大學(xué)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)論文
仿真技術(shù)是近年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的熱門研究方向,利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的三維圖像模擬構(gòu)建,進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行更加直觀的研究和處理。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的大學(xué)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)論文，供大家參考。
大學(xué)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)論文篇一
汽車領(lǐng)域計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)研究
【摘要】隨著控制理論、計(jì)算技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的飛速發(fā)展,系統(tǒng)科學(xué)研究的深入,計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展為一門新的學(xué)科。信息處理技術(shù)的突飛猛進(jìn),更使得仿真技術(shù)得到了迅速發(fā)展。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是分析和研究系統(tǒng)運(yùn)行行為、揭示系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種重要手段和方法。本文分析了轎車產(chǎn)品的特點(diǎn)，研究了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車全生命周期中不同階段的應(yīng)用現(xiàn)狀，以及相關(guān)技術(shù)思想的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī);仿真技術(shù);轎車;發(fā)展
1前言
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是一門利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)。它具有經(jīng)濟(jì)、可靠、實(shí)用、安全、靈活、可多次重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為對(duì)許多復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、評(píng)估的必不可少的手段。它是以數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)和各種物理設(shè)施為設(shè)備工具,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)仿真研究的一門綜合技術(shù)。
2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)主要是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、復(fù)雜系統(tǒng)建模技術(shù)和專業(yè)建模技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。從歷史上看,計(jì)算機(jī)仿真大致經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段:
2.1模型試驗(yàn)
最原始的仿真思想,其模型試驗(yàn)是基于物理模型進(jìn)行的,缺乏柔性和精度。
2.2數(shù)字化仿真
采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析計(jì)算,但是計(jì)算結(jié)果表達(dá)局限于記錄文件和圖表上,缺乏直觀形象。
2.3圖像化仿真
大量采用豐富的圖形圖像技術(shù)來(lái)表達(dá)仿真結(jié)果,如三維圖形。
2.4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
不光采用三維圖形技術(shù)表達(dá)計(jì)算結(jié)果,而且采用特殊裝置,如戴上三維數(shù)據(jù)頭盔,觸摸儀器等,使人有身臨其境的效果。
3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的關(guān)鍵
目前,計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)主要包括:
3.1面向?qū)ο蟮姆抡?/p>
(object-OrientedSimulation-OOS)其主要是將整個(gè)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)歸屬為對(duì)對(duì)象的操作及對(duì)象信息的彼此綜合利用來(lái)實(shí)現(xiàn),對(duì)象間信息的傳送引起了系統(tǒng)的活動(dòng)。
3.2分布交互仿真
(DistributedInteractiveSimulation-DIS)主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將分散在各地的仿真設(shè)備互連,構(gòu)成時(shí)間與空間互相耦合的虛擬仿真環(huán)境。
3.3智能仿真
(IntelligenceSimulation-IS)主要是以知識(shí)為核心和人類思維行為作背景的智能技術(shù),引入整個(gè)建模與仿真過(guò)程,構(gòu)造各處基本知識(shí)的開(kāi)發(fā)途徑。是人工智能(如專家系統(tǒng)、知識(shí)工程、模式識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等)與仿真技術(shù)(如仿真模型、仿真算法、仿真語(yǔ)言、仿真軟件等)的集成化。
