大學(xué)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)結(jié)課論文
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是電子與信息專業(yè)中重要的專業(yè)學(xué)科。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)結(jié)課論文，供大家參考。
大學(xué)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)結(jié)課論文篇一
《 復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真研究 》
現(xiàn)代社會發(fā)展中，復(fù)雜系統(tǒng)所涉及的領(lǐng)域包括軍事、醫(yī)療、政治、工程、管理、社會等，其范圍十分廣泛。對于復(fù)雜系統(tǒng)的研究需要考慮各個(gè)方面，在這種情況下，不免會給研究工作帶來極大的困難。因此，對于復(fù)雜系統(tǒng)的研究需要利用現(xiàn)代化手段，而且需要深入了解各個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)內(nèi)容，將數(shù)據(jù)信息做到統(tǒng)一收集，這樣再通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)做到對其系統(tǒng)復(fù)雜性的研究了解，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的有效應(yīng)用。本文主要通過對復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的研究與設(shè)計(jì)，了解到復(fù)雜系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，從而幫助其更好的應(yīng)用于社會中。
1關(guān)于復(fù)雜系統(tǒng)主要內(nèi)容的概述
關(guān)于系統(tǒng)一詞，著名科學(xué)家錢學(xué)森是這樣對其定義的：相互依賴、相互作用的多種組成部分之間的相互結(jié)合所形成的具有特殊功能的一個(gè)整體即為系統(tǒng)。根據(jù)其定義可以得出系統(tǒng)的三個(gè)要素：一是系統(tǒng)是多種元素的相互結(jié)合形成的;二是元素之間相互依賴、相互作用;三是具有特殊功能的一個(gè)整體。在系統(tǒng)的復(fù)雜性演化過程中主要有三個(gè)方面的發(fā)展變化。首先是組成系統(tǒng)的元素?cái)?shù)量的變化，從最初的少量變?yōu)榇罅?，再變成多?shù)量，最后變成無限量;其次是元素之間相互依賴、相互作用的變化，是從線性變化到非線性，最后變成了隨機(jī)性;最后是某種特殊功能的變化，是從元素直接功能的描述變?yōu)榻M織性的間接描述，最后演變成沒有任何形式組織的不可描述形態(tài)。對于復(fù)雜系統(tǒng)的描述沒有明確的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，而組成系統(tǒng)元素?cái)?shù)量的龐大，元素之間依賴作用關(guān)系的非線性、隨機(jī)性以及特殊功能不能用部分特性來實(shí)現(xiàn)具體化描述等這些特性構(gòu)成了所謂的復(fù)雜系統(tǒng)[1]。
2關(guān)于復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)分布智能仿真平臺的分析
2.1關(guān)于自適應(yīng)Agent仿真平臺的分析
自適應(yīng)Agent仿真平臺Swarm是美國研究復(fù)雜系統(tǒng)的桑培菲所提出的。這種仿真平臺中有著多種單機(jī)中的多數(shù)進(jìn)程或者線程組成的具有不同功能的智能主體Agent，這其中主要包含有人與計(jì)算機(jī)交互所顯示控制的Agent、在網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)交互的交互Agent、合理控制時(shí)間變化和元素管理以及通信交流的全部或部分Agent，還有就是具備自我適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的反應(yīng)Agent。關(guān)于具備自我適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的反應(yīng)Agent的結(jié)構(gòu)模型，主要是由信息緩沖MB、行為輸出MO、信息接口MI、反應(yīng)體所構(gòu)成。這其中MB和MI主要是對周邊的環(huán)境進(jìn)行良好感知，而反應(yīng)體主要是在獲取感知之后，做出適合的決策。比如，一般金融投資者的證券交易原則，其過程極為簡便：他們?nèi)绻l(fā)現(xiàn)證券價(jià)格在逐漸上升時(shí)，就會將具有上升趨勢的多數(shù)證券出手;而如果他們發(fā)現(xiàn)證券價(jià)格在迅速下降時(shí)，就會把具有下降趨勢的多數(shù)證劵買進(jìn)[2]。
2.2關(guān)于智能仿真(DSI)的分析
