導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇仿真技術(shù)的特點(diǎn)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：Proteus仿真技術(shù)；電工電子技術(shù)；基于工作過(guò)程

中圖分類號(hào)：TP368.1

《電工與電子技術(shù)》這門課程是電類專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，而其枯燥無(wú)味的理論知識(shí)往往使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感到力不從心，而針對(duì)電工電子技術(shù)這門課程內(nèi)容的特點(diǎn)，我們可以進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)，在每個(gè)任務(wù)中借助Proteus仿真技術(shù)加強(qiáng)理解和學(xué)習(xí)，能夠起到較好的效果。

借助于Proteus仿真技術(shù)，對(duì)《電工與電子技術(shù)》課程按照基于工作過(guò)程的體系設(shè)計(jì)原則進(jìn)行學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)，如表所示。如電工部分，可以設(shè)計(jì)成電阻電路、電感電路和電容電路的設(shè)計(jì)與制作三個(gè)情境，在每個(gè)情境下設(shè)計(jì)若干任務(wù)，每個(gè)任務(wù)是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的，每個(gè)情境之間既相互獨(dú)立有相互遞進(jìn)聯(lián)系；同時(shí)在每個(gè)任務(wù)當(dāng)中學(xué)生以任務(wù)書的指導(dǎo)下完成利用Proteus仿真技術(shù)先完成電路的仿真，從而對(duì)任務(wù)中的問(wèn)題產(chǎn)生好奇，從而進(jìn)一步學(xué)習(xí)知識(shí)包中的內(nèi)容，最后再將整個(gè)過(guò)程進(jìn)行制作、安裝和實(shí)際調(diào)試，來(lái)進(jìn)一步鞏固所學(xué)的知識(shí)。在此過(guò)程中我們可以看出Proteus仿真技術(shù)的運(yùn)用，使得教學(xué)內(nèi)容變得更直觀和容易理解，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

通過(guò)Proteus軟件可以完成電路原理的繪制、結(jié)果顯示、電流流向等，而且還可以在電路圖上用箭頭顯示電流方向、用顏色顯示電流的大小等信息，簡(jiǎn)單易學(xué)，直觀方便。以一個(gè)簡(jiǎn)單任務(wù)為例子來(lái)說(shuō)明。如在電阻并聯(lián)電路的制作與測(cè)量中，我們可以通過(guò)Proteus軟件完成許多枯燥無(wú)味的理論的學(xué)習(xí)。其一我們可以選取兩個(gè)電阻相并聯(lián)的例子來(lái)演示，先畫出電路原理圖，之后在總支路和分支路上放置電流表，讓學(xué)生觀察三個(gè)電流之間的關(guān)系，學(xué)生很快會(huì)發(fā)現(xiàn)總電流等于個(gè)分電流相加之和，這就引入的基爾霍夫電流定律的學(xué)習(xí)。如圖1（a）所示。其二當(dāng)我們想用一個(gè)電阻代替多電阻時(shí)，只要讓兩個(gè)二端電路的在同一個(gè)端電壓下產(chǎn)生相同的電流相時(shí)，二者電阻可以等效，這樣就可以發(fā)現(xiàn)電阻并聯(lián)時(shí)總電阻和各個(gè)分電阻之間的關(guān)系，如圖1（b）所示。其三我們還可以改變兩個(gè)電阻的阻值，再通過(guò)電流表觀察流經(jīng)的電流與其電阻的關(guān)系，很快就可以得到電阻并聯(lián)分流的規(guī)律，等等諸如此類的問(wèn)題，可以通過(guò)軟件仿真得到形象的演示。

在模擬電路和數(shù)字電路中借助Proteus軟件演示就更為有利了，比如學(xué)生比較難理解的共射極放大電路的反相放大的問(wèn)題，借助Proteus軟件的示波器可以很快觀察到輸入輸出波形的反相放大問(wèn)題，而且通過(guò)改變基極電阻和集電極電阻及輸入信號(hào)等等，可以對(duì)應(yīng)觀察各種失真：飽和失真、截至失真以及雙向失真等。數(shù)字電路中的集成芯片管腳多，功能復(fù)雜，借助于Proteus軟件，熟練將各種電路連接起來(lái)，觀察現(xiàn)象，從而理解功能。如編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)值比較器、計(jì)數(shù)器、寄存器等集成芯片的使用，都可以運(yùn)用仿真來(lái)加以學(xué)習(xí)和理解。

當(dāng)電工、模擬、數(shù)字知識(shí)學(xué)完之后，對(duì)于《電工電子技術(shù)》任務(wù)教學(xué)中的模塊電路的課程設(shè)計(jì)時(shí)，如功率放大器、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字鐘等電路設(shè)計(jì)制作時(shí)，可以先讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)，在Proteus中演示模擬設(shè)計(jì)結(jié)果，查找問(wèn)題，當(dāng)結(jié)果成熟之后再進(jìn)行實(shí)際的插件、焊接或安裝、調(diào)試等，在實(shí)際中中可能遇到的一些基本錯(cuò)誤可以提前避免，而重點(diǎn)去解決實(shí)際中的調(diào)試問(wèn)題，大大提高了效率。

《電工電子技術(shù)》任務(wù)式教學(xué)方式著重強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，學(xué)生主要是通過(guò)任務(wù)指導(dǎo)書自己完成任務(wù)，并思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，因此結(jié)合實(shí)際任務(wù)中提出的思考題，學(xué)生借助形象逼真、簡(jiǎn)單易學(xué)的Proteus軟件可以很快上手，使其成為任務(wù)教學(xué)的有力工具，使學(xué)生在興趣中學(xué)到知識(shí)，為進(jìn)一步扎實(shí)實(shí)際制作、安裝、調(diào)試打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫余凱.電子技術(shù)與技能實(shí)訓(xùn)教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

[2]周潤(rùn)景，張麗娜，劉印群.PROTEUS入門實(shí)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

篇2

【關(guān)鍵詞】 單片機(jī) 數(shù)字電壓表 A/D轉(zhuǎn)換器 液晶顯示屏

一、總體框圖

設(shè)計(jì)電壓表的總體框圖如圖1所示。被測(cè)電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換由模擬值變?yōu)閿?shù)字值，在單片機(jī)的邏輯控制下輸出到液晶屏上顯示出來(lái)。

圖1 電壓表總體框圖

二、電壓表硬件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的LCD電壓表，計(jì)劃以51單片機(jī)為核心，以ADC0809為A/D轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)模擬電壓的數(shù)字化測(cè)量及顯示。輸入電壓為直流電壓，設(shè)計(jì)電壓表的顯示位數(shù)為3?位，工作電壓為5V，最大測(cè)量值為5V，測(cè)量速率約為2.5次/秒，準(zhǔn)確度±0.1%，分辨率0.05%，顯示容量16×2個(gè)字符。

采用ADC0809作為A/D轉(zhuǎn)換器，AT89S51單片機(jī)作為控制部分，把測(cè)得的模擬電壓值經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后顯示在液晶顯示屏上。設(shè)計(jì)中用ADC0809進(jìn)行8路數(shù)據(jù)的采樣。

該電壓表可測(cè)量0～5V直流電壓，通過(guò)電位器調(diào)節(jié)產(chǎn)生，顯示位數(shù)3?位，工作電壓5V。A/D轉(zhuǎn)換器將采集到的電壓值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，輸出到AT89S51的P2口，再由AT89S51的P3口將電壓值送入液晶顯示器顯示出來(lái)。

三、A/D轉(zhuǎn)換模塊程序設(shè)計(jì)

ADC0809 START端為A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，ALE端為通道選擇地址的鎖存信號(hào)。實(shí)驗(yàn)電路中將其相連，以便同時(shí)鎖存通道地址并開始A/D采樣轉(zhuǎn)換。

ADC0809是8位A/D芯片，數(shù)字量表示最大為16進(jìn)制#FFH，也就是10進(jìn)制的255.5V對(duì)應(yīng)的是255數(shù)字量，3V就是255×3/5。每個(gè)數(shù)字量表示的模擬量為5/255V，約0.02V，也就是說(shuō)精度（最小分辨率）為0.02V。如果想提高精度，可以適當(dāng)降低基準(zhǔn)電壓。例如降為3V，精度就可以達(dá)到0.0118V，但是超過(guò)3V的就沒(méi)有辦法表示了。因此，實(shí)際電壓值應(yīng)等于測(cè)量到的數(shù)值乘以5，然后除以255。

本設(shè)計(jì)中，把AT89S51的P0.0～P0.3作為控制端，P3口作為A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的接收端。

四、液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì)

4.1 1602的初始化設(shè)置

控制器內(nèi)部設(shè)有一個(gè)數(shù)據(jù)地址指針，用戶可以通過(guò)它們來(lái)訪問(wèn)全部80字節(jié)RAM。

4.2 1602的初始化過(guò)程

1602的初始化過(guò)程即復(fù)位過(guò)程。液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。初始化過(guò)程如下：

寫指令38H：顯示模式設(shè)置；寫指令08H：顯示關(guān)閉；寫指令01H：顯示清屏；寫指令06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置；寫指令0CH：顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置。

4.3數(shù)據(jù)采集部分

中斷方式使用EOC信號(hào)作為向AT89C51的中斷申請(qǐng)。在主程序中，向ADC發(fā)出首次啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到EOC的請(qǐng)求后，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，并啟動(dòng)下一次轉(zhuǎn)換，后繼續(xù)執(zhí)行。

五、模塊的仿真

利用C51語(yǔ)言設(shè)計(jì)波形產(chǎn)生程序，并采用Proteus進(jìn)行模塊化仿真，仿真圖如下圖2所示。

圖2 電壓表仿真結(jié)果圖

當(dāng)改變連接在AD轉(zhuǎn)換器上的滑動(dòng)變阻器時(shí)，模擬電壓源的電壓發(fā)生了變化，液晶顯示屏上的電壓也隨之改變（兩者的值基本上是一致的，準(zhǔn)確度±0.1%）。

六、結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字電壓表對(duì)A/D轉(zhuǎn)換的速度要求不高，因此采用了精度、速度、價(jià)格適中的逐次逼進(jìn)式A/D轉(zhuǎn)換方式。在實(shí)時(shí)性要求不高的應(yīng)用領(lǐng)域中，是一種低價(jià)格，高性能的A/D轉(zhuǎn)換方法，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

在本次設(shè)計(jì)中，通過(guò)使用Proteus繪制電路圖，制圖繪制流程圖，匯編語(yǔ)言編寫程序，程序運(yùn)行完畢后，電壓表的顯示屏上就可以顯示出電壓數(shù)值來(lái)。調(diào)節(jié)電位器，顯示數(shù)值就會(huì)發(fā)生變化。

