实验项目。如在连续系统仿真方面，应针对仿真对象的微分方程、传递函数、状态空间和结构图等不同模型开展仿真实验，以了解不同模型表示方法的仿真技术。在仿真实验教学体系方面，要结合相关专业对不同仿真技术的要求，有针对性地选择仿真对象。即从建模表示、模型处理、仿真算法设计、仿真结果分析等方面，设置仿真实验案例。在实验教学方法方面，要加强仿真实验前学生的实验准备，以及熟悉仿真实验环境、做好仿真实验过程记录、仿真实验结果处理和分析等方面的工作。

2.1仿真实验课程体系建设

计算机仿真技术属于一门应用类型的课程，课程涉及大量的数学知识，理论性强，同时还蕴含着大量的工程性知识。因此，该门功课的建设与改革要突出工程性和应用性，要注重理论与实际的结合。作为一门实验课程教学体系的建设，主要涉及该门课程的教学目标、教学内容、教学管理与考评、教学过程实施等多个方面。另一方面，计算机仿真实验主要是在计算机上完成，在教学体系建设方面，还要注重学生计算机应用能力和软件编程能力的培养。

（1）实验课程教学目标计算机仿真技术课程的设置目的，是使学员掌握计算机仿真的有关概念、原理和方法，学会利用计算机仿真技术，针对各自研究方向与领域，培养学生开展系统分析、系统设计、系统运用的能力，以及能独立开展实验研究，解决科学研究和工程应用领域中出现的问题。培养学生的计算机仿真思维，提高学生使用计算机仿真理论和技术从事科学研究的能力。

（2）实验课程教学内容计算机仿真技术课程涉及的领域较为广泛，从仿真技术体系来看，课程内容主要包括相似理论、建模理论、建模方法、仿真算法、仿真语言、仿真工具，仿真实验、仿真数据处理与仿真VV&A等。从仿真知识体系来看，课程除涉及大量基础数学知识外，还涉及系统、模型与仿真的概念、方法及分类，连续系统建模与仿真方法，离散事件系统建模与仿真，分布式系统仿真、面向对象建模与仿真技术，虚拟现实技术与仿真等。这些都为如何确定仿真实验内容提出了挑战。为此实验课程内容安排上，我们提出了单项仿真实验与综合仿真实验的解决思路，围绕能力培养选择实验课程内容。通过单项仿真实验让学生掌握重要的知识点，通过综合仿真实验让学生掌握仿真技术的系统知识和仿真技术综合运用能力。其中，单项实验内容包括：系统建模实验，仿真工具运用实验，仿真系统运行实验，仿真数据处理与可信度评估实验等。综合仿真实验主要包括连续系统仿真实验，离散事件系统仿真实验，先进系统仿真实验，虚拟现实仿真实验等。

（3）实验组织实施与管理仿真实验教学过程的组织实施与管理，既要遵循实验课程教学规律，又要突出实验课实践能力和创新能力的培养。在给学生讲解熟悉实验环境、理解仿真对象和仿真目标的基础上，让学生参与实验前准备工作，参与实验方案与计划的制定。根据仿真实验特点，由学生独立或与实验小组完成整个仿真实验过程，重视实验过程中出现问题的分析与解释。让学生在完成实验的同时，还要对实验过程进行总结，提交仿真实验后的体会等。在实验安排方面，加强与相关课程内容的同步结合。在实验学时方面，突出课堂实验与课后拓展实验相结合，即单项仿真实验可在较短的时间内完成，主要安排在教学课程的学时内。对综合性仿真实验采用开放式实验，在制定完实验方案和计划后，可让学生灵活安排时间去完成实验。在实验课程的考核管理是实验过程也是教学过程的重要一环，应加强实验课程的过程考核，通过考核方式的改革，督促学生自觉开展实验活动，达到开设仿真实验课的目的。考核成绩可以按学生的仿真实验准备情况，实验完成质量，实验过程表现与实验报告质量等内容进行综合评定。