3.4人機(jī)和諧仿真
主要包括可視化仿真、多媒體仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)仿真。[1]
4計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
汽車產(chǎn)業(yè)是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，具有極大的發(fā)展?jié)摿?。尤其是在轎車生產(chǎn)方面同其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大差距，入世必然會(huì)對(duì)我國(guó)的民族轎車工業(yè)產(chǎn)生一定的沖擊。為了抵御這種沖擊，迫切要求我們認(rèn)真分析世界轎車工業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，學(xué)習(xí)和借鑒其中的新思想和新技術(shù)，使我國(guó)的轎車產(chǎn)業(yè)能夠順利地同國(guó)際接軌，爭(zhēng)取在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中處于有利的位置。目前世界轎車工業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)集中反映在降低生產(chǎn)成本上，即以價(jià)格優(yōu)勢(shì)去爭(zhēng)奪市場(chǎng)。圍繞著成本的降低，出現(xiàn)了許多新的發(fā)展趨勢(shì)，如開(kāi)發(fā)周期縮短化、生產(chǎn)管理精益化、目標(biāo)成本控制化、零部件采購(gòu)全球化等等。在這種情況下，傳統(tǒng)的轎車設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程顯得周期過(guò)長(zhǎng)、成本過(guò)高、而且效率低下，已經(jīng)很難適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。為了解決這些問(wèn)題，各種新的思想和技術(shù)紛紛出現(xiàn)，并被各大轎車生產(chǎn)廠家所采用，其中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)就是被廣泛應(yīng)用的技術(shù)之一。仿真技術(shù)是出自對(duì)系統(tǒng)研究的需要，用系統(tǒng)的模型對(duì)真實(shí)的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，以達(dá)到分析、研究和設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的目的而計(jì)算機(jī)仿真就是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)待分析的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字建模，并根據(jù)需要編制相應(yīng)的程序?qū)ο到y(tǒng)模型進(jìn)行仿真分析的過(guò)程。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為轎車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提供了強(qiáng)有力的工具和手段。通過(guò)將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)全面應(yīng)用于轎車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程，使得在設(shè)計(jì)階段即可以對(duì)產(chǎn)品的全生命周期進(jìn)行分析和測(cè),[2]從而保證了產(chǎn)品的制造要求、使用要求、維護(hù)要求、銷毀要求等。由于其先進(jìn)性和革命性，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)得到汽車界的廣泛重視。如福特公司第一輛樣車定型之前，已經(jīng)完成了全部仿真分析的95%以上，可以在工程開(kāi)發(fā)階段節(jié)省四千多萬(wàn)美元，在制造階段節(jié)省超過(guò)十億美元。通用公司由于在轎車設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中全面采用了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，使得開(kāi)發(fā)時(shí)間由原來(lái)的39個(gè)月減少到24個(gè)月奔馳汽車公司1998年之前已經(jīng)完成了數(shù)字化轎車的設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了較強(qiáng)的虛擬顯示技術(shù)，可以在設(shè)計(jì)階段對(duì)轎車的總體性能匹配和車身系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)等進(jìn)行仿真分析、評(píng)價(jià)和改進(jìn)。
4.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車方案階段的應(yīng)用