剛開始總是無(wú)法正確顯示出實(shí)際電壓值來(lái)。后來(lái)經(jīng)過(guò)調(diào)試，并根據(jù)ADC0809的轉(zhuǎn)換特性，修改了程序。再調(diào)節(jié)電位器的時(shí)候，電壓表的就可以正確顯示實(shí)際電壓值了。電壓表的最小顯示值是0V，最大顯示值是5V，這與設(shè)計(jì)目的是一致。電壓表顯示的電壓值精確到小數(shù)點(diǎn)后2位，精度為0.02V，一秒鐘內(nèi)大約可以測(cè)量2次電壓值。液晶顯示屏上顯示出電壓值后，斷開電源，再接通電源時(shí)，還是會(huì)出現(xiàn)電壓值，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)，是忘了擦除實(shí)驗(yàn)板上的程序而引起的，每次擦除程序后，再?gòu)?fù)位就可以清屏了。

張玲麗，1980，女，漢族，碩士研究生，講師，主要研究方向：通信技術(shù)

電話18071753047， QQ：46763348

湖北省武漢市洪山區(qū)珞瑜東路劍橋春天34-804

參 考 文 獻(xiàn)

[1]周潤(rùn)景，張麗娜，劉映群.PROTEUS入門使用教程.機(jī)械工業(yè)出版社.2007

[2]馬俊，劉曉林.智能鍵盤字符輸入及LCD顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì).2009

篇3

【關(guān)鍵詞】模擬電子技術(shù)；Proteus； 靜態(tài)工作點(diǎn)；交越失真

1、引言

模擬電子技術(shù)課程是電子、通信、電氣相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程與實(shí)踐結(jié)合緊密，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐創(chuàng)新教育的一門重要課程，在教學(xué)中，學(xué)生普遍反映模擬電子技術(shù)這門課程難度大，掌握困難，學(xué)習(xí)起來(lái)很吃力。究其原因有多方面的，其中一下幾點(diǎn)尤為主要：第一，該課程涉及面廣、概念多，模型多，內(nèi)容雜、課程中無(wú)清晰的脈絡(luò)主線，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中很難從系統(tǒng)的思想把握每個(gè)單元知識(shí)；第二，該課程理論與工程實(shí)踐聯(lián)系緊密，有很多工程近似計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)性內(nèi)容，如二極管模型，理想模型、恒壓降模型、折現(xiàn)模型，三極管小信號(hào)模型等，這些近似對(duì)與初學(xué)者來(lái)說(shuō)很難把握在什么情況下使用何種模型，往往還容易用錯(cuò)模型；第三，課程理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)少，如果學(xué)生的理論知識(shí)不夠扎實(shí)，勢(shì)必會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)做不好也會(huì)影響理論掌握；第四，模擬電子技術(shù)研究的是具體分立原件，是集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，理論復(fù)雜，現(xiàn)在教材內(nèi)容刪減多，很多問(wèn)題沒(méi)有交代清楚，內(nèi)容銜接不連貫，僅僅拿來(lái)結(jié)論直接應(yīng)用，學(xué)生難以融會(huì)貫通；第五，模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)調(diào)試?yán)щy，針對(duì)學(xué)生人數(shù)多，指導(dǎo)老師很難照顧到每一個(gè)學(xué)生，實(shí)驗(yàn)多是非線性，前后級(jí)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)等特點(diǎn)，學(xué)生很難在短時(shí)間內(nèi)掌握，從而使實(shí)驗(yàn)效果不理想。

2、Proteus相關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)例

本文從EDA輔助教學(xué)出發(fā)，討論如何利用EDA技術(shù)提高模擬電子技術(shù)課堂教學(xué)的效果。通過(guò)Proteus軟件構(gòu)建一些形象、直觀的電子電路，演示仿真實(shí)例，“虛實(shí)”結(jié)合，讓學(xué)生在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)，對(duì)理論知識(shí)建立一個(gè)直觀、初步的印象，看到有關(guān)知識(shí)點(diǎn)的仿真，這樣能使得學(xué)生在很短的時(shí)間內(nèi)掌握理論知識(shí)，同事激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，實(shí)踐動(dòng)手能力等。

2.1射極跟隨器的演示

三極管放大電路有三種基本組態(tài)方式，即共發(fā)射極、共集電極、共基極。這里以共集電極即射極跟隨器為例，經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)知道，射極跟隨器的發(fā)射極輸出電壓與輸入電壓相位相同，電壓大小基本等于輸入電壓，略小于輸入電壓。故而稱為跟隨器。在Proteus中建立輸入文件，設(shè)計(jì)電路，選取器件，連接電路。運(yùn)行仿真即可看到相應(yīng)波形如圖1。通過(guò)波形可以很直觀的理解電壓跟隨器，激發(fā)學(xué)生探索建立共射極，和共基極的電路模型并進(jìn)行仿真分析，從而更好的理解放大電路三種基本組態(tài)方式。

2.2運(yùn)算放大器演示

集成運(yùn)算放大器是模擬集成電路中應(yīng)用極為廣泛的一種器件，它不僅可以用于信號(hào)的運(yùn)算、處理、變換、還可以用于開關(guān)電路中。運(yùn)算放大器作為基本的電子器件，很容易用來(lái)設(shè)計(jì)各種應(yīng)用電路。因此對(duì)運(yùn)放的掌握尤為重要。這里以反向放大電路為例，建立仿真文件，觀察輸出波形如圖2。通過(guò)輸出波形可以很直觀看出，經(jīng)過(guò)運(yùn)放LM324使輸入波形反向得到放大，激發(fā)學(xué)生探索建立同向運(yùn)算放大電路，積分、微分運(yùn)算放大路電路模型并進(jìn)行仿真分析，從而更好的各種類型的運(yùn)放電路。

篇4

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)；仿真技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用

1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)簡(jiǎn)介

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真成為可能，使用專門的軟件，借助多媒體技術(shù)可以給人身臨其境的感覺(jué)。仿真技術(shù)的發(fā)展，很大程度上得益于控制工程技術(shù)的發(fā)展，在控制工程中需要使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠加快產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高工作效率，減少經(jīng)費(fèi)開支。

2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)原理

通常情況下，計(jì)算機(jī)不能夠?qū)ν饨缧畔⑦M(jìn)行認(rèn)知，因此需要建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來(lái)反映事物的本質(zhì)特點(diǎn)。通過(guò)數(shù)學(xué)模型能夠清楚地反映出研究對(duì)象的特點(diǎn)，通過(guò)模型轉(zhuǎn)換，使用計(jì)算機(jī)算法等將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能夠處理的形式，也即建立仿真模型。仿真模型是計(jì)算機(jī)仿真的關(guān)鍵，再進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)之前設(shè)置好的模型進(jìn)行模擬，獲得仿真結(jié)果。對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)通常采用反向驗(yàn)證和置信通道法。

3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，改變著傳統(tǒng)的生產(chǎn)生活方式。計(jì)算機(jī)仿真在交通工程、制造領(lǐng)域、教育領(lǐng)域等都得到了較好的應(yīng)用。

3.1交通領(lǐng)域

人和車輛是交通的主要組成部分，要考慮安全的前提下，提高交通效果。交通安全仿真通過(guò)虛擬技術(shù)，增加各種誘發(fā)因素，進(jìn)而對(duì)某一路段的交通安全情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。計(jì)算機(jī)仿真可以有效地對(duì)交通安全進(jìn)性評(píng)價(jià)。仿真過(guò)程能夠?qū)崿F(xiàn)可視化操作，能夠更加直觀地進(jìn)行分析，不同于傳統(tǒng)的數(shù)值仿真。比如，對(duì)某路段進(jìn)行交通安全評(píng)價(jià)時(shí)，傳統(tǒng)的絕對(duì)數(shù)和事故率方法可以進(jìn)行評(píng)價(jià)，還可以在虛擬環(huán)境中設(shè)置不同的交通工具，考慮人的行為感知的情況下，進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.2制造領(lǐng)域

制造業(yè)是國(guó)家的第二產(chǎn)業(yè)，對(duì)各行各業(yè)影響深遠(yuǎn)，汽車制造是制造業(yè)的重要組成部分。實(shí)驗(yàn)課題難度大，成本高。計(jì)算機(jī)仿真可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題，比如對(duì)碰撞試驗(yàn)來(lái)說(shuō)，通過(guò)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行模擬。

3.3教育領(lǐng)域

使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬仿真分析已經(jīng)成為當(dāng)前重要的研究方法，在教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)中，采用多媒體可以很好地提高教學(xué)水平。計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟谙嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想和方法的指導(dǎo)下，改變傳統(tǒng)教與學(xué)、理論與實(shí)踐的關(guān)系，發(fā)揮研究人員的主動(dòng)性。計(jì)算機(jī)仿真模擬可以加深對(duì)相關(guān)理論的理解，提高實(shí)驗(yàn)水平。

3.4計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)不僅僅在交通、制造、教育領(lǐng)域得到大量應(yīng)用，在軍事領(lǐng)域、消防、音樂(lè)等領(lǐng)域均有較廣泛的應(yīng)用。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真，可以使用模擬駕駛器進(jìn)行模擬，從而降低戰(zhàn)機(jī)、戰(zhàn)車、燃油的損耗，在進(jìn)行軍事武器研發(fā)時(shí)，可以縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。計(jì)算機(jī)仿真在消防中的應(yīng)用，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的溫度、空氣流動(dòng)速度、火荷載、逃生路線等進(jìn)行模擬，從而提高應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力，提高設(shè)計(jì)科學(xué)性。

4計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢(shì)

4.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展方向

網(wǎng)絡(luò)化仿真。仿真系統(tǒng)開發(fā)兼容性不強(qiáng)、開始周期長(zhǎng)，費(fèi)用昂貴，難以實(shí)現(xiàn)信息共享，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)取得了較大水平的提高。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)共享。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)共享能夠提高資源的利用效率，避免不必要的重復(fù)開發(fā)，減少科研經(jīng)費(fèi)。虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)發(fā)揮計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使用計(jì)算機(jī)完成對(duì)產(chǎn)品的管理和控制，虛擬制造技術(shù)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展的重要方向。

4.2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和仿真技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)很好地解決了各學(xué)科發(fā)展中的問(wèn)題，很大程度上提高了工作效率，更加形象直觀地進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，節(jié)約了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。計(jì)算機(jī)軟硬件性能得到了較大水平的提高，進(jìn)一步促進(jìn)了仿真技術(shù)的發(fā)展。仿真技術(shù)主要朝著面向?qū)ο蟮姆抡娼?、分布式仿真、智能仿真等方向發(fā)展。

4.2.1面向?qū)ο蠓抡娼０l(fā)揮計(jì)算機(jī)的符號(hào)處理能力，可以提高人們對(duì)仿真對(duì)象的認(rèn)知速度，與傳統(tǒng)的人工建模有著較大的進(jìn)步。面向?qū)ο蟮姆抡娼?，可以最大程度提高系統(tǒng)的建模能力。此外，面向?qū)ο蟮姆抡娼２僮麟y度小，更容易使用，可以發(fā)揮仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

4.2.2分布式仿真分布式仿真將不同分布位置的計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，形成時(shí)間空間相互禍合虛擬仿真環(huán)境。分布式仿真系統(tǒng)由幾個(gè)子模型組成。部分是仿真系統(tǒng)中，主要有動(dòng)態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)分割技術(shù)、功能分割技術(shù)等。

4.2.3智能仿真在仿真的不同階段引入知識(shí)表達(dá)和處理技術(shù)，可以縮短仿真建模時(shí)間，提高模型效率，幫助用戶做出最優(yōu)決策，及時(shí)修正模型，界面更加智能化，增加仿真系統(tǒng)的尋優(yōu)能力。

4.2.4其他仿真一些仿真可以實(shí)現(xiàn)高度的可視化，對(duì)仿真過(guò)程進(jìn)行形象展示，便于研究人員真實(shí)地對(duì)仿真過(guò)程進(jìn)行分析，易于理解。動(dòng)畫仿真能夠?qū)⒙曇?、視圖等元素加入其中，交互性更強(qiáng)。

5結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)仿真伴隨著其他學(xué)科的發(fā)展而快速發(fā)展，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)很好滴解決了其他學(xué)科的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)仿真經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單的原型到物理模型，再到今天的動(dòng)態(tài)顯示仿真過(guò)程，并可實(shí)現(xiàn)可視化操作。多媒體技術(shù)、人工智能、可視化等技術(shù)同仿真技術(shù)的結(jié)合，仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將更加廣泛。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)生活中會(huì)發(fā)揮更大的作用，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王莉.計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在自動(dòng)化物流系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化與儀器儀表,2015(04):51-52+55.