2.2实验课教学方法改革

实验教学既是教学活动，又是实践活动。要突出学生的能力培养，也要突出思维能力和科学精神的培养。实验课教学可以采用任务驱动、过程开发的教学模式进行，即在明确仿真实验任务的基础上，由学生自己制定仿真实验任务的计划和方法，编写如何做好仿真实验的准备工作条目，提出每项仿真实验的思路和注意事项，并将这些内容作为仿真实验课成绩的一部分。在这种教学模式下，还要注重以下三方面的工作。

（1）重视仿真实验准备工作仿真实验准备工作是开展仿真实验的前提。仿真实验准备工作包括仿真实验对象的认识和理解，仿真实验目的，制定实验工作步骤以及熟悉仿真实验环境、仿真语言和仿真工具等。要针对仿真实验的对象或系统，让学生查阅相关资料，了解对象和系统的特性，为下一步模型的建立奠定基础，同时，作好仿真实验前的数据收集与准备工作。

（2）强化仿真实验建模分析模型是研究对象或系统的抽象，也是仿真实验的基础。仿真模型的建立是按照一定的目的对所要研究的对象或系统进行抽象的过程。没有正确抽象和描述的仿真模型，就无法开展正确的仿真实验。对于连续系统或离散事件系统仿真建模来说，通常需要根据对象的物理特性，变量特征和仿真实验的目的等开展系统实验建模分析。模型分析主要包括模型的使用对象，模型假设条件，模型内部要素的作用机理，模型简化，模型的表示方式，以及输出结果形式等。建模分析不仅能锻炼和提高学生面向问题的解决能力，同时还可以培养学生逻辑推理能力和科学的思维方式。

（3）突出仿真实验技术应用仿真实验技术主要包括仿真实验设计，仿真算法设计，仿真实验数据处理与分析等。这些仿真技术的应用对提高学生的创新能力、实践能力和探索热情有着重要作用。仿真实验设计主要是制定仿真实验方案，包括编写实验目的，实验步骤，实验初始条件设定等。仿真实验算法设计是一项具有挑战性和创新性的工作，在这一方面要充分让学生去阅读相关文献，为仿真实验设计高效、正确的仿真算法。同时，在算法设计时还要考虑到仿真实验环境，仿真实验环境包括仿真所用的软件和硬件等。在此教师主要给学生以引导和提示，让学生熟悉相关的实验环境，摸索和掌握各种实验工具的应用。在此基础上，再让学生编写仿真实验程序、设计计算步长等相关仿真计算工作。仿真实验数据处理与分析是仿真实验的重要组成部分，让学生掌握常用的数理统计的方法进行实验数据处理与分析。同时，还要通过仿真实验，教会学生对仿真对象变化规律如何做出合理的估计和判断的方法，以达到实验的目的。

3仿真技术实验课教学案例

以连续系统仿真为例，对起重机吊运系统特性开展研究。利用起重机吊运系统仿真实验，进一步阐明仿真技术实验课程教学方法的运用。

3.1仿真实验前准备

在实验准备阶段，首先要认识仿真对象，弄清仿真对象的系统组成，即系统是有哪些实体对象构成的，系统中各个实体的参数属性，系统内部实体之间的作用机制等。在本案例中系统由起重机小车、钢丝绳和吊运的货物构成。其次，是要明确仿真实验的目的，即起重机小车的移动速度、吊绳长度和货物质量等相关参数，对吊运时货物摆角的影响。三是系统抽象，对系统中无关的因素进行简化，如忽略吊运时吊绳长度变化、风速和前后摇摆等影响，以降低系统建模的复杂性。四是收集实验所需数据，为系统建模做好准备，如货物的质量、吊绳长度等。