方案階段的主要任務(wù)是根據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展和客戶的需求等信息進(jìn)行需求定義，包括參考樣車選型、系統(tǒng)功能定義、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等等。在方案階段實(shí)際系統(tǒng)并不存在，設(shè)計(jì)人員根據(jù)不同的功能模型建立系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型，以便于比較不同方案的優(yōu)劣。盡管此時(shí)模型的粒度較粗，但仍可為設(shè)計(jì)人員提供不同方案下的比較分析結(jié)果，并為進(jìn)一步的設(shè)計(jì)提供決策依據(jù)。例如，轎車的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)就是在方案階段，對(duì)轎車產(chǎn)品的技術(shù)質(zhì)量信息、成本信息以及競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手信息進(jìn)行建模，并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用合適的理論方法綜合處理這些模型，從而產(chǎn)生出可以對(duì)設(shè)計(jì)、管理與決策提供依據(jù)的綜合知識(shí)。
4.2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用
在轎車的設(shè)計(jì)階段，各種CAD/DAE工具已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，具有比較完善的數(shù)字化基礎(chǔ)。因此這個(gè)階段的仿真活動(dòng)是同這些計(jì)算機(jī)輔助工具緊密結(jié)合的，甚至可以直接將CAD產(chǎn)品模型作為仿真模型輸入，即由CAD軟件來(lái)完成仿真建模工作，實(shí)現(xiàn)了部分的信息集成。這種信息集成是以一些圖形信息交互標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的，常用的格式有IGES、STEP等。但在實(shí)際使用時(shí)，由于各種軟件對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)支持程度的差別，某些情況下CAD模型直接導(dǎo)入到仿真軟件中會(huì)產(chǎn)生部分信息丟失現(xiàn)象，需要進(jìn)行必要的修補(bǔ)工作后才能進(jìn)行仿真分析。隨著信息集成技術(shù)的發(fā)展，這些問(wèn)題將會(huì)得到很好的解決。[3]
4.3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車制造階段的應(yīng)用
這里的制造主要是從技術(shù)角度出發(fā)，對(duì)產(chǎn)品的制造工藝的進(jìn)行數(shù)值模擬與優(yōu)化，對(duì)制造裝備的進(jìn)行數(shù)值模擬與改進(jìn)。典型的如轎車車身覆蓋件沖壓成型工藝的數(shù)值模擬、模具型面拋光仿真等等。以轎車車身覆蓋件沖壓成型工藝為例，轎車中金屬?zèng)_壓件占到總重量的3/4，整個(gè)轎車的開(kāi)發(fā)周期中，近40%的時(shí)間用于車身的設(shè)計(jì)和定型。采用傳統(tǒng)的試錯(cuò)方法來(lái)解決沖壓成型中的工藝問(wèn)題已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代轎車生產(chǎn)的需要。[4]在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的支持下，通過(guò)在計(jì)算機(jī)上建立數(shù)字化模型，用有限元方法進(jìn)行成型模擬，可以全面了解板料在成型過(guò)程中的應(yīng)力、應(yīng)變及厚度分布，預(yù)測(cè)成型缺陷，從而給設(shè)計(jì)人員提供進(jìn)行工藝分析和模具設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù)。通常所用的仿真/分析軟件有CATIA、ANSYS、ADAMS、SIMPACK等。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，板料沖壓成型的數(shù)值模擬技術(shù)已經(jīng)稱為縮短模具產(chǎn)品研制周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的必不可少的手段和工具。
4.4計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車生產(chǎn)線階段的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車生產(chǎn)線階段的主要應(yīng)用包括確定生產(chǎn)管理控制策略、車間層的設(shè)計(jì)和調(diào)度、庫(kù)存的規(guī)劃管理等。其中用于生產(chǎn)管理控制策略的仿真包括確定有關(guān)參數(shù)以及用于不同控制策略之間的比較;用于車間設(shè)計(jì)和調(diào)度的仿真主要用于對(duì)各種可能方案進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，進(jìn)而選擇出最優(yōu)方案;用于庫(kù)存管理的仿真主要目的為確定訂貨策略、確定訂貨點(diǎn)和訂貨批量、確定倉(cāng)庫(kù)的分布、以及確定安全庫(kù)存水平等等。[5]
4.5計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車銷售階段的應(yīng)用
在轎車的銷售階段，可以根據(jù)收集到的客戶和對(duì)手的信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真手段來(lái)分析和比較各種方案，進(jìn)而調(diào)整市場(chǎng)價(jià)格、制訂銷售策略等等。[6]
4.6計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車使用階段的應(yīng)用