[2]周杰.檔案高仿真復(fù)制技術(shù)——檔案館應(yīng)用傳統(tǒng)手工復(fù)制和計(jì)算機(jī)高仿真技術(shù)的研究[J].檔案學(xué)研究,2013(05):54-57.

[3]胡媛,吳正一,胡小峰,戴星.計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在優(yōu)化就醫(yī)序列中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)醫(yī)院管理,2013(06):33-35.

[4]李劍虹,涂贛峰,戚喜全,毛繼紅,呂定雄,馮乃祥.我國(guó)鋁電解槽計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的研究發(fā)展及現(xiàn)狀[J].材料與冶金學(xué)報(bào),2010(03):173-179.

篇5

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；服裝工藝；教學(xué)與學(xué)習(xí)；應(yīng)用與實(shí)踐

尖端計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展為虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展提供了重要的科學(xué)基礎(chǔ)和形成依據(jù)。這使得服裝工藝教學(xué)產(chǎn)生了新的思路和成果。虛擬仿真技術(shù)作為一種媒體交互技術(shù)，通過(guò)發(fā)揮它自身獨(dú)有的特點(diǎn)（如交互性強(qiáng)、模擬真實(shí)、選擇多樣、使用靈活等），讓服裝工藝教學(xué)能夠在虛擬環(huán)境中將服裝設(shè)計(jì)中各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)踐環(huán)境和實(shí)踐過(guò)程以直觀的方式傳達(dá)給學(xué)生。由此，學(xué)生能夠清晰而深刻地發(fā)現(xiàn)實(shí)物處理中會(huì)出現(xiàn)的種種問(wèn)題和需要注意的各種細(xì)節(jié)。讓學(xué)生達(dá)到對(duì)專業(yè)技能應(yīng)用性更深刻的理解，便于學(xué)生充分掌握教學(xué)知識(shí)，對(duì)所使用的專業(yè)技術(shù)理解更加完善，以此來(lái)高效而深層次地達(dá)到服裝工藝教學(xué)的目的。本文將從虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)中的特征和其在服裝工藝教學(xué)中的應(yīng)用這兩個(gè)方面來(lái)展開探索和討論。

1虛擬仿真技術(shù)在服裝教學(xué)中的應(yīng)用特點(diǎn)

虛擬仿真技術(shù)在應(yīng)用于服裝教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)配置虛擬的實(shí)踐環(huán)境，調(diào)配虛擬的實(shí)踐器材，有著降低教學(xué)資金投入、簡(jiǎn)化教師描述現(xiàn)象、便于學(xué)生直觀理解生產(chǎn)流程及掌握專業(yè)知識(shí)等特點(diǎn)。具體應(yīng)由如下三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行考慮和討論：第一，服裝工藝教學(xué)最終要為服裝市場(chǎng)服務(wù)，因此不能單獨(dú)思考，要同時(shí)結(jié)合與服裝生產(chǎn)企業(yè)，以此來(lái)確保服裝工藝教學(xué)時(shí)，為達(dá)到其教學(xué)目的所需要的實(shí)用性和實(shí)踐性。第二，服裝工藝的教學(xué)不僅要讓學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中明確和掌握對(duì)服裝生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及其解決方法，更要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，所以需要做到將服裝工藝教學(xué)與服裝企業(yè)產(chǎn)品的模擬生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合。第三，通過(guò)仿真虛擬技術(shù)來(lái)建立完善且合理的教學(xué)體系，讓服裝工藝教學(xué)的過(guò)程被擴(kuò)充和豐富，同時(shí)注重學(xué)生的思維和獨(dú)立性，達(dá)到因材施教。接下來(lái)筆者將具體描述虛擬仿真技術(shù)在服裝教學(xué)中的三個(gè)應(yīng)用特點(diǎn)。

（1）仿真的教學(xué)情景。應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，對(duì)服裝企業(yè)的生產(chǎn)場(chǎng)景進(jìn)行一個(gè)虛擬化的演示，并同時(shí)建立出仿真的服裝生產(chǎn)場(chǎng)景，是學(xué)生能夠親眼體驗(yàn)到實(shí)踐情景的保證。在這種虛擬的實(shí)踐場(chǎng)景中，學(xué)生能感受真實(shí)生產(chǎn)中的氛圍和環(huán)境，并考慮操作步驟和會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題。這種模擬能夠激發(fā)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力，這便是虛擬仿真技術(shù)的第一個(gè)特點(diǎn)――教學(xué)情景仿真性。

（2）形象的教學(xué)方式。虛擬仿真技術(shù)的第二個(gè)特色是具有教學(xué)方式形象性。在應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)時(shí)，會(huì)有一個(gè)直觀而立體的影像展示在學(xué)生面前，這個(gè)虛擬的影像包含了服裝企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)與生產(chǎn)流程。這種通過(guò)眼鏡直接接受的信息，比起傳統(tǒng)的書面或課件傳授，會(huì)讓服裝工藝的教學(xué)更利于學(xué)生接受，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)服裝工藝專業(yè)知識(shí)技能的理解與掌握。

（3）實(shí)用的教學(xué)內(nèi)容。服裝工藝學(xué)科作為一門技術(shù)性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的學(xué)科，對(duì)學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)的能力要求很高。通過(guò)虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建的仿真實(shí)踐平臺(tái)，能夠讓學(xué)生在虛擬實(shí)踐中對(duì)其過(guò)程和處理有實(shí)感的體驗(yàn)。這無(wú)疑在很大程度上降低了學(xué)生和教學(xué)者展示實(shí)踐，進(jìn)行實(shí)踐和理解實(shí)踐的硬件難度。因此，虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)中第三個(gè)特點(diǎn)便是教學(xué)內(nèi)容使用性。這種特性充分地體現(xiàn)了虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)中的重要意義，它不僅提高了服裝工藝教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量與效率，更為社會(huì)培養(yǎng)了許多現(xiàn)代化的、高質(zhì)量的生產(chǎn)技術(shù)型人才。

2服裝工藝教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

為了將虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)中的上述三個(gè)特點(diǎn)發(fā)揮出來(lái)，需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)合理的虛擬仿真平臺(tái)來(lái)與之配合。其中，又需要?jiǎng)澐殖煞抡孳浖脚_(tái)和仿真硬件平臺(tái)這兩個(gè)子平臺(tái)。

（1）虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)軟件平臺(tái)上的應(yīng)用。仿真軟件平臺(tái)的創(chuàng)建有助于實(shí)現(xiàn)服裝工藝虛擬仿真教學(xué)。它在虛擬仿真教學(xué)的直觀表現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息交互和數(shù)字化表現(xiàn)等方面都起著主導(dǎo)地位。仿真軟件平臺(tái)在協(xié)作性上的教學(xué)形式和教學(xué)情景的虛擬表達(dá)以及教學(xué)內(nèi)容的仿真?zhèn)鬟f都至關(guān)重要，沒(méi)有仿真軟件平臺(tái)的搭建很難講虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于服裝工藝的教學(xué)中。而將服裝企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)作為主要內(nèi)容，通過(guò)建立仿真模型，并創(chuàng)造一個(gè)虛擬的仿真環(huán)境來(lái)表現(xiàn)給服裝工藝教學(xué)就是仿真軟件平臺(tái)的本質(zhì)。它在外部配合仿真操作界面搭建了一個(gè)虛擬的仿真實(shí)踐環(huán)境，而在內(nèi)部則是對(duì)生產(chǎn)技術(shù)實(shí)踐模式進(jìn)行了一段仿真演示。要構(gòu)建仿真軟件平臺(tái)，首先要對(duì)服裝工藝虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)軟件有一個(gè)明確的理解，在此之上進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā)。當(dāng)服裝工藝虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)軟件完成后，還需要根據(jù)課程和教學(xué)目的來(lái)進(jìn)行一個(gè)服裝工藝虛擬仿真課件的設(shè)計(jì)與制作。服裝工藝虛擬仿真課件的制作需要將學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐作為參考依據(jù)，最終通過(guò)虛擬仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬的服裝企業(yè)生產(chǎn)流程，讓學(xué)生能夠獲取一個(gè)逼真的生產(chǎn)場(chǎng)景，并且實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)操作的仿真。使學(xué)生能夠在服裝工藝教學(xué)中處于一個(gè)虛擬的教學(xué)場(chǎng)所中，身歷其境地以一位企業(yè)服裝工作者的身份感受虛擬仿真操作。在虛擬化的工作中完成服裝企業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)，這時(shí)學(xué)生可以更加清晰地了解實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，充分掌握生產(chǎn)知識(shí)。

（2）虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)硬件平臺(tái)上的應(yīng)用。當(dāng)學(xué)生對(duì)專業(yè)技能進(jìn)行學(xué)習(xí)研究和實(shí)踐時(shí)，則需要搭建仿真硬件平臺(tái)來(lái)為學(xué)生構(gòu)筑一個(gè)工作場(chǎng)所，并且配備相應(yīng)的工具。換言之，仿真硬件平臺(tái)是虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)中硬件設(shè)施的基礎(chǔ)。而服裝工藝教學(xué)應(yīng)用到虛擬仿真技術(shù)時(shí)，仿真硬件平臺(tái)所提供的場(chǎng)所和工具的完善程度，將承載著服裝工藝教學(xué)的質(zhì)量與效率。仿真硬件平臺(tái)的特點(diǎn)有如下兩個(gè)：第一，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行仿真。第二，對(duì)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行虛擬表現(xiàn)。構(gòu)建一個(gè)完善的服裝工藝虛擬仿真硬件平臺(tái)，其實(shí)踐的設(shè)置和實(shí)訓(xùn)室的布置為重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。服裝企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程需要的特點(diǎn)，應(yīng)在設(shè)施實(shí)踐中充分體現(xiàn)出來(lái)。無(wú)論是器械還是設(shè)備的配比，都可根據(jù)服裝企業(yè)生產(chǎn)車間的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的配比和模擬。當(dāng)然，如果條件允許，在仿真硬件平臺(tái)中配置一些并沒(méi)有被現(xiàn)代服裝企業(yè)所廣泛使用的高端先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備也是可以的，這些基礎(chǔ)設(shè)施能夠幫助培養(yǎng)學(xué)生在服裝工藝上的創(chuàng)新意識(shí)。仿真硬件平臺(tái)的配置應(yīng)當(dāng)盡可能與現(xiàn)代服裝企業(yè)相似，為學(xué)生創(chuàng)造仿真度高的生產(chǎn)格局，達(dá)到一個(gè)虛擬實(shí)踐需求的實(shí)踐氛圍和環(huán)境，并通過(guò)這種方式來(lái)匹配學(xué)生在實(shí)際的服裝工藝實(shí)踐時(shí)基本的硬件需求。