在經(jīng)過一段時(shí)間的發(fā)展之后，分布計(jì)算機(jī)以及人工智能技術(shù)也較為成熟，在這個(gè)時(shí)候美國桑培菲提出的Swarm自適應(yīng)仿真平臺就顯得跟不上時(shí)代的發(fā)展，再加上智能思維和仿真規(guī)范的約束，使得其自適應(yīng)仿真平臺發(fā)展相對滯后。在新時(shí)期發(fā)展下，計(jì)算機(jī)分布智能仿真平臺的設(shè)計(jì)能夠更好的發(fā)展進(jìn)步。計(jì)算機(jī)分布智能仿真平臺中的Agent支撐庫主要是對Agent創(chuàng)建結(jié)構(gòu)的支撐，從而有效統(tǒng)計(jì)分析仿真結(jié)果;對于復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)間的同步以及信息消息的傳播技術(shù)是通過仿真支撐軟件來實(shí)現(xiàn)的，面向全局服務(wù)化的Agent在整個(gè)計(jì)算機(jī)分布智能仿真平臺中只有一個(gè)，而且它的存在是為了給各個(gè)Agent提供唯一的全局Agent標(biāo)識，這樣便于有效的創(chuàng)建和取消Agent，而且能夠?qū)gent的具體位置以及具體特征做到準(zhǔn)確定位查詢。對于Agent的部分控制是在結(jié)點(diǎn)機(jī)上存在的，而且每個(gè)結(jié)點(diǎn)機(jī)上都有一個(gè)，它主要是負(fù)責(zé)復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)間的變化、做到元素的有效管理、而且負(fù)責(zé)權(quán)限的變革和結(jié)點(diǎn)之間的相互信息交流。
3復(fù)雜系統(tǒng)的智能主體和HLA/RTI功能
3.1關(guān)于復(fù)雜系統(tǒng)的智能主體
創(chuàng)建社會系統(tǒng)以及自然描述的基本模型，從而構(gòu)造智能化主體是分布人工智能的主要研究目的。這種研究為復(fù)雜計(jì)算機(jī)仿真研究提供了基礎(chǔ)保障。關(guān)于分布式人工智能可以從兩個(gè)方面來分析，分別是多主體系統(tǒng)和分布問題求解。分布式問題求解系統(tǒng)僅僅是問題的求解，主要把問題作為任務(wù)來有效分開完成，這種系統(tǒng)是自上而下的模式。而對于多主體系統(tǒng)而言也是自上而下的模式，實(shí)際研究時(shí)，需要將自主主體分別定義，而且主體之間的相互作用可能是交流、爭論還有可能是敵對關(guān)系。面對上述這種情況，智能主體就自然而然的成為復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真研究的主要方向。
3.2關(guān)于復(fù)雜系統(tǒng)的HLA/RTI功能
復(fù)雜系統(tǒng)中HLA框架中最為核心的部分就是RTI，它主要是實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)應(yīng)用、特定功能、基礎(chǔ)通信之間的有效分離。仿真過程中的，復(fù)雜系統(tǒng)中的智能主體以HLA所規(guī)范的方式實(shí)現(xiàn)與RTI數(shù)據(jù)之間的交換，從而確保主體之間的相互交流。關(guān)于RTI的綜合管理主要有六個(gè)部分功能，分別是主體管理、全局管理、屬性管理、數(shù)據(jù)分發(fā)管理、聲明管理、時(shí)間管理。主體管理是實(shí)現(xiàn)主體間的有效控制;全局管理主要是實(shí)現(xiàn)全局化的服務(wù)，主要內(nèi)容有動態(tài)控制、創(chuàng)建、主體變更等;屬性管理是主體屬性權(quán)限的控制、變化;數(shù)據(jù)分發(fā)管理則是在網(wǎng)絡(luò)上控制流量，而且利用組播技術(shù)有效交流;聲明管理是通過聲明智能主體，從而實(shí)現(xiàn)交互信息的接收;時(shí)間管理是在復(fù)雜系統(tǒng)中運(yùn)用合理的方式使其時(shí)間變化。
3.3HLA/RTI協(xié)議下的多Agent計(jì)算機(jī)分布仿真平臺
HLA框架中的RTI服務(wù)能夠提供復(fù)雜系統(tǒng)仿真環(huán)境下的多種特定功能，其中主要包括數(shù)據(jù)信息傳遞、信息事件處理、時(shí)間控制、控制主體，RTI服務(wù)能夠?yàn)槭录幚硪约熬唧w狀態(tài)變革提供良好的依據(jù)，而且便于時(shí)間的管理。MAE環(huán)境利用HLA/RTI作為支撐，能有效發(fā)揮HLA模型和RTI的多種服務(wù)，更加利于仿真環(huán)境的形成。從Agent方面來看，多Agent仿真平臺中采用HLA/RTI還不能夠使其完善，主要是缺乏Agent之間的交流支持，通過對Agent遠(yuǎn)程狀態(tài)進(jìn)行分析才能對其應(yīng)用，而且Agent也需要特定通信的支持。在Agent的決策中，最為主要的就是Agent之間的交互通信，而HLA/RTI這一框架并不能滿足相關(guān)要求。為了能夠有效的解決這一問題，需要添加中間層，這個(gè)中間層處于RTI和Agent之間。它所起的作用是將作為HLA仿真元素加入到多Agent之間通信進(jìn)行封裝解釋，這樣有效增加了Agent之間的通信交流，并且為其提供支持保障。在中間層的封裝消息，Agent之間數(shù)據(jù)流也會變多，通過RTI路由空間的限制從而控制數(shù)據(jù)信息分發(fā)數(shù)量，這樣做到合理約束數(shù)據(jù)信息，從而保證元素只得到應(yīng)該獲取的信息。通過上述的分析，了解到HLA/RTI比較適用于多Agent仿真環(huán)境，隨著HLA/RTI的不斷擴(kuò)展壯大，能夠更多的構(gòu)建多Agent計(jì)算機(jī)分布仿真平臺。
4結(jié)論
關(guān)于復(fù)雜系統(tǒng)以及其復(fù)雜性的研究分析，在我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方面有著重要影響。因此，只有對其復(fù)雜系統(tǒng)細(xì)致合理的分析，才能夠?qū)ζ鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)以及具體功能有所了解，而計(jì)算機(jī)仿真的研究與設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)，通過對復(fù)雜系統(tǒng)的模擬來掌握系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，并且通過合理的設(shè)計(jì)使其更加符合現(xiàn)代化發(fā)展社會，從而為人類提供更好的幫助。