轎車的使用階段，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)用戶進(jìn)行駕駛培訓(xùn)、維修培訓(xùn)等。同生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段的仿真相比，這種面向用戶的仿真大量應(yīng)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，由計(jì)算機(jī)全部或部分生成的多維感覺(jué)環(huán)境，使參與者產(chǎn)生沉浸感。通過(guò)這個(gè)虛擬環(huán)境，人們可以進(jìn)行觀察、感知和決策等活動(dòng)。[7]
4.7計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車回收階段的應(yīng)用
在回收階段，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以用于對(duì)產(chǎn)品拆卸分解過(guò)程提供決策支持。嚴(yán)格的說(shuō)，產(chǎn)品的可拆卸性應(yīng)該是在設(shè)計(jì)階段就予以考慮的因素。產(chǎn)品材料的使用和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性，直接影響廢舊產(chǎn)品的可拆卸和回收價(jià)值。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)產(chǎn)品回拆卸序列的分析和優(yōu)化，可以對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品給出最大回收價(jià)值的拆卸方案。[8]
參考文獻(xiàn)：
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大學(xué)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)論文篇二
電路原理教學(xué)中計(jì)算機(jī)仿真應(yīng)用
摘要：電路原理是電子信息類專業(yè)的必修課，具有理論性和邏輯性強(qiáng)、推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)，公式繁雜的特點(diǎn)，所以在電路原理教學(xué)中教學(xué)的任務(wù)中，教學(xué)難度大，教學(xué)的效果不理想。尤其是傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以滿足教學(xué)的目標(biāo)和效果。進(jìn)行教學(xué)方式和方法的改善有重要的意義。因此，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在電路原理的教學(xué)中受到極大的歡迎。本文從傳統(tǒng)電路原理教學(xué)中存在的問(wèn)題角度進(jìn)行分析，探討計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的特點(diǎn)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用以及獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，希望能對(duì)電子信息行業(yè)的工作者有一定的幫助。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真技術(shù);電路原理教學(xué);Multisin應(yīng)用
在高校的電子信息類專業(yè)中，電路原理教學(xué)是一門基礎(chǔ)課程，對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)和技能的掌握具有重要的意義[1]。然而由于抽象性較強(qiáng)、難度較大等原因教學(xué)的效果不理想。近年來(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)也逐漸普及開(kāi)來(lái)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在高校教學(xué)中的比重越來(lái)越大，有利于提高教學(xué)的效果和質(zhì)量[2]。
一、傳統(tǒng)電路原理教學(xué)中存在的問(wèn)題
電路原理教學(xué)需要作圖進(jìn)行授課，抽象性強(qiáng)。但是傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以滿足教學(xué)的要求，教學(xué)的效果低下。首先是理論性強(qiáng)、抽象。電路原理教學(xué)需要學(xué)生對(duì)電路、元件等等各個(gè)環(huán)節(jié)都要熟悉，比較注重原理概念性的教學(xué)。同時(shí)還需要學(xué)生進(jìn)行大量的計(jì)算推導(dǎo)和聯(lián)想，將抽象的東西轉(zhuǎn)化為具體的事物，所以整個(gè)課堂氣氛沉悶，學(xué)生感到枯燥乏味，教學(xué)效果不理想[3]。其次是在電路原理的教學(xué)過(guò)程中，需要畫大量的電路圖，通過(guò)圖形來(lái)進(jìn)行講解。在傳統(tǒng)的黑板教學(xué)中，圖形復(fù)雜導(dǎo)致畫圖不精確，另外也浪費(fèi)了大量的課堂時(shí)間，整節(jié)課沒(méi)有很好地利用，教學(xué)的效率不高。最后，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，難免會(huì)出現(xiàn)儀器的故障、電子元件的損壞等情況，影響實(shí)驗(yàn)的正常開(kāi)展，不僅浪費(fèi)了上課的時(shí)間，也造成了資金的浪費(fèi)，打擊了學(xué)生的動(dòng)手積極性和參與性，制約了教學(xué)工作的開(kāi)展和完成。在這種形勢(shì)下，加強(qiáng)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革尤為重要。在目前的高校電子信息類專業(yè)教學(xué)中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，教學(xué)的效果大幅度提高。