篇6

關(guān)鍵詞：仿真；化工教育；應(yīng)用

1 工仿真技術(shù)的意義與現(xiàn)狀

化工仿真系統(tǒng)指的是運(yùn)動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬化工生產(chǎn)的過(guò)程和裝置，并對(duì)其進(jìn)行分散系統(tǒng)控制。其工作原理是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力，建立化工生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，再現(xiàn)其真實(shí)的變化過(guò)程。分散控制系統(tǒng)即Distributed Control System，它是一種利用微型計(jì)算機(jī)或微處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的集中管理和分散控制的系統(tǒng)。

國(guó)外已經(jīng)將化工仿真系統(tǒng)廣泛投入到實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用之中，許多新的生產(chǎn)工藝和設(shè)備制造方法都由仿真技術(shù)進(jìn)行模擬，以便對(duì)該工藝與設(shè)備投入實(shí)際生產(chǎn)的可行性進(jìn)行分析論證，許多化工生產(chǎn)人員在上崗之前也必須經(jīng)過(guò)仿真培訓(xùn)來(lái)提高其實(shí)際操作能力。受其影響，我國(guó)許多大型企業(yè)也逐漸開始將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)引入到平時(shí)的生產(chǎn)和對(duì)員工的培訓(xùn)過(guò)程中。

現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展正變得越來(lái)越大型化和復(fù)雜化，其連續(xù)化、集成化和自動(dòng)化的特點(diǎn)使其對(duì)工人素質(zhì)的要求越來(lái)越高。在如今這個(gè)要求工業(yè)生產(chǎn)更高產(chǎn)、更優(yōu)質(zhì)、能源消耗更低、污染更低、生產(chǎn)過(guò)程更加安全的前提下，傳統(tǒng)的“師傅帶徒弟”的員工培訓(xùn)方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)進(jìn)步的要求了，我們需要的是一種更科學(xué)、更全面、更有效的培訓(xùn)與教學(xué)方式，于是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)因運(yùn)而生。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)就是利用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬實(shí)際中的生產(chǎn)過(guò)程，它不需要投入原料、零風(fēng)險(xiǎn)、不會(huì)產(chǎn)生多余的時(shí)間浪費(fèi)，大大提升了學(xué)生和員工的實(shí)際操作能力，在提高培訓(xùn)質(zhì)量的同時(shí)縮短了培訓(xùn)時(shí)間、降低了培訓(xùn)費(fèi)用，對(duì)我國(guó)化工職業(yè)教育的發(fā)展具有重要的意義。

2 仿真技術(shù)的優(yōu)越性

2.1 實(shí)用性強(qiáng)

化工仿真技術(shù)可以通過(guò)模擬一個(gè)與實(shí)際情況近乎相同的環(huán)境，來(lái)讓使用者更直觀、更生動(dòng)的感受產(chǎn)品制作的工藝流程，更仔細(xì)的觀察儀器設(shè)備的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和操作方法，具有短時(shí)間內(nèi)使學(xué)生細(xì)致了解化工生產(chǎn)過(guò)程中，單元操作的方法和技巧的特點(diǎn)。

化工生產(chǎn)常常伴隨著許多危險(xiǎn)，加之其設(shè)備昂貴、試驗(yàn)投入的經(jīng)費(fèi)較高，學(xué)生往往很難獲得實(shí)踐操作的訓(xùn)練機(jī)會(huì)。計(jì)算機(jī)化工仿真技術(shù)則完美的解決了這個(gè)問(wèn)題。學(xué)生可以利用仿真系統(tǒng)反復(fù)的進(jìn)行操作訓(xùn)練，這大大增加了學(xué)生對(duì)設(shè)備和工藝流程的熟練程度，當(dāng)遇到問(wèn)題和故障時(shí)，學(xué)生也能冷靜應(yīng)對(duì)、妥善處理，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解能力和實(shí)際操作的能力。

再者，在涉及到化工設(shè)備講解的課堂上，傳統(tǒng)的看圖紙、聽(tīng)老師講解的教學(xué)方法很難讓學(xué)生對(duì)設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)完整而全面的認(rèn)識(shí)，老師也不可能找一臺(tái)機(jī)器細(xì)致的拆分給學(xué)生看，這就導(dǎo)致理論知識(shí)脫離了實(shí)踐應(yīng)用。而化工仿真系統(tǒng)卻能通過(guò)計(jì)算機(jī)的模擬，呈現(xiàn)出一個(gè)完整而細(xì)致的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，學(xué)生在計(jì)算機(jī)上練習(xí)設(shè)備操作流程的時(shí)候如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，仿真系統(tǒng)也會(huì)做出相應(yīng)的提示，通過(guò)總結(jié)錯(cuò)誤的產(chǎn)生原因，就能達(dá)到讓學(xué)生更深刻的理解理論知識(shí)的目的。

2.2 互動(dòng)性強(qiáng)

傳統(tǒng)的化工教學(xué)往往是單向的，學(xué)生只能單方面的對(duì)機(jī)械進(jìn)行操作，機(jī)械設(shè)備并不能給學(xué)生們提供一個(gè)反饋。但化工仿真系統(tǒng)不同，它實(shí)現(xiàn)了讓學(xué)生與實(shí)訓(xùn)對(duì)象的互動(dòng)，設(shè)備會(huì)根據(jù)學(xué)生的操作產(chǎn)生不同的提示效果，這在增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力的同時(shí)，也使得學(xué)生們充分發(fā)揮了其主觀能動(dòng)性，這是在真實(shí)試驗(yàn)中難以實(shí)現(xiàn)的。

2.3 效率高

化工生產(chǎn)是一個(gè)緩慢的過(guò)程，有的化工原料需要一段極長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)、變化，這就使得在實(shí)際的訓(xùn)練過(guò)程中，學(xué)生們往往要花費(fèi)大量的時(shí)間去觀察、等待其變化結(jié)果，因此老師也沒(méi)辦法顧及到每個(gè)學(xué)生所遇到的問(wèn)題，而且這個(gè)變化過(guò)程是不可逆的，如果學(xué)生遺漏了一些重要的變化過(guò)程，只能通過(guò)二次試驗(yàn)重新觀察，導(dǎo)致教學(xué)效率極其低下?；し抡婕夹g(shù)恰好解決了這個(gè)問(wèn)題。在化工仿真系統(tǒng)中，學(xué)生只要操作或原料配制正確，計(jì)算機(jī)就能以最短的時(shí)間將整個(gè)化學(xué)變化的過(guò)程展現(xiàn)在學(xué)生們的面前，學(xué)生還可以根據(jù)實(shí)際需要暫?；蚣铀龠@個(gè)變化過(guò)程，大大提高了試驗(yàn)的質(zhì)量和效率。

2.4 安全性高

正如前文所說(shuō)，化工試驗(yàn)往往伴隨著極高的安全風(fēng)險(xiǎn)，高溫、高壓、易燃、易爆、腐蝕、有毒是化工生產(chǎn)的標(biāo)志性特點(diǎn)。這就導(dǎo)致在實(shí)際訓(xùn)練中，為了保證學(xué)生的安全，而不得不忽略一些重要環(huán)節(jié)，使得學(xué)生不能完整的去認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的全過(guò)程。而化工仿真模式不僅能模擬整個(gè)的實(shí)際變化情況以便學(xué)生觀察，更是毫無(wú)安全隱患，這是實(shí)踐中根本不可能達(dá)到的效果。

3 提高化工仿真技術(shù)的建議

3.1 深入發(fā)展仿真教學(xué)軟件

化工仿真技術(shù)的優(yōu)越性已在上文進(jìn)行了詳細(xì)的論述，其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，但我們不能就此止步不前。一方面，計(jì)算機(jī)都是在理想情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬的，在實(shí)際操作中難免會(huì)出現(xiàn)一些特殊問(wèn)題，這就需要我們?cè)趯?shí)際的工作實(shí)踐中加強(qiáng)觀測(cè)力度，及時(shí)的為仿真系統(tǒng)導(dǎo)入新的數(shù)據(jù)以確保其準(zhǔn)確性；另一方面，現(xiàn)行的仿真教學(xué)軟件只是一個(gè)初級(jí)的模擬程序，隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的更新?lián)Q代，我們要不斷更新模擬程序，為學(xué)生提供一個(gè)更準(zhǔn)確，更真實(shí)的仿真系統(tǒng)。

3.2 提高仿真教學(xué)的時(shí)間

各大高校和企業(yè)應(yīng)為學(xué)生和員工提供更多的仿真教學(xué)機(jī)會(huì)，這不僅能幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)、提高實(shí)踐動(dòng)手能力，更能通過(guò)不斷的實(shí)際應(yīng)用歸納總結(jié)仿真技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，以便日后建立更完善的仿真教學(xué)系統(tǒng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

化工仿真技術(shù)為化工專業(yè)的學(xué)生和在職員工提供了一個(gè)將理論與實(shí)際相結(jié)合的學(xué)習(xí)平臺(tái)，彌補(bǔ)了實(shí)踐教學(xué)中教學(xué)手段和特殊條件的限制。為各大高等院校引入化工仿真技術(shù)可以大大提高教學(xué)的效率，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，保證了我國(guó)化工職業(yè)教育的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]包巨南，黃鈴.論化工仿真教學(xué)在高等職業(yè)教育中的應(yīng)用[J].山東化工，2009（5）.

[2]張祖鷹.仿真技術(shù)在教學(xué)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用研究[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用，2008（4）.