3.2实验模型建立

根据上述准备工作，利用运动学和动力学的相关知识，结合仿真目的建立仿真实验对象的数学模型。在建立模型时，首先考虑模型的初始状态，给出了初始条件下的参数和方程。其次，考虑货物吊运时的摆动，即在某一摆角下的系统状态，以此建立该状态下货物吊运摆动角度与货物质量、吊绳长度和吊运速度之间的计算关系。这样就为下一步的计算机的仿真计算奠定了基础。建立的起重机吊运货物时的数学模型。

3.3仿真实验

根据上述的实验模型，开展仿真计算。仿真计算可以采用通用程序设计语言，如C语言，也可采用数值计算和科学分析软件Matlab来完成。对于Matlab软件来说，即可采用M文件编程方式，也可利用SimLink方式进行交互式仿真。因此，在这一阶段要鼓励学生积极动手，独立思维，利用不同状态下的参数计算开展系统的仿真实验。

3.4仿真实验结果分析

仿真实验结果分析就是对仿真实验计算的数据进行综合分析，获取系统的相关信息和实验结论，达到仿真实验分析的目的。在计算结果分析时，要让学生观察多组输入输出数据对系统的影响，来进一步认识系统。如在吊运过程中，通过修改吊运货物的质量，吊绳的长度和水平运行速度，来计算和观察吊运摆角的变化，以此来达到认识起重机吊运系统的性能和变化规律。

4结束语

第7篇：仿真技术的特点范文

关键词：军事训练；模拟仿真技术；人才培养

中图分类号：G71 文献标识码：A

一、前言

现阶段，模拟仿真技术已成为人类认识与改造客观世界的重要方法，在关系国家实力和安全的关键领域，发挥着不可或缺的作用。20世纪90年代初以来，美军各军兵种进行了大量的作战模拟实验，为美军在海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争中实兵作战和21世纪的军事转型研究提供了有力支撑。当前世界许多国家军队正在掀起以模拟仿真为标志的第二次军事训练革命，其中心要旨就是充分运用以计算机为核心的现代模拟仿真技术实现军事训练的跃升，以期以最大的效费比实现战斗力的有机生成。我军要想在新的革命浪潮中处于不败之地，就必须从人才抓起，尽快把高素质、专业化的军事训练模拟仿真技术人才队伍的培养纳入快速、正规、有序的轨道，为模拟仿真技术在军事训练领域的广泛应用与发展奠定人才基础。

二、军事训练模拟仿真技术人才培养的现实意义

所谓军事训练模拟仿真技术人才，是指从事军事训练领域中模拟仿真装备及系统研发工作的技术人才。当前，以模拟仿真技术为核心的高新技术迅猛发展和广泛应用，军事训练领域发生了新变革。如何适应军事训练变革的需要，培养新型军事训练模拟仿真技术人才，对进行军事训练发展具有非常重要的现实意义。

（一）推进军事训练变革的重要前提

军事领域是受益于高新技术最直接、最迅速、最广泛的领域。高科技的发展，表面上是一种技术竞争，本质上却是人才的竞争。加强军事训练模拟仿真技术人才的培养，是我军军事训练变革中的一个重要前提。为了大力推进军事训练的模拟化变革，使我军在未来继续成为有影响的军队，保持和发展在国际上的重要地位，就必须加强人才队伍建设，提高人才队伍质量。

（二）促进军事训练模拟仿真建设发展的内在要求

近年来，我军加快了军事训练模拟仿真建设的步伐，军事训练模拟仿真技术人才的需求急剧扩大，现有资源难以满足发展需要。而在传统的人才培养中，一般是军事训练理论知识与实践经验和模拟仿真技术“鱼和熊掌不可兼得”，研究军事训练领域的，对模拟仿真技术不了解，而掌握模拟仿真技术的，又没有军事训练理论基础和实践经验，使得需求由军事训练人才提出，设计实现由模拟仿真技术人才完成。知识体系的不同很容易造成军事训练理论人才提出的需求不合理，在技术上难以实现；设计实现人员有时会因缺乏军事训练基础而不能完全理解军事训练人员的意图，两者之间沟通困难，导致信息化建设发展受阻。因此，培养新型军事训练模拟仿真技术人才，是促进军事训练模拟仿真建设发展的内在要求。