二、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的特點(diǎn)
第一是更加生動(dòng)直觀，便于學(xué)生理解。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以黑板教學(xué)為主，圖形復(fù)雜，注重理性的分析，學(xué)生很難接受。在電路原理教學(xué)中引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以將繁復(fù)的電路圖等資料詳細(xì)地繪制出來(lái)，具備直觀、生動(dòng)的界面，學(xué)生也更容易接受，有利于學(xué)生的理解和記憶。
第二是為電路原理教學(xué)提供了多重的手段。傳統(tǒng)的教學(xué)理論型較強(qiáng)，需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐茖?dǎo)和大量的計(jì)算，學(xué)習(xí)的難度較大。在教學(xué)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以把許多元件細(xì)致地描繪出來(lái)，而且更加的齊全，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了便利。另外，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)功能強(qiáng)大，不但可以保存各種工作狀態(tài)中的電路數(shù)據(jù)，還可以打印出來(lái)進(jìn)行教學(xué)。最重要的就是當(dāng)電路中出現(xiàn)短路或其他故障時(shí)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以進(jìn)行提前的預(yù)防和提醒。
第三是為課堂教學(xué)提供簡(jiǎn)單有效的實(shí)驗(yàn)方法。在電路原理教學(xué)活動(dòng)中，實(shí)驗(yàn)是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)鞏固知識(shí)具有重要意義。在教學(xué)中引進(jìn)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，保證了成本的低投入，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程避免受到其他不必要因素的影響，保證了實(shí)驗(yàn)過(guò)程的順利開(kāi)展和完成。另外，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不會(huì)造成原料和器材的損壞浪費(fèi)，可進(jìn)行長(zhǎng)期的、反復(fù)的實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高教學(xué)的效果。
三、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在電路原理教學(xué)中的應(yīng)用
一方面計(jì)算機(jī)是一種智能化的工具，在電路原理教學(xué)中，能夠自動(dòng)建立電路運(yùn)算方程，并且進(jìn)行計(jì)算，將結(jié)果通過(guò)圖形的方式表達(dá)出來(lái)。因此，在電路原理教學(xué)中，引用Multisin(電路仿真軟件)軟件進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的參與能力和動(dòng)手操作的能力，有利于幫助學(xué)生直觀地了解掌握知識(shí)，提高教學(xué)的效果。
另一方面Multisin軟件具備齊全的電子元件，并且可以進(jìn)行長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)而不必?fù)?dān)心器材和原料的損壞，資金投入較少。另外，Multisin軟件的功能齊全，可以進(jìn)行各種類型的仿真電路實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，得到詳細(xì)的數(shù)據(jù)報(bào)告和圖形，并且可以將Multisin軟件和多媒體技術(shù)相結(jié)合，在大屏幕上演示整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，讓學(xué)生更加直觀地參與、了解電路的原理，掌握專業(yè)的知識(shí)和技能[4]。
再者，因?yàn)樯鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)人才的需求，Multisin軟件應(yīng)用于電路原理教學(xué)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，對(duì)于高校教學(xué)工作具有重要意義。Multisin軟件是一款專門針對(duì)于電路設(shè)計(jì)和仿真的工具類軟件，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和多媒體技術(shù)的發(fā)展，Multisin軟件在國(guó)內(nèi)和國(guó)外的電子行業(yè)應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛，已經(jīng)成為高校電子信息類專業(yè)教師和學(xué)生進(jìn)行授課和學(xué)習(xí)的教學(xué)工具。
四、Multisin軟件在電路原理教學(xué)中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