篇7

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù) 虛擬現(xiàn)實(shí) 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)

一、計(jì)算機(jī)仿真發(fā)展歷史

仿真模擬方法可以追溯到1773年，法國(guó)科學(xué)家用仿真模擬的方法做物理實(shí)驗(yàn)，然而，第一個(gè)用這種方法做隨機(jī)試驗(yàn)的人也許是美國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家E.L De forest，那是在1876年。比較早而且著名的蒙特卡羅方法使用者是W.S.Gosseet。他在1908年以”Student”為筆名時(shí)，使用了蒙特卡羅方法來(lái)證明他的t分步法；盡管蒙特卡羅法起源于1876年，但是直到約75年后，它才命名為蒙特卡羅法。其原因是直到數(shù)字計(jì)算機(jī)出現(xiàn)以前，這種方法在許多重要問(wèn)題上不能運(yùn)用。從1946年到1952年數(shù)字計(jì)算機(jī)在一些科研機(jī)構(gòu)得到發(fā)展。

與今天的計(jì)算機(jī)相比，早期的計(jì)算機(jī)預(yù)算速度慢且不能存儲(chǔ)任何東西。現(xiàn)在可并行計(jì)算機(jī)已成主流。自計(jì)算機(jī)誕生以來(lái)，性能的提高，幾乎是每四五年提高100倍，每十年提高1萬(wàn)倍的速度持續(xù)發(fā)展著。

二、仿真的定義和分類

1.仿真定義

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是以數(shù)學(xué)理論、相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究的一門綜合性技術(shù)。

仿真是在數(shù)字計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的數(shù)字化技術(shù)，它包括數(shù)字與邏輯模型的某些模式，這些模型描述某一事件和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，在若干周期內(nèi)的特征。

系統(tǒng)仿真是建立在控制理論、相似理論、信息處理技術(shù)和計(jì)算技術(shù)等理論基礎(chǔ)之上的，以計(jì)算機(jī)和其它專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)真實(shí)或假想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，并借助于專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和信息資料對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研究，進(jìn)而作出決策的一門綜合性的和試驗(yàn)性的學(xué)科。

三、需求牽引 技術(shù)推動(dòng)

相互推動(dòng)

計(jì)算機(jī)技術(shù)作為一個(gè)獨(dú)立的研究領(lǐng)域已有多年的歷史，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，除了本身日趨成熟，并且或得了廣泛運(yùn)用外，目前正面臨挑戰(zhàn)。

“需求牽引、技術(shù)推動(dòng)“是促使計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在近年內(nèi)去得飛速發(fā)展的重要。計(jì)算機(jī)仿真的形成是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的結(jié)果。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)首先可以以高效地處理科學(xué)數(shù)據(jù)和解釋科學(xué)數(shù)據(jù)。其次，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)豐富了信息交流手段。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的形成推動(dòng)工業(yè)發(fā)展、提高工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的需要。

四、仿真軟件

仿真軟件的應(yīng)用和定義

仿真建模軟件系統(tǒng)，是為科研人員進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)提供支持的系統(tǒng)。如果在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)必做一場(chǎng)軍事演習(xí)，那么科研人員就是這場(chǎng)軍事演習(xí)的指揮官，仿真建模系統(tǒng)則為這場(chǎng)演習(xí)提供場(chǎng)地和手段。他能為指揮官加工信息、預(yù)計(jì)結(jié)果和進(jìn)行輔助決策。其用途非常廣泛，經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高。仿真軟件是一項(xiàng)面向仿真用途的專用軟件，他的特點(diǎn)是面向用戶、面向問(wèn)題。仿真軟件一般是由模型和描述語(yǔ)言、翻譯程序、使用程序、算法庫(kù)、函數(shù)庫(kù)、模型庫(kù)、運(yùn)行控制程序等組成。應(yīng)具有建模、運(yùn)行控制、結(jié)果處理以及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)等組成。

五、計(jì)算機(jī)仿真的基本理論

計(jì)算機(jī)仿真是由系統(tǒng)工程、現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的新型學(xué)科。

計(jì)算機(jī)仿真是一種科學(xué)方法，科學(xué)研究通常有三種途徑：理論推導(dǎo)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和仿真模擬。

計(jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)學(xué)科的相互作用促進(jìn)了進(jìn)算計(jì)技術(shù)的發(fā)展。在本質(zhì)上數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)的靈魂。

在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)中引入人工智能技術(shù)，能夠優(yōu)化系統(tǒng)，做到有優(yōu)化機(jī)制自動(dòng)修改系統(tǒng)參數(shù)，并啟動(dòng)仿真模塊，最終獲得最優(yōu)解，但在離散事件系統(tǒng)仿真重這種機(jī)制還處于研究階段。

新技術(shù)的研究開發(fā)、利用，大大提高計(jì)算機(jī)的仿真軟件的功能與性能，解決計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)開發(fā)的軟件瓶頸問(wèn)題。隨著以智能化、集成化、自動(dòng)化、并行化、開放化以及自然化、為標(biāo)志的計(jì)算機(jī)仿真軟件新技術(shù)的深入研究、開發(fā)、利用，不僅是仿真軟件的功能與性能迅速提高，而且有可能從根本上解決仿真軟件生產(chǎn)率低下的問(wèn)題。結(jié)合軟件工程實(shí)踐，探討軟件理論，有可能從理論弄清楚軟件開發(fā)的復(fù)雜度，進(jìn)而采取有效的測(cè)試進(jìn)行控制，從理論與實(shí)踐兩方面解決計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)開發(fā)的軟件瓶頸問(wèn)題。

六、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的支撐技術(shù)

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的支撐技術(shù)主要有分布式計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、協(xié)同式計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、沉浸式計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)分布式，既是由于數(shù)據(jù)分布的需要，也是應(yīng)用分布式計(jì)算環(huán)境進(jìn)行并行計(jì)算，以達(dá)到實(shí)時(shí)顯示目的的重要手段，分布式計(jì)算平臺(tái)有互聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)機(jī)組成，包括高性能的SMP和DSM多處理器、工作站/PC機(jī)機(jī)群系統(tǒng)。

來(lái)自不同地區(qū)、不同學(xué)科的學(xué)者過(guò)去式通過(guò)出差或開會(huì)等方式進(jìn)行交流的，現(xiàn)在，隨著高速網(wǎng)絡(luò)投入使用，采用多媒體技術(shù)支持下是、的CSCW技術(shù)可以達(dá)到快捷、高效協(xié)同工作的目的。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)采用傳統(tǒng)上為虛擬環(huán)境所裝用的投影式顯示設(shè)備，標(biāo)志著這兩個(gè)研究方向融合的發(fā)展趨勢(shì)。由于沉浸式顯示設(shè)備能使用戶獲得臨場(chǎng)感，更有利于用戶獲得對(duì)數(shù)據(jù)的直觀感受，有助于結(jié)果的分析。

七、仿真系統(tǒng)的作用和意義

隨著軍事和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，仿真已成各種復(fù)雜系統(tǒng)研制工作的一種比不可少的手段。尤其是在航空航天領(lǐng)域，仿真即使已是飛行器和衛(wèi)星運(yùn)載工具研制必不可少的手段。在研制、堅(jiān)定、和定形全過(guò)程必須全面的應(yīng)用先進(jìn)的仿真技術(shù)。否則，任何新型的、先進(jìn)的飛行器和運(yùn)載工具的研制都將是不可能的。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在軍事的應(yīng)用是很廣泛的，如運(yùn)用交戰(zhàn)模型進(jìn)行的計(jì)算機(jī)仿真，新型武器裝備發(fā)展過(guò)程中的仿真、部隊(duì)作戰(zhàn)訓(xùn)練方面的仿真、高層論證和規(guī)劃計(jì)劃中的仿真、軍事作戰(zhàn)理論和學(xué)術(shù)研究中的仿真、作戰(zhàn)指揮和戰(zhàn)爭(zhēng)計(jì)劃中的仿真，以及戰(zhàn)后后勤保障的仿真等。

參考文獻(xiàn)

篇8

關(guān)鍵詞：仿真技術(shù)；液壓挖掘機(jī)；聯(lián)合仿真

液壓挖掘機(jī)是一種功能典型、工況復(fù)雜、用途非常廣泛的工程機(jī)械，特別是在中國(guó)這樣一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，幾乎在所有的基礎(chǔ)建設(shè)中都要用到挖掘機(jī)。節(jié)能型挖掘機(jī)就成為發(fā)展的方向和趨勢(shì)，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行液壓挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)成為目前主要的先進(jìn)設(shè)計(jì)手段之一。

1　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)產(chǎn)生的背景

1.1傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷

傳統(tǒng)批量產(chǎn)品的開發(fā)過(guò)程通過(guò)單件產(chǎn)品的模型試驗(yàn)來(lái)獲取信息，然后再制造物理樣機(jī)來(lái)核查設(shè)計(jì)要求是否達(dá)到。要加快設(shè)計(jì)周期，滿足市場(chǎng)需求，可以采用“并行設(shè)計(jì)”的思想，但是產(chǎn)品有實(shí)質(zhì)性變化時(shí)設(shè)計(jì)需要反復(fù)試驗(yàn)和修正，影響了并行設(shè)計(jì)的效果。要有效地加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，最合理的方法是加快樣機(jī)的試制。由于物理樣機(jī)的試驗(yàn)和改進(jìn)延長(zhǎng)了設(shè)計(jì)周期，多個(gè)樣機(jī)的制造更導(dǎo)致成本高昂，可見(jiàn)傳統(tǒng)的基于物理樣機(jī)的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)模式有待改進(jìn)。

1.2市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要

隨著世界經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，必須縮短新產(chǎn)品研制和開發(fā)，降低產(chǎn)品的研發(fā)成本，進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì).計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)就是在這種迫切需要的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生的。

1.3仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可能性

計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展，為計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了良好的支持和技術(shù)環(huán)境。仿真技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展與CAD技術(shù)的成熟及大規(guī)模推廣應(yīng)用分不開。此外，機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模理論的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)使得參數(shù)化機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)“軟模型”得以很好實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展，加上數(shù)值算法的進(jìn)步，加快了復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型仿真運(yùn)算速度，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)及動(dòng)畫顯示技術(shù)的提高，為虛擬樣機(jī)技術(shù)提供了良好的用戶交互界面。

2　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

雖然現(xiàn)有的仿真工具可以有效輔助產(chǎn)品某個(gè)功能單元的設(shè)計(jì)開發(fā)，但隨著產(chǎn)品規(guī)模和復(fù)雜程度的不斷增長(zhǎng)，分系統(tǒng)問(wèn)的關(guān)系也越來(lái)越復(fù)雜。僅靠傳統(tǒng)的單領(lǐng)域仿真已經(jīng)很難滿足對(duì)整個(gè)產(chǎn)品或其某個(gè)復(fù)雜子系統(tǒng)的功能和行為分析。目前，有不少商用仿真軟件本身里邊有好多模塊，它既可以對(duì)一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行聯(lián)合仿真，同時(shí)也提供了與其他仿真軟件之間的接口。通過(guò)這些接口，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域建模，并提供聯(lián)合仿真運(yùn)行功能。

3　聯(lián)合仿真技術(shù)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是串行的過(guò)程，從設(shè)計(jì)到產(chǎn)品的批量生產(chǎn)按照從前至后的順序進(jìn)行。在整個(gè)過(guò)程中各個(gè)小組往往把注意力集中在各自的細(xì)節(jié)上而忽略了整機(jī)性能，最終產(chǎn)品集成后存在沖突缺陷。