（三）壮大军事训练模拟仿真人才队伍的必由之路

国以才立，政以才治，军以才强。无论是在国与国之间的战略博弈中，还是在两军对垒的战场上，人才优势始终是最大的制胜优势，人才竞争力永远是核心竞争力。高素质军事训练模拟仿真技术人才队伍是我军军事训练模拟化的希望和未来，只有通过悉心培养，才能催生出一批批高素质的专业人才，而且还可以从中选择业务水平拔尖的人才作为专家，对有资质有潜力的学员倾囊相授，不断壮大军事训练模拟仿真技术人才队伍。

三、军事训练模拟仿真技术人才培养面临的问题

一直以来，我军人才培养强调的是以学科专业教学为中心，注重培养“对口型”的各类人才，而忽视了对军事综合素质的培养。在军事训练模拟仿真人才方面还没有形成完整的培养体系，主要存在以下问题：

（一）重视理论研究轻视实际应用的现象依然存在

进行军事模拟仿真技术人才培养的目的就是推动部队信息化建设，更好地为部队训练服务。而部队训练的大部分内容都是与实际应用相关联的，这就要求军事训练模拟仿真技术人才的培养要更多地联系部队实际。目前，我军在人才培养过程中，对理论知识有所偏重，与部队训练密切相关的实际应用方面则重视不够。主要表现是：对于军事训练的实施过程和内容、模拟仿真技术在部队训练中的应用、相关军事训练装备及系统的设计和研发以及一些前沿技术等内容涉及不多或只做表面研究。在教学科研方面，教员也大多对理论研究有所侧重，学员在平时的学习中接触到的多是理论方面的知识，他们很少会把学到的理论知识应用到实践中去，理论与实际相结合的能力较低。

（二）人才的培养和使用上还存在着不合理的现象

目前，军事训练模拟仿真技术人才的培养，主要采取的是以课堂教学为主、研讨式教学和自学为辅的方式。研讨式教学虽然在一定程度上调动了学员的积极性，但受教员授课内容限制，学员的主观能动性并不能很好地发挥出来。在培养方式上，往往忽视了对军事训练模拟仿真技术人员的岗位培训和业务能力训练。特别是对于军事训练模拟仿真技术领域出现的一些新的方法和技术，不能够扩大培训范围，仅限于院校和一些科研机构，对于基层部队的人员培训不及时，不到位。在培养人员的选择上，主要以军官为主，忽视了对士官人才的培养。在人才使用上“大材小用”现象仍然存在，不能做到专才专用。不少部队在军事训练模拟仿真技术人才的使用上只是让他们从事一些简单的工作，例如多媒体课件的制作、网络管理、摄像以及其他服务性保障工作，对于真正技术性强的工作却不让他们参与，而是从地方聘请技术人员，致使军事训练模拟仿真技术人才的专长和特点得不到充分发挥和利用。

（三）人才培养与训练模拟化建设步伐不一致

随着世界新军事变革的迅猛发展，我军的军事训练正逐步朝着模拟化的方向迈进。这就要求人才的培养要适应时代的发展与变化，适应部队训练的“转型”。目前，我军在一些模拟化程度较高的军事训练方面，人才培养与训练模拟化建设步伐不一致的现象仍然较为突出。军事训练模拟仿真技术人才在对军事训练理论的掌握和组织实施过程的了解方面，在模拟仿真技术、网络技术、虚拟现实技术和嵌入式技术等的运用上都要落后于部队训练模拟化的实际需要。另外，随着部队训练模拟化建设速度的加快，许多新的模拟仿真训练方法和内容在理论上已经成熟，急需军事训练模拟仿真技术人才为部队模拟训练提供技术上的支持和保障，但军事训练模拟仿真技术人才对于新出现的训练方法和技术没有及时进行研究消化，不能解决部队在训练手段模拟化过程中提出的新要求，阻碍部队军事训练模拟化建设的步伐。