第一是有助于幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)基本概念和原理的理解和掌握。電路原理課程具有銜接性和實(shí)踐性，因此在高校的教學(xué)活動(dòng)中，通過(guò)將Multisin軟件和PPT相結(jié)合的方式，制作一個(gè)教學(xué)用的多媒體課件，并在課件中標(biāo)明重點(diǎn)和難點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中，理論部分的學(xué)習(xí)通過(guò)PPT幻燈片制成文字進(jìn)行授課;在實(shí)驗(yàn)部分，依賴于Multisin軟件強(qiáng)大的仿真能力，利用圖形、視頻、現(xiàn)場(chǎng)操作等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行演示，將抽象的、邏輯性較強(qiáng)的文字轉(zhuǎn)變成生動(dòng)的、具體的圖像，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的良好配合。另外，在PPT幻燈片的制作過(guò)程中，可以將電路原理的仿真過(guò)程穿插到課件當(dāng)中，使整個(gè)多媒體課件內(nèi)容豐富，文字圖形的協(xié)調(diào)搭配為課件增添了吸引力，同時(shí)能夠讓學(xué)生直觀地接受知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和動(dòng)手操作能力，保證教學(xué)活動(dòng)的正常開(kāi)展和完成，促使電路原理教學(xué)實(shí)現(xiàn)改革和完善。
第二是有利于學(xué)生自己分析解決問(wèn)題，提高自主能力。在“電路原理教學(xué)”中，運(yùn)算量大，公式的運(yùn)用和推導(dǎo)復(fù)雜，造成整個(gè)電路的工作原理十分的抽象和枯燥，難以集中學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力。其次，教師在授課過(guò)程中進(jìn)行純理論知識(shí)的灌輸，用文字對(duì)電路工作的原理進(jìn)行分析和講授，學(xué)生往往是難以接受，教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”之間脫節(jié)，抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)的效果不理想。只有將理論變得生動(dòng)和具體，抽象變得形象化，學(xué)生對(duì)知識(shí)有充分的興趣，主動(dòng)地參與課堂，才能夠更好地學(xué)習(xí)和掌握電路原理，完成教學(xué)的任務(wù)和進(jìn)度。因此，在教學(xué)中引入Multisin軟件，利用Multisin軟件獨(dú)特的電路分析的能力，例如運(yùn)算放大器對(duì)數(shù)據(jù)的放大性能分析等等，學(xué)生可以自主地發(fā)現(xiàn)并解決出現(xiàn)的問(wèn)題，并在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中通過(guò)多次反復(fù)的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證結(jié)論，提高學(xué)生獨(dú)自分析問(wèn)題的能力，將對(duì)電路原理的學(xué)習(xí)從理性的認(rèn)識(shí)上升到感性的認(rèn)識(shí)。
第三是有利于幫助學(xué)生掌握電路的結(jié)構(gòu)。在電路原理教學(xué)中，需要繪制復(fù)雜的電路圖來(lái)進(jìn)行授課和設(shè)計(jì)。但是在傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)中，電路原理是通過(guò)黑板教學(xué)完成的，用手繪圖形保證不了電路繪制的準(zhǔn)確性。另外，手繪圖形的復(fù)雜導(dǎo)致學(xué)生難以辨認(rèn)，無(wú)法集中學(xué)生的注意力，造成上課的效果低下。在教學(xué)中應(yīng)用Multisin軟件后，情況大大改善。因?yàn)樵贛ultisin軟件的元器件庫(kù)中，具備數(shù)量齊全的各種電子元件，在進(jìn)行電路原理教學(xué)中所需的電子元件都可以找到，而且元件的大小并不是固定的，可以根據(jù)實(shí)際教學(xué)和實(shí)驗(yàn)所需的參數(shù)和大小進(jìn)行更換。因此在教學(xué)中繪制電路圖的效率和速度大幅度的提高，并且還可以隨時(shí)地增刪。與黑板教學(xué)相比，Multisin軟件仿真技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，成為電子信息類專業(yè)教學(xué)中的主流工具。再者，利用Multisin軟件繪制完電路圖之后，可以直接將電路圖進(jìn)行課堂的演示，在教學(xué)中對(duì)電路圖進(jìn)行仿真分析，幫助學(xué)生更加了解電路的結(jié)構(gòu)和各個(gè)元器件的作用，集中學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和能動(dòng)性，提高教學(xué)的效果。
五、結(jié)束語(yǔ)
傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)的手段已經(jīng)難以適應(yīng)時(shí)代的潮流，所以進(jìn)行教學(xué)方式的改進(jìn)和完善，應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)輔助教學(xué)是非常有必要的。電路原理這門課程的理論性和操作性強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中因?yàn)橹R(shí)比較抽象而感到難度過(guò)大，因此在教學(xué)中運(yùn)用Mul-tisin仿真技術(shù)輔助教學(xué)是非常有作用的。Multisin軟件將抽象的理論文字轉(zhuǎn)換成直觀的、具體的圖形和圖像，并且針對(duì)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)充分利用自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和PPT軟件相結(jié)合，制作內(nèi)容豐富、生動(dòng)的課件，幫助學(xué)生更好地進(jìn)行學(xué)習(xí)，了解和掌握專業(yè)的知識(shí)。將傳統(tǒng)的教學(xué)和先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了教學(xué)的效果，促進(jìn)了電子類專業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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大學(xué)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)論文篇三