聯(lián)合仿真技術(shù)采用數(shù)字仿真的形式進(jìn)行虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)，仿真模型的參數(shù)就是物理樣機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，虛擬樣機(jī)因?yàn)閰?shù)修改方便，相比物理樣機(jī)而言是“軟模型”，能輕易地實(shí)現(xiàn)原型的多樣化，柔性好。無(wú)需制造實(shí)物樣機(jī)就可預(yù)測(cè)產(chǎn)品的性能.節(jié)省了物理樣機(jī)制造時(shí)間，降低了開發(fā)成本，減少了風(fēng)險(xiǎn)。

4　仿真技術(shù)與液壓挖掘機(jī)開發(fā)

4.1復(fù)雜產(chǎn)品仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀

復(fù)雜產(chǎn)品通常涉及眾多學(xué)科領(lǐng)域，其每個(gè)子系統(tǒng)都可能是由各學(xué)科領(lǐng)域的零部件組成。眾多的子系統(tǒng)相互作用，組成一個(gè)有機(jī)的整體，展示出產(chǎn)品的外觀和功能。

仿真通過(guò)對(duì)所要研究系統(tǒng)模型的開發(fā)，幫助人們了解系統(tǒng)的行為，使人們?cè)诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)階段即可對(duì)產(chǎn)品行為進(jìn)行全面的分析，并有可能根據(jù)產(chǎn)品行為進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。復(fù)雜產(chǎn)品由于自身的復(fù)雜性，開發(fā)難度大、時(shí)間長(zhǎng)、成本高，因此要求將仿真應(yīng)用于其設(shè)計(jì)中，使企業(yè)能以更短的時(shí)間、更好的質(zhì)量、更低的成本推出自己的產(chǎn)品。在過(guò)去的10—20年內(nèi)，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，仿真技術(shù)已在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到大量應(yīng)用。

4.1.1系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真現(xiàn)狀

虛擬樣機(jī)是一種新型的設(shè)計(jì)、開發(fā)和評(píng)估手段，其在工程中的應(yīng)用是通過(guò)商業(yè)化軟件實(shí)現(xiàn)的。由于系統(tǒng)仿真技術(shù)能夠滿足真實(shí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，通過(guò)建立機(jī)械系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)。使得在物理樣機(jī)建造前便可分析出它們的工作性能，因而其日益受到國(guó)內(nèi)外機(jī)械領(lǐng)域的重視。目前，國(guó)際上有20多家公司在這個(gè)日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)，比較有影響的有美國(guó)MSC.Soflware公司的ADAMS、比利時(shí)LMS公司的DADS等。

4.1.2液壓控制系統(tǒng)仿真現(xiàn)狀

從20世紀(jì)70年代初開始，國(guó)外開始進(jìn)行液壓系統(tǒng)和元件的計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真研究，經(jīng)過(guò)幾十年的研究開發(fā)，液壓仿真軟什的性能實(shí)現(xiàn)了從原先的精度低、速度慢，發(fā)展到精度高、速度快：從只能處理線性系統(tǒng)發(fā)展到能處理非線性系統(tǒng)；從復(fù)雜的編程和輸入發(fā)展到交互友好的圖形用戶界面等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓系統(tǒng)仿真技術(shù)得到了迅速發(fā)展，近幾年來(lái)，各款老牌的液壓仿真軟件公司紛紛推出了面目一新的版本，例如，英國(guó)的Bathfp、瑞典的Hopsan等。

4.1.3聯(lián)合仿真現(xiàn)狀

目前。人們已經(jīng)開始將機(jī)械、控制、電子和軟件等多領(lǐng)域的聯(lián)合仿真應(yīng)用于汽車、鐵路車輛、作戰(zhàn)系統(tǒng)等復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，例如：福特公司將整車多體動(dòng)力學(xué)仿真和汽車姿態(tài)控制系統(tǒng)仿真集成，通過(guò)機(jī)械、控制的多領(lǐng)域聯(lián)合仿真，使機(jī)械設(shè)計(jì)人員和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠更好地進(jìn)行通信和協(xié)同工作，極大地縮短了產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間。

雖然聯(lián)合仿真已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用，但目前的應(yīng)用還存在諸多局限，主要體現(xiàn)在：通常只能做到機(jī)械、控制和液壓等少數(shù)領(lǐng)域的聯(lián)合仿真。通常只能局限于單臺(tái)計(jì)算機(jī)上集中進(jìn)行，分布式協(xié)同建模和分布式仿真運(yùn)行幾乎不可能。

4.2仿真技術(shù)在液壓挖掘機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用

4.2.1國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)液壓挖掘機(jī)行業(yè)近年來(lái)雖有很大發(fā)展，但與國(guó)外挖掘機(jī)行業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在許多不足，設(shè)計(jì)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有較大的差距。國(guó)內(nèi)眾多的研究人員和單位對(duì)液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)進(jìn)行了不少研究，開發(fā)了設(shè)計(jì)軟件，他們的研究基本上局限于某些問(wèn)題的解決，關(guān)于工作裝置設(shè)計(jì)參數(shù)分析和在CAD上其自動(dòng)設(shè)計(jì)的綜合研究文獻(xiàn)還沒(méi)有。因此，開發(fā)出的軟件缺少通用性，不能用于挖掘機(jī)一些通用問(wèn)題的解決，對(duì)液壓挖掘機(jī)進(jìn)行分析的大型通用軟件目前市場(chǎng)上還很少。

4.2.2國(guó)外應(yīng)用現(xiàn)狀

仿真技術(shù)在國(guó)外工程機(jī)械的很多方面都得到應(yīng)用，如車輛懸架設(shè)計(jì)、發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和沖擊特性預(yù)測(cè)、駕駛員行為特性仿真、挖掘功率預(yù)測(cè)及工作效率預(yù)測(cè)等多方面都成功地應(yīng)用了仿真技術(shù)。

篇9

（西安外事學(xué)院工學(xué)院，陜西 西安 710000）

【摘要】現(xiàn)在單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）因其技術(shù)慢慢成熟，逐漸成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用中不可缺少的重要方面，單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）技術(shù)的開發(fā)與運(yùn)用徹底改變了傳統(tǒng)的固有思路。本文選取電子琴系統(tǒng)作為例子來(lái)介紹仿真技術(shù)在單片機(jī)開發(fā)中的運(yùn)用，并以單片機(jī)MCS-51和AT89S51軟硬件協(xié)同（hardware-software codesign）的仿真技術(shù)來(lái)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行模擬效仿,主要目的是為了突出單片機(jī)的普及程度,然后進(jìn)一步對(duì)單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展起到促進(jìn)的作用。

關(guān)鍵詞 仿真技術(shù)；單片機(jī)；應(yīng)用

0　概述

單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）操作起來(lái)方便快捷，而且單片機(jī)能夠很準(zhǔn)確地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可謂是速度快、效率高，正因?yàn)檫@樣，單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）被廣泛應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域，可以稱的上是計(jì)算機(jī)的左膀右臂，更是其不可缺少的重要分支。往后，單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）內(nèi)的RAM、ROM存儲(chǔ)容量越來(lái)越大，編程也會(huì)越來(lái)越方便，輸入/輸出端口會(huì)變得更多功能化，工作溫度范圍更廣、可靠性更高、抗干擾能力更強(qiáng)、內(nèi)部資源會(huì)變得更為豐富。

與此同時(shí)，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)以計(jì)算機(jī)的硬件和軟件為基本的工作平臺(tái)因?yàn)榧呻娐泛陀?jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展已經(jīng)發(fā)展成為可以獨(dú)當(dāng)一面，甚至可以是作為替代品來(lái)完成電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要工具。其中FPGA是一種新興的可編程邏輯器件(PLD),與其它可編程邏輯器件(PLD)相比,具有更高的密度、更快的工作速度和更大的編程靈活性，F(xiàn)PGA是一種新興的可編程邏輯器件可以取代現(xiàn)有的全部微機(jī)接口芯片實(shí)現(xiàn)微機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器、地址譯碼等多種功能具有更高的密度、更快的工作速度和更大的編程靈活性被廣泛應(yīng)用于各種電子類產(chǎn)品中[1]。單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）的優(yōu)點(diǎn)良多，如果一定要舉例說(shuō)明，那首先提到的一定是它物超所值并且操作起來(lái)簡(jiǎn)單靈活、數(shù)據(jù)處理的能力極為突出……而FPGA的高速規(guī)范等特點(diǎn)能使這兩個(gè)設(shè)備相互結(jié)合，以后的發(fā)展前景無(wú)限。

（1）單片機(jī)的含義

單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）又稱微控制器，誕生于1971年（由intel公司研制），是一種由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成的集成電路，優(yōu)點(diǎn)在于可靠性高、體積小、擴(kuò)展靈活、應(yīng)用軟件配套并且能耗小、價(jià)格低等。單片機(jī)的發(fā)展分為早期、中期、當(dāng)前三個(gè)主要階段，經(jīng)歷了由Single Chip Microcomputer到Micro Controller Unit再到System on Chip的升級(jí)階段，單片機(jī)的發(fā)明對(duì)于電子信息技術(shù)而言是向前踏進(jìn)了一大步。

第一階段是初級(jí)單片機(jī)形成的階段，該階段的特點(diǎn)是存儲(chǔ)器容量較小，尋址范圍<4K,沒(méi)有串行接口，指令系統(tǒng)功能弱。

第二階段是高性能單片機(jī)階段，該階段的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)體系較第一階段而言更加完善且性能大大提高，面向控制的特點(diǎn)更是進(jìn)一步突出（其中，MCS-51為單片機(jī)中的經(jīng)典款）。

第三階段是微控制器化階段，該階段的特點(diǎn)是片內(nèi)面向測(cè)控系統(tǒng)外圍電路增強(qiáng)，使單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）可以在復(fù)雜的自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)和設(shè)備中方便靈活地運(yùn)用。

（2）單片機(jī)的應(yīng)用

單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）因?yàn)槭裁丛识黄髦兀M(jìn)而可以被廣泛的應(yīng)用呢？其實(shí)究其主要原因該是因?yàn)閱纹瑱C(jī)（Single-Chip Microcomputer）能被更輕松地應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)之中。單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）數(shù)量眾多（遠(yuǎn)超過(guò)PC機(jī)和其他計(jì)算的總和），甚至在數(shù)量上從某種意義而言竟然比人類的總和還多，可見(jiàn)其數(shù)量之多！單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）的家族隨著科學(xué)的發(fā)展慢慢壯大起來(lái)，如今，幾乎所有能接觸到的電子產(chǎn)品（如手機(jī)、電話、計(jì)算器）中都少不了集成有單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）的存在，機(jī)電一體化產(chǎn)品（如B超、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等）中也有它，實(shí)時(shí)工業(yè)控制（如溫度控制、生產(chǎn)線控制等）中也有它，交通領(lǐng)域（如工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車）中同樣也會(huì)發(fā)現(xiàn)它的蹤跡。