四、军事训练模拟仿真技术人才培养应把握的重点

当前，部队在进行军事训练模拟仿真技术人才培养的过程中存在的诸多问题已经大大制约了我军训练模拟化的发展。要改变这种局面，就要打破常规，根据我军跨越式发展的要求，立足军事训练革命的发展变化，把培养人才作为事关军队长远建设的基础工程抓紧抓好，尽快培养一支具有高素质的军事训练模拟仿真技术人才队伍。

（一）树立全新理念，明确人才培养目标

现代科学技术迅猛发展，知识更新周期短，新知识新技术不断涌现。尤其是模拟仿真技术的出现及其在军事训练方面的广泛应用，对军事训练模拟仿真技术人才提出了新要求，增加了新的内涵。但我军军事训练模拟化进程中还存在着对军事训练模拟仿真技术人才的内涵定位不够清晰，作用认识不够充分，素质结构不够明确，整体发展相对滞后等问题。解决上述问题的关键在于观念的根本转变，因此我们应该在军事训练模拟仿真技术人才培养问题上，树立全新的理念，进一步明确军事训练模拟仿真技术人才目标，把军事训练模拟仿真的现实需要与长远建设、催生新型人才与优化队伍结构有机结合起来，谋求人才建设的高起点、高质量。

（二）立足部队实际需要，注重实际应用能力培养

在培养军事训练模拟仿真技术人才的过程中，要注重培养人才的实际应用能力，使他们能够快速胜任自己的岗位，满足部队需求。

一要积极运用理论知识指导实践活动。要联系我军在军事训练模拟仿真方面的实际问题，明确所学的理论知识将发挥的作用；其次，经常组织我军军事训练模拟仿真相关热点、难点问题的探讨，找出相应的方法和对策；最后，通过广泛了解与军事训练模拟仿真相关的项目研发资料，加深对技术现状的认识。

二要深入实践，提高实际工作能力。要深入基层，多参加一些部队的军事训练活动，在实践中学习探索，深入了解军事训练的整个流程，并结合模拟仿真技术知识，将其运用在军事训练的模拟仿真研究实践中，使理论知识在实践中得以活学活用。

（三）拓宽培养渠道，走多元化发展之路

我军军事训练模拟仿真技术人才的培养要把重点放在实现我军军事训练信息化这个起点上，急需完善人才培养的方式和手段，拓宽人才培养渠道，走具有我军特色的多元化发展之路。

第一，要打破以往“填鸭式”教学的局面，积极倡导个人在学习中的主体地位，发挥个人在学习中的主动性和积极性，培养发散思维和创造性思维。结合军事训练模拟仿真技术人才的特点，充分利用院校和科研单位科技知识密集、教育资源丰富、培训层次高、培养学习正规等优势，拓宽人才培养渠道。根据军事训练模拟仿真人才需求，有计划、按比例选择基础好有潜力的人才到军、地有关院校和科研单位进行深造，通过再学习和培养，实现军事训练模拟仿真技术人才储备与军事信息化发展同步。同时，还可以邀请军地相关专家定期到部队讲学，采取“请进来教”的方式，扩大受训范围，使大部分的人才及时了解高新尖端技术的发展趋势，更新知识、开阔视野，把握军事训练模拟仿真领域的发展前瞻走向。

第二，积极借鉴外军的先进经验，依托国民教育，广开渠道纳贤才，增加新鲜“血液”，有计划地从地方院校和科研部门引进一些高素质的军事训练模拟仿真技术人才，从源头上提高军事训练模拟仿真技术人才的素质起点。另外，还可采取与有关院校联合培养的办法，实行军事训练模拟仿真技术专项人才培养，建立相关学科，确保军事训练模拟仿真技术人才得可持续发展。