瓦斯抽采系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)分析
摘要：采用可視化與計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)對(duì)瓦斯抽采工藝系統(tǒng)開(kāi)展研發(fā)，利用3DMAX和NURBS曲面技術(shù)實(shí)現(xiàn)了巷道系統(tǒng)及瓦斯抽采系統(tǒng)的仿真，結(jié)果表明：該仿真系統(tǒng)成功地展示鉆孔布置，抽采范圍以及瓦斯運(yùn)移狀況，具有直觀、生動(dòng)和易懂等特點(diǎn)，可用于煤礦安全培訓(xùn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工和培訓(xùn)學(xué)習(xí)具有一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:虛擬仿真;瓦斯抽采;計(jì)算機(jī);安全培訓(xùn)
1概述
礦井瓦斯是煤礦的主要災(zāi)害之一，預(yù)防突出的主要方法之一是預(yù)抽采瓦斯[1-3]。隨著軟件開(kāi)發(fā)應(yīng)用的高速發(fā)展，越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用到了礦井設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)中。根據(jù)瓦斯抽采形態(tài)，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)(3DMAX、NURBS曲面技術(shù))建立三維巷道仿真模型和瓦斯抽采工藝系統(tǒng)等的虛擬仿真，將整個(gè)工藝過(guò)程用模型動(dòng)作制成動(dòng)畫演示出來(lái)，直觀地展示了抽采瓦斯的相關(guān)細(xì)節(jié)，可供人員學(xué)習(xí)和培訓(xùn)應(yīng)用。
2瓦斯抽采仿真系統(tǒng)研發(fā)
本文借助計(jì)算機(jī)結(jié)合3DMAX軟件，把井下瓦斯抽采工程中的巖層、鉆場(chǎng)、巷道、瓦斯抽采管道等要素展現(xiàn)出來(lái)，在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括系統(tǒng)的智能化、三維要素的建模和顯示等，運(yùn)用控制插值算法的精度和視窗的消隱與裁剪等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多角度觀察、旋轉(zhuǎn)、透明處理等可視化功能。
2.1巷道模型仿真
以拱形巷道為例，通過(guò)NURBS中CV曲線創(chuàng)建巷道輪廓，利用UV放樣曲面生成巷道斷面，進(jìn)行UV放樣時(shí)先畫出CV曲線，當(dāng)點(diǎn)擊修改面，出現(xiàn)NURBS的工具面板，依次選擇兩條曲線即可生成巷道斷面圖形，將各條巷道用中心線條表示;利用創(chuàng)建“復(fù)合對(duì)象”中的放樣工具，拾取已創(chuàng)建的巷道斷面作為基本圖形，放樣得到立體巷道模型，輔以巷道內(nèi)部管路、軌道等設(shè)施模型設(shè)計(jì)，抽排巷道的三維巷道模型。
2.2瓦斯抽采系統(tǒng)模型仿真
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)抽采工藝，基于抽采設(shè)備的3DMAX靜態(tài)建模，模擬了抽采巷道、卸壓煤層的空間位置關(guān)系，并實(shí)現(xiàn)了鉆機(jī)，注漿泵、油泵等抽采設(shè)備的創(chuàng)建及配套。在3DMAX中設(shè)置模型透明度參數(shù)，使內(nèi)部煤巖體變得透明可見(jiàn)，設(shè)置多個(gè)角度的攝像機(jī)路徑進(jìn)行分段渲染，設(shè)定攝像線性路徑，攝像機(jī)在渲染時(shí)沿著指定路徑運(yùn)動(dòng)。打開(kāi)“修改”命令，設(shè)置攝像機(jī)鏡頭參數(shù)，達(dá)到較好的攝影效果，在渲染窗口設(shè)置視頻的幀數(shù)，控制演示速度和時(shí)間。通過(guò)仿真，清晰展示了煤層與鉆場(chǎng)、巷道層位的關(guān)系，具有較強(qiáng)的立體感，將鉆桿鉆進(jìn)，注漿封孔及瓦斯流動(dòng)真實(shí)地展現(xiàn)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了可視化，有利于工程技術(shù)人員對(duì)該工藝的了解。
3結(jié)論
本文建立的可視化瓦斯抽采計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)在一定程度上反映了瓦斯抽采的主要工藝過(guò)程，清晰地顯示鉆孔布置，抽采范圍，瓦斯運(yùn)移狀況。該仿真系統(tǒng)可直接應(yīng)用在其他煤礦企業(yè)的安全培訓(xùn)中，能夠?qū)@孔布置及參數(shù)設(shè)計(jì)模型準(zhǔn)確形象地用于培訓(xùn)教學(xué)上，同時(shí)，可為煤礦瓦斯抽采及綜合治理提供一定參考。
參考文獻(xiàn)
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