單片機(jī)的發(fā)展可以使人們的生活質(zhì)量得到很大的提高，因?yàn)閱纹瑱C(jī)能夠使家電網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)增強(qiáng)，隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷升級(jí)與精進(jìn)，會(huì)使我們的生活更加的便捷。

1　單片機(jī)的分類

單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）有了新的發(fā)展，根據(jù)市場(chǎng)的需求，單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）的運(yùn)行速度不斷得到提高，用戶可以根據(jù)產(chǎn)品的需要進(jìn)行速度的選擇。

單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）根據(jù)二進(jìn)制運(yùn)算的結(jié)果可以分為8位、16位、32位單片機(jī)等……可以根據(jù)使用場(chǎng)合的不同分為高端單片機(jī)和低端單片機(jī)，也可以根據(jù)通用類型來(lái)區(qū)分，分為通用型和專用型單片機(jī)[2]。甚至可以根據(jù)涉及的領(lǐng)域來(lái)進(jìn)行單片機(jī)的分類，如家用類、通信類、軍工類等單片機(jī)的類型。

2　有關(guān)仿真技術(shù)

仿真技術(shù)(Simulation Techniques)是以仿真工具（Simulator）為探索方法，仿真軟件（simulation software）為探索目標(biāo)，通過(guò)建立仿真模型(Simulation Models) 和進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)（simulation experiment）的方法來(lái)對(duì)自己猜測(cè)的結(jié)論進(jìn)行初步研究、初步分析、初步評(píng)估，進(jìn)過(guò)一些列分析后再更深入地進(jìn)行深層次的研究、分析、評(píng)估，并根據(jù)取得結(jié)果來(lái)對(duì)自己的結(jié)論進(jìn)行判定的綜合技術(shù)。仿真技術(shù)(Simulation Techniques)不像大的工程，進(jìn)行該項(xiàng)技術(shù)完全不需要被場(chǎng)地、氣象、環(huán)境等所束縛，可以根據(jù)需求反復(fù)進(jìn)行，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)(Simulation Techniques)也在快速地與時(shí)俱進(jìn)，仿真系統(tǒng)研究的對(duì)象日趨復(fù)雜，所用的建模愈來(lái)愈復(fù)雜，規(guī)模也愈來(lái)愈大且可以涉及的范圍也十分廣泛。它與很多學(xué)科都有千絲萬(wàn)縷的關(guān)系，可以毫不夸張的說(shuō)仿真技術(shù)(Simulation Techniques)是一門綜合多種學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)。

隨著仿真技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)(Simulation Techniques)的應(yīng)用目的變得多樣化、全面化。仿真技術(shù)(Simulation Techniques)是作為對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)的輔助工具而應(yīng)用的，其目的可以包括但不僅限于系統(tǒng)的研究、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析、系統(tǒng)的測(cè)試與評(píng)估、操作人員的培訓(xùn)等……

仿真技術(shù)(Simulation Techniques)的應(yīng)用不僅僅限于產(chǎn)品，更可以來(lái)進(jìn)行方案論證，戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)論證、設(shè)計(jì)分析、生產(chǎn)制造、試驗(yàn)、維護(hù)、訓(xùn)練等各個(gè)有需要的階段，除此之外，仿真技術(shù)(Simulation Techniques)還可以用于多個(gè)或單個(gè)系統(tǒng)中，可謂是以較低的費(fèi)用取得最好的可能性。

3　仿真技術(shù)在單片機(jī)開發(fā)中的應(yīng)用探討（電子琴系統(tǒng)設(shè)計(jì)）

關(guān)于低級(jí)別的模擬，軟件和硬件協(xié)同仿真技術(shù)（hardware-software codesign）對(duì)此研究還比較完善，與普通的不同（軟件調(diào)試環(huán)境、微處理器模型和硬件協(xié)同仿真RTL描述），它在相對(duì)良好的環(huán)境中，自備控制接口通過(guò)一個(gè)系列軟件（經(jīng)由處理器和硬件交互發(fā)起）來(lái)和軟件環(huán)境和硬件環(huán)境進(jìn)行對(duì)接，我們?cè)谶@里以電子琴的開發(fā)為例，介紹軟硬件協(xié)同仿真技術(shù)（hardware-software codesign）在電子琴系統(tǒng)中的應(yīng)用。

3.1　整體設(shè)計(jì)

現(xiàn)在我們以電子琴系統(tǒng)舉例子進(jìn)行說(shuō)明，仿真板（emulator）是硬件仿真（hardware simulation）和調(diào)試界面，系統(tǒng)執(zhí)行（system performs）、單步執(zhí)行（single step）、監(jiān)控?cái)帱c(diǎn)等功能都是經(jīng)由單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）仿真軟件來(lái)對(duì)它們進(jìn)行負(fù)責(zé)和處理的。AT89S51 /MCS-51單片機(jī)、矩陣鍵盤（matrix keyboard ）、音頻模塊（NAMTM）和顯示模塊（display module）應(yīng)該被包括在電子琴的系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中。這樣子進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以該系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)的前期來(lái)驗(yàn)證其正確性和性能效率為主要目的。

3.2　MCS-51單片機(jī)

3.2.1　關(guān)于整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

MCS-51單片機(jī)由Intel公司生產(chǎn)，由于運(yùn)用時(shí)間較早，影響面又大，已經(jīng)成為了行業(yè)中的標(biāo)桿，且該單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）采用兩種半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)，一種采用高速度、高密度和短溝道HMOS工藝。另一種是采用高速度、高密度和低功耗的互補(bǔ)金屬氧化物的CHMOS工藝。

3.2.2　關(guān)于單片機(jī)的設(shè)計(jì)

MCS-51單片機(jī)以一個(gè)8位CPU為首，該CPU就像人類的大腦一樣，是MCS-51單片機(jī)的指揮臺(tái)，指令由CPU發(fā)出，然后根據(jù)CPU發(fā)出的指令，CPU會(huì)有相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)對(duì)指令進(jìn)行讀入和分析，MSC-51單片機(jī)內(nèi)含的所有部件都受CPU的控制。這個(gè)CPU是由8位算術(shù)/邏輯運(yùn)算部件ALU、布爾處理器、定時(shí)/控制部件和若干寄存器等主要部件組成。

MCS-51單片機(jī)的3個(gè)寄存器，分別是內(nèi)部有工作寄存器、專用寄存器和特殊功能寄存器。

MCS-51單片機(jī)的兩個(gè)存儲(chǔ)器是分別獨(dú)立的，可以儲(chǔ)存不同的東西，按儲(chǔ)存類型分為程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩個(gè)存儲(chǔ)器各的尋址系統(tǒng)均不相同，而控制信號(hào)、功能和分開編址則統(tǒng)稱為哈佛結(jié)構(gòu)（Harvard architecture）。

3.2.3　仿真設(shè)計(jì)難點(diǎn)

如何進(jìn)行源程序編輯中的查找和替換是仿真設(shè)計(jì)的一大難點(diǎn)，為了可以對(duì)源程序提供的查找和替換功能進(jìn)行又快又準(zhǔn)地編輯,在對(duì)其進(jìn)行編輯處理時(shí)時(shí),（焦點(diǎn)雖然處于編輯位置）但是查找替換功能依然沒(méi)有辦法順利進(jìn)行下去，此刻應(yīng)該想到將焦點(diǎn)放到查找和替換的窗口上,想辦法讓系統(tǒng)能夠暫時(shí)性地生成一個(gè)編輯窗體對(duì)象進(jìn)行焦點(diǎn)的定位,使在編輯窗體內(nèi)查找和替換內(nèi)容的操作這一項(xiàng)設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)。MCS-51的CPU不僅是一個(gè)龐大的類，而且是仿真軟件的核心，這些大類可分為：數(shù)據(jù)傳送類、算術(shù)運(yùn)算類、邏輯運(yùn)算及移位類、控制轉(zhuǎn)移類、位操作類等，不僅如此，還需要對(duì)CPU內(nèi)部的所有資源(內(nèi)部RAM,寄存器,位操作區(qū))進(jìn)行定義。

3.3　AT89S51單片機(jī)

3.3.1　關(guān)于單片機(jī)的設(shè)計(jì)

AT89S51單片機(jī)，其中有40個(gè)引腳，4K字節(jié)閃存芯片上的程序存儲(chǔ)器，128 字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，32個(gè)外部雙向口，五個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)嵌套中斷，兩個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，兩個(gè)全雙工串行通信端口，WDT電路，片上時(shí)鐘振蕩器，低功耗、高性能的8 位芯片[3]。芯片兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集和80C51引腳結(jié)構(gòu)，使用高密度，非易失性內(nèi)存技術(shù)，可為許多嵌入式控制應(yīng)用提供具有成本效益的解決方案。

3.3.2　關(guān)于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

電子琴系統(tǒng)具有的按鍵數(shù)量較其他而言略多，因此這次例子中將其按矩陣結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行排列，盡管鍵盤按矩陣的結(jié)構(gòu)排列比按連接式結(jié)構(gòu)排列相比，不論是從識(shí)別方式還是其他都要更加的復(fù)雜，不過(guò)這樣可以使端口的利用頻率得到提高。各個(gè)按鍵之間（包括每一行和每一列）行線和列線要根據(jù)電阻器的功率作參考進(jìn)行對(duì)應(yīng)的連接，而按鍵的狀態(tài)只會(huì)顯示數(shù)字“0”和“1”。當(dāng)按鈕沒(méi)有被按下的時(shí)候，輸出端行線的產(chǎn)量高，這說(shuō)明鍵按還沒(méi)有被按下時(shí)，下列線輸入能夠和芯片鏈接，而一旦某一個(gè)鍵被按下，輸入端電壓會(huì)顯示變低，我們可以通過(guò)觀察輸入線的狀態(tài)得知有沒(méi)有按鍵是被按下的狀態(tài)，這可以使系統(tǒng)的性能得到提高。

3.3.3　在設(shè)計(jì)中對(duì)音頻模塊和顯示模塊的設(shè)計(jì)

對(duì)AT89S51使用音頻脈沖刺激其定時(shí)器，每個(gè)反向輸出脈沖的時(shí)間不斷地經(jīng)過(guò)反向、反向、再反向的過(guò)程，然后通過(guò)蜂鳴器發(fā)出剛剛流程中產(chǎn)生出不同頻率的脈沖信號(hào)后，優(yōu)美的音樂(lè)就誕生了，這就構(gòu)成了使電子琴系統(tǒng)的音頻模塊形成的基本因素。另外，將AT89S51 單片機(jī)的P2 端口連接到一共陰數(shù)碼管a－h(huán) 的引腳上，可以實(shí)現(xiàn)電子琴系統(tǒng)的顯示模塊，能夠在數(shù)碼管上循環(huán)顯示數(shù)字0-9，總之，單片機(jī)仿真技術(shù)由于考慮到軟件的實(shí)際情況，模擬運(yùn)行驗(yàn)證可以更真實(shí)的應(yīng)用環(huán)境，系統(tǒng)設(shè)計(jì)更容易早期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，克服芯片的開發(fā)成本高的缺點(diǎn)[4]。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行一番模擬和操作，不僅能降低開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，還能減少開發(fā)的時(shí)間和開發(fā)的成本得到。