（四）课题研究牵引，紧跟训练模拟化发展的步伐

科研工作是培养人才的“催化剂”。军事训练模拟仿真技术人才的培养要着眼于我军训练模拟化建设的新特点和新要求，根据当前军事训练模拟化的实际确定研究课题，区分学历高低和从事专业，根据军事训练模拟仿真人才的实际确定课题的深度和广度，使每个人都能找到自己的定位点，都有自己去探索追求的方向，用实际的课题牵引技术人员猎取新知识、观察新事物、思考新问题，把知识转化为能力，在学习中有所作为，有所创造，只有这样才能不断加快培养高素质军事训练模拟仿真技术人才的步伐，提高我军信息化条件下军事训练的质量和效益，做到人才培养和军队训练模拟化发展的步伐协调一致。

五、结语

人才是强军之本，军事训练模拟仿真技术人才的培养效果决定了军事训练模拟化的发展程度。因此，必须高度重视军事训练模拟仿真技术人才的培养，明确培养目标，立足部队实际，拓宽培养渠道，紧跟信息化发展的步伐，努力使我军军事训练在模拟仿真的道路上走得更快更远。

参考文献

[1]季广智等.论高素质新型军事人才建设[M].北京:军事科学出版社,2002.

[2]王德庆,谢适汀.信息化条件下军事人才培养[M].北京:军事科学出版社,2008.

[3]陈凯.军事训练转变与军队院校教育改革研究[M].北京:国防大学出版社,2011.

[4]蔡有固.仿真学科专业在军事模拟仿真训练中的地位作用浅析[J].中国军事教育,2011,(2).

第8篇：仿真技术的特点范文

关键词：计算机仿真技术；项目教学法；MATLAB

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)18-4453-02

随着现代工业的发展，科学研究的深入与计算机软、硬件的发展，计算机仿真技术已成为分析、综合各类系统，特别是大系统的一种有效研究方法和有力的研究工具，计算机仿真技术已经广泛应用在各技术领域、各学科内容和各工程部门[1]。为了拓宽电子与信息专业基础，提高培养对象的整体素质，更好地适应社会对电子与信息专业人才的需求，高校电子与信息类专业的学生应掌握一定的计算机仿真知识与技能。计算机仿真技术课程是我校电信学院面向建筑电气专业的学生开设的一项重要的专业课程，考虑专业应用需求并结合教学实践情况，应逐步推广到电子技术专业与通信专业。我院开设计算机仿真技术课程，目的就是通过本课程的学习，要求学生掌握计算机仿真技术方面的基本理论，基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后分析、综合各类工程系统或非工程系统提供一种有力的工具，以便能灵活应用所学的仿真技术为本专业工作服务。

但是，建筑电气专业开设的计算机仿真技术教学目前还存在很多问题，如仿真实验设备缺乏和实践教学的不足之间的矛盾[1]；新的计算机仿真技术和理论与教材内容所形成的矛盾；如何解决在有限的教学课时内讲授内容繁多的仿真内容的问题[2]；传统教学与多媒体教学的矛盾等。为了达到计算机仿真技术教学的目标，提高建筑电气专业学生的专业素养，本人基于计算机仿真技术方法较多，实践性强的特点，在教学方面做了以下一些探索和实践，取得了一定的经验。

1基于计算机仿真技术特点的项目教学法

“计算机仿真技术”课程的主要内容包括仿真数值计算、仿真模型与仿真算法、优化问题求解方法等基础理论，以及MATLAB仿真工具的使用。其中，仿真技术涉及的原理枯燥难懂，仿真算法复杂，要求学生对高等数学、自动控制理论和计算机编程有较深的了解。因此在教学中发现学生普遍有学习主动性差、畏难等情况。如何激发学生在课堂上的兴趣，提高课堂教学的实效性，是计算机仿真技术教学必须解决的问题。

“项目教学法”是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动，旨在把学生融入有意义的任务完成的过程中，让学生积极地学习，自主地进行知识的构建，在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。项目教学法的核心在于针对项目要求积极获取必要的学习资料，进而解决问题。

根据院系教学任务的统一规划，计算机仿真技术这门重要的专业课程课时数仅为24个学时。同时，由于大多数建筑电气的毕业生在计算机仿真技术方面认知能力差，解决应用与开发的能力以及创新能力不强，尤其是动手和实践能力相对较差，这就要求建筑电气专业的学生能够在项目教学法的指导下积极参与计算机仿真实习锻炼。相对于传统的灌输式理论教学模式，教师将需要解决的问题以项目的形式交给学生。在教师的指导下，以小组工作方式，由学生自己按照实际工作的完整程序。这种项目教学模式让学生更加容易掌握仿真技术，更易了解工程实践中计算机仿真技术的发展水平和状况，弥补了理论和实践脱节的缺陷。因此，这种教学方式不仅提升了人才培养质量，实现教学理论与实践有机结合，而且对促进专兼结合的双师型教学队伍建设具有重要的现实意义。

2 MATLAB仿真工具在教学中的应用

我院将该课程安排在本科生三年级第二学期或四年级第一学期，这时学生面临着考研与找工作两项压力。如果还是停留在黑板上进行数学推导、算法分析，将难以把学生的注意力留在课堂上，而采用基于MATLAB的多媒体教学，强调仿真技术应用，可以激发学生学习兴趣。在教学中教师应始终围绕要解决的仿真问题和要讲授的仿真理论，适当引用编程实例，突出工具包的使用，拓展最新的仿真应用，引导学生通过实践、分析来选择深入学习的内容。通过多媒体的应用，讲解与演示相结合，信息量大，图文并茂，有具体感性的操作步骤与典型应用实例，可最大程度的激发学生的学习兴趣。通过本人的教学实践发现，MATLAB工具的引入对提高学生掌握计算机仿真技术的应用能力有明显效果，同时对学生的计算机应用水平和技能也取得了较大的提高。但这种教学模式要求专业教师熟悉仿真技术发展现状，及时掌握仿真技术在各个工程领域的最新应用，为学生提供适合、有效的仿真技术资料。

3教学内容的合理整合

以计算机仿真技术教学大纲中规定的基本内容为主线，增加工程实例与专题讲座等环节，目的是使学生在初步掌握了对系统的模型、仿真算法设计、仿真及结果分析这一流程后，强化计算机仿真在实际工程的应用概念。在此基础上，还可根据具体进度进行相应扩充，例如可以开展半实物仿真、刚性系统仿真、现代优化技术等讨论专题。

计算机仿真技术教学关键在于包括引导学生掌握仿真理论基础，培养学生对系统仿真问题的解决思路[4]。我们的做法是：

1）理论部分教学采用启发式方法，充分调动学生的思维能力，鼓励学生发现问题，提出问题，勇于对书上的方法做进一步的思考和推广。如在介绍数值积分方法时，讲解过欧拉法和其改进方法后，提示学生是否有可能从几何意义上找到提高精度的其他算法，并在后续的线性多步法中做出对比，从而很好的激发了学生的课堂参与意识，提高了学习兴趣。

2）在上述的项目教学法环境下加强学生独立解决问题的能力。利用学校提供的网络平台为学生收集详实的计算机仿真技术资料，介绍相关理论与技术的发展现状与发展趋势，提供最新的仿真案例，让学生掌握利用网络资源获取更多仿真知识的能力。

3）在完成了教学主线规定内容后，尽可能的给学生讲解计算机仿真技术的科研课题，如仿真技术在工业过程控制中的应用等。

4总结

上述教学方法和经验是经过多年的计算机仿真技术教学探索、实践与研究后取得的一些成果。实践表明，合理的应用先进教学理论，结合科学的教学方法，就可以有效地提高学生的学习兴趣和理解程度，从而保证了建筑电气专业计算机仿真技术教学的先进性和实用性。

参考文献：

[1]李国勇.《系统仿真及机辅分析与设计》课程的教改探讨[J].太原理工大学学报:社会科学版，2002,20(z1):88-89.