把共陰極數(shù)碼管a-h這8個(gè)引腳連到AT89S51單片機(jī)的P2端口的P2.0-P2.7，來(lái)形成電子琴系統(tǒng)應(yīng)用的顯示模塊，數(shù)碼管在應(yīng)用中可以將數(shù)字0-9顯示出來(lái)。

簡(jiǎn)而言之，在進(jìn)行系統(tǒng)仿真的設(shè)計(jì)和開發(fā)時(shí)有幾點(diǎn)是必須要考慮到的，那就是軟件和單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）的實(shí)際情況以及運(yùn)行并驗(yàn)證仿真模擬軟件的可行性有多大，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案落實(shí)之前，一些前期的問(wèn)題要盡可能的考慮周全，要將“三思而后行”的觀念落到實(shí)處，這樣可以使將來(lái)在軟件運(yùn)行時(shí)有可能發(fā)生的問(wèn)題得到避免，并且節(jié)約了成本，避免了投資浪費(fèi)的情況發(fā)生，同時(shí)這也是對(duì)人力和物力的節(jié)省，使單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）技術(shù)的設(shè)計(jì)開發(fā)成本在可行性范圍內(nèi)大幅度地降低。

4　總結(jié)

當(dāng)今社會(huì)，殺毒軟件和防火墻越來(lái)越智能化，但是歸根結(jié)底這些軟件主要還是針對(duì)用戶的操作系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、檢測(cè)和防御病毒。那么針對(duì)一些具有高要求的企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)，提前計(jì)劃和部署相應(yīng)的安全解決方案是非常有必要的。不難理解，對(duì)于一些不安裝任何防火墻和殺毒軟件的電腦，公司的重要文件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)泄露機(jī)密的可能性是很大的。但是，根據(jù)我們的實(shí)踐可以知道，大多數(shù)情況下安全管理軟件和防毒軟件會(huì)互相沖突、互相報(bào)錯(cuò)，并且這問(wèn)題不容易解決。但現(xiàn)如今，我們可以通過(guò)仿真技術(shù)在單片機(jī)開發(fā)中的應(yīng)用很好地解決這個(gè)（安全管理軟件與防毒軟件相互沖突）問(wèn)題，這樣就會(huì)使得企業(yè)信息安全得到了很大的保障，安全性得到了提高，繼而減輕了企業(yè)IT的工作負(fù)擔(dān)和工作內(nèi)容。

考慮以上因素，微控制器硬件因?yàn)檐浻布f(xié)同（hardware-software codesign）仿真技術(shù)的研發(fā)，所以不再需要模擬的全部功能，不僅如此，該技術(shù)的創(chuàng)造發(fā)明能讓一個(gè)成功的系統(tǒng)設(shè)計(jì)增強(qiáng)信心。換而言之，軟硬件協(xié)同（hardware-software codesign）仿真技術(shù)能讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的調(diào)整更加簡(jiǎn)便，能提前評(píng)估設(shè)計(jì)的性能，還可以讓軟硬件的檢測(cè)更加的容易。軟硬件協(xié)同（hardware-software codesign）仿真技術(shù)的研發(fā)在單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）開發(fā)中表現(xiàn)出了卓越的仿真能力，這無(wú)條件地讓這個(gè)技術(shù)搖身一變成為現(xiàn)今最好的仿真工具之一，據(jù)此可得，仿真技術(shù)在單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）開發(fā)的進(jìn)程中具有非凡地推廣意義。在此，我們不難預(yù)測(cè)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的日益完善，單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）仿真技術(shù)能實(shí)現(xiàn)單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）開發(fā)應(yīng)用的最大效益并且日后的應(yīng)用一定會(huì)更加廣泛。

參考文獻(xiàn)

［1］李列文.FPGA低功耗設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)研究[D].中南大學(xué),2014.

［2］談發(fā)明.基于中低端單片機(jī)的搶占式RTOS精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)[D].南京理工大學(xué),2009.

［3］徐金增.單片機(jī)編程仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].山東師范大學(xué),2009.

篇10

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；生產(chǎn)系統(tǒng)；應(yīng)用研究

1前言

21世紀(jì)是科技的時(shí)代，在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中都有計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，所謂計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備與操作系統(tǒng)的一種仿真環(huán)境，對(duì)不同的物體與信息進(jìn)行分析與加工，同時(shí)仿真技術(shù)也能將真實(shí)的事物變?yōu)樘摂M的環(huán)境，幫助用戶更好的感受到聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)的效果，在仿真環(huán)境中用戶可以同計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬的互動(dòng)，真正實(shí)現(xiàn)身臨其境的效果，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)最為重要的一個(gè)特點(diǎn)就是構(gòu)想性，能夠通過(guò)仿真技術(shù)讓人們更好的理解抽象的東西，并將這些東西以三維立體的形式表現(xiàn)出來(lái)。為了更好的適應(yīng)市場(chǎng)的需求，提高生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，減少投資風(fēng)險(xiǎn)，就需要讓企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)高效的、可靠的運(yùn)行與生產(chǎn)。從目前來(lái)看，生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與管理中還存在很多的問(wèn)題，由于系統(tǒng)自身具有一定的復(fù)雜性在調(diào)度的時(shí)候也比較困難，因此利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是最有效、簡(jiǎn)單的方法，本文就對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行具體的分析。

2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

2．1生產(chǎn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)

生產(chǎn)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真是一種系統(tǒng)建模與實(shí)驗(yàn)分析的方式，它能將生產(chǎn)資源、工藝路線、庫(kù)存與管理等信息都結(jié)合起來(lái)，根據(jù)系統(tǒng)的活動(dòng)過(guò)程來(lái)代替數(shù)學(xué)方式進(jìn)行描述，在理解上也更加容易理解，全面的反映出生產(chǎn)系統(tǒng)的特征與過(guò)程，近年來(lái)，仿真技術(shù)在我國(guó)制造業(yè)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，主要用于解決以下方面的問(wèn)題:(1)生產(chǎn)系統(tǒng)的改造與重組。通過(guò)生產(chǎn)系統(tǒng)的流程進(jìn)行仿真的分析，然后將各個(gè)部分的關(guān)系進(jìn)行量化。(2)在制造單元分析問(wèn)題上建立起仿真模型，確保相關(guān)資源的配置情況以及系統(tǒng)的合理性，估算出系統(tǒng)生產(chǎn)能力以及設(shè)備故障對(duì)系統(tǒng)的影響，從這些方面來(lái)確定出方案。(3)在生產(chǎn)系統(tǒng)仿真模型建立完成之后，生產(chǎn)管理人員就可以對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的策略進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)模型可能造成的結(jié)果來(lái)做出最科學(xué)的管理措施。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的這些功能，讓計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在制造業(yè)中獲得更大的發(fā)展。在生產(chǎn)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的分析過(guò)程中，包括三個(gè)方面的內(nèi)容:第一是根據(jù)調(diào)查研究來(lái)確定系統(tǒng)需要解決的問(wèn)題，然后建立起概念模型并對(duì)相應(yīng)的系統(tǒng)規(guī)則、變量、元件等進(jìn)行論證，在此過(guò)程中除了設(shè)計(jì)人員之外，相關(guān)企業(yè)管理人員也要參與進(jìn)來(lái)進(jìn)行論證。第二是根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)仿真的問(wèn)題提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后對(duì)仿真模型進(jìn)行初始化將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，同時(shí)輸出最后的仿真結(jié)果。第三是對(duì)仿真的結(jié)果進(jìn)行分析從而提供更多的決策依據(jù)。

2．2生產(chǎn)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)例

用于生產(chǎn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真工具主要有三種類型:第一是計(jì)算機(jī)算法語(yǔ)言例如C語(yǔ)言、C++、Fortrun等，第二種類型是通用的仿真程序語(yǔ)言，第三種是計(jì)算機(jī)仿真軟件。計(jì)算機(jī)算法語(yǔ)言與通用的仿真程序語(yǔ)言都需要設(shè)計(jì)人員具備很好的編程能力，這兩種工具的運(yùn)用相對(duì)困難一些，計(jì)算機(jī)仿真軟件就沒(méi)有這些缺點(diǎn)，它有著簡(jiǎn)單、易掌握的特點(diǎn)，同時(shí)所有的數(shù)據(jù)都可以在一個(gè)圖形界面中完成是目前使用最廣泛的應(yīng)用，在國(guó)外很多的企業(yè)都開發(fā)了這種軟件，例如Automod、Witness等，在進(jìn)行實(shí)際操作的時(shí)候要建立起一個(gè)系統(tǒng)規(guī)劃模型，在這個(gè)車間中應(yīng)該包括兩臺(tái)數(shù)控車床、一臺(tái)清洗機(jī)、一套檢測(cè)設(shè)備，如果加工作業(yè)到達(dá)車間的時(shí)間為20分鐘，那么就應(yīng)該按照1:1的比例來(lái)分配工作量，車間需要有一位技術(shù)人員來(lái)復(fù)雜加工與檢驗(yàn)入庫(kù)的工作，同時(shí)為了擴(kuò)大車間的生產(chǎn)能力提高設(shè)備使用率，應(yīng)該適當(dāng)?shù)膶?duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行完善與改造，如果車間需要雇傭3個(gè)技術(shù)人員，那么加工過(guò)程中的搬運(yùn)時(shí)間就為2分鐘，并且加工中的搬運(yùn)時(shí)間就由設(shè)備的長(zhǎng)度與速度來(lái)決定的，每條輸送裝置的長(zhǎng)度為50m，速度為40m/min，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的仿真可以看出，利用仿真可以對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的描述，這也是為提高生產(chǎn)系統(tǒng)的效率提供依據(jù)，這只是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的實(shí)例過(guò)程，對(duì)于比較復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)只依靠人的能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要想仔細(xì)的對(duì)這些因素進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)就應(yīng)該采用更加先進(jìn)的辦法，將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)加以完善對(duì)管理人員的幫助也就更加明顯了。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行說(shuō)明，可以看出，隨著我國(guó)制造業(yè)進(jìn)程的不斷深入，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)投入使用并得到了廣泛的好評(píng)，它能夠解決制造業(yè)系統(tǒng)中的復(fù)雜問(wèn)題，還可以應(yīng)用于自動(dòng)制造系統(tǒng)的研究，可以說(shuō)有著很好的發(fā)展前景，在計(jì)算機(jī)不斷普及的今天，相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員在該領(lǐng)域做出了很多的討論與嘗試，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行分析也是最經(jīng)濟(jì)、有效的方式，相信未來(lái)我國(guó)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用，邁上新的歷史階段。

參考文獻(xiàn):

［1］孫迪，王昊．計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］．通訊世界，2016(06)．

［2］林雅婷．基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)優(yōu)化研究［J］．商場(chǎng)現(xiàn)代化，2015(27)．

［3］何彥慶．計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)的油田生產(chǎn)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］．計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012(18)．