[2]梅从立,廖志凌,刘国海.“控制系统计算机仿真”教学改革与实践[J].电气电子教学学报，2009,31(6):79-81.

第9篇：仿真技术的特点范文

【关键词】仿真软件 仿真 三极管基本放大电路

在传统的模拟电子技术的教学过程中，学习三极管的输入、输出特性；分析基本放大电路的静态工作点和动态性能指标，既是重点也是难点。老师觉着难教，难表述，学生觉着难理解，太抽象，即便是以实践的方式进行讲解，也会因为学生们使用电子仪器不熟练、电子信号太小易受干扰等原因而屡屡受挫。

现在，我们在教学的过程中，利用仿真软件的仿真功能，对理论教学进行补充，使学生能将理论与“实际”相结合，加深对理论的理解。

下面就电子仿真技术在《电子技术基础》课程中的具体应用进行简要分析。

一、三极管输入、输出特性曲线的分析

在传统的教学中，三极管输入、输出特性曲线需要学生利用实验进行测试，测得数据后学生需自己描点画线才能得到曲线。该测试过程繁杂，又很容易受到外界干扰而能得到正确的结果。现采用仿真方式，快捷又直观，学生很容易理解。

按图1所示的三极管特性曲线测试电路利用Protel99 se软件绘出电路，通过仿真技术，得到三极管的输入特性曲线如图2所示。图中，横坐标为UBE，纵坐标为IB。

三极管的输出特性仿真曲线如图3所示。图中横坐标为UCE，纵坐标为IC。

二、静态工作点测试及放大倍数的确定

（一）静态工作点

在放大电路中，静态工作点是保证三极管正常放大的外部条件，合理设置静态工作点，直接关系到电路的放大质量与效果。

静态工作点靠电路参数来决定。如果是让学生们靠自己的计算来认识这一点，所需要进行的运算非常繁琐，要占用大量的演算时间。而采用电子仿真对三极管直流工作状态进行分析，可随时改变电路的参数，且无需调整，很快就可以输出仿真结果。

例如，共发射极放大电路如图4所示，选择三极管的基极、集电极和发射极的电流和电压作为输出，其仿真输出的结果如图5所示。

当改变电路中电阻Rb的阻值，使其分别为200KΩ和1MΩ时，仿真输出结果如图6（a），（b）所示。

根据图3（a）的输出结果，当R1=200KΩ时，三极管的

（二）电路的放大倍数

电路的电压放大倍数与三极管的输人电阻、三极管的集电极电阻、负载电阻以及三极管的电流放大倍数β直接有关。

在图4所示电路给定参数的情况下，电路仿真的输入与输出的波形如图7所示，电路的放大倍数约为80。当修改负载电阻RL时，电路仿真的输入与输出的波形如图8所示，电路的放大倍数约为150。可见负载电阻的改变，也改变了电路的电压放大倍数。

（三）认识设置合适静态工作点的必要性

通过仿真软件做仿真演示，让学生观察静态工作点设置不合适带来的影响，信号出现失真（截止失真和饱和失真），并从中学习改善失真现象的方法。

三、参数对放大倍数的影响

利用仿真软件的功能，可以在一个图上展示参数变化给放大倍数带来的影响，非常直观，学生能更好的理解知识要点。

通过以上讨论可知，电子仿真技术在《电子技术基础》课程中可以非常直观、逼真地进行演示操作，既避免了繁琐的理论计算，又可模拟实验中复杂的接线，还可克服仪表读数的不方便，使课堂教学既有理论讲解，又有实验操作的结果，给学生以近乎实际的、逼真的动感效果，生动形象，教学效果有了大幅度的提高。