大學(xué)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)結(jié)課論文篇二
《 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)骨科教學(xué)研究 》
現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)滲透到人類社會生活的每個(gè)角落，各行各業(yè)發(fā)展皆離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持。其中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是一種仿真系統(tǒng)模型，能夠在一定條件下對教學(xué)模型開展動態(tài)實(shí)驗(yàn)。將此種技術(shù)應(yīng)用在骨科教學(xué)中，同時(shí)結(jié)合傳統(tǒng)教育教學(xué)方法，能夠快速拓展學(xué)生知識領(lǐng)域，提高學(xué)生學(xué)習(xí)技能，進(jìn)而提高教學(xué)工作實(shí)效性。
1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢
1.1參數(shù)靈活數(shù)據(jù)加工效率較高
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的相關(guān)參數(shù)具有非常高的靈活性，能夠?qū)强平虒W(xué)課程相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、分析，并對相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目轉(zhuǎn)變提供具有針對性的服務(wù)。節(jié)約數(shù)據(jù)加工時(shí)間，提高工作效率。
1.2技術(shù)運(yùn)行穩(wěn)定仿真技術(shù)接近實(shí)物
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)運(yùn)行過程中得到的數(shù)據(jù)具有較高的準(zhǔn)確性，能夠保證運(yùn)行過程的穩(wěn)定性及可靠性。與實(shí)物模型相比，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)更具應(yīng)用價(jià)值，不僅在于仿真技術(shù)更加接近實(shí)物，更在于其制作費(fèi)用較低，能夠重復(fù)使用，且仿真技術(shù)能夠發(fā)揮與實(shí)物展示相同的教學(xué)效果。
2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在骨科教學(xué)中的應(yīng)用
將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用在骨科教學(xué)中，要與傳統(tǒng)教學(xué)方法充分結(jié)合，才能收到更加良好的教學(xué)效果。為此，主張堅(jiān)持將探究式學(xué)習(xí)作為前提，同時(shí)兼具科學(xué)性思維，為解決理論、實(shí)踐問題奠定基礎(chǔ)。為進(jìn)一步探討計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合的教學(xué)效果，選擇某學(xué)院2014年度100名骨科學(xué)生作為觀察對象，將其中50名學(xué)生作為1組，開展計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)教學(xué)+傳統(tǒng)教學(xué)方法，其余50名學(xué)生作為2組，單純采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，觀察并比較兩組學(xué)生學(xué)習(xí)效果，進(jìn)而總結(jié)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在骨科教學(xué)中應(yīng)用體會，1組學(xué)生教學(xué)方法如下：
2.1開展教學(xué)活動
2.1.1設(shè)置教學(xué)情境：按照骨科教學(xué)大綱，臨床骨科教學(xué)重點(diǎn)為主要骨折類型、各種骨折類型發(fā)病機(jī)理等。如果僅僅遵照傳統(tǒng)教學(xué)方法，這些教學(xué)內(nèi)容只能依靠具有代表性的X線片來進(jìn)行講解，或根據(jù)課本模式開展課程教授。那么學(xué)生只能簡單了解一些概念性的知識，無法深入掌握骨折發(fā)病機(jī)理，且缺乏立體形象的支撐，學(xué)生創(chuàng)造性思維將得到很大程度上的抑制。為此，要求教師負(fù)責(zé)設(shè)置計(jì)算機(jī)仿真教學(xué)情境，并根據(jù)學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況開展教學(xué)。2.1.2仿真課件制作：為突破X線片講解的局限性，教師在開展教學(xué)時(shí)，要將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)活動中。具體實(shí)施方法為：搜集正常人體不同位置骨骼CT斷層影像圖，采用有限元基本常識和逆向工程，運(yùn)用骨科醫(yī)學(xué)教學(xué)專用建模軟件對CT斷層影像圖(DICOM格式)進(jìn)行讀取。同時(shí)，采用閾值分割方法對股骨圖像進(jìn)行詳細(xì)分割，并使用面繪制算法對股骨、股骨內(nèi)部髓腔進(jìn)行三維仿真模擬。隨后，根據(jù)幾何解剖狀態(tài)，采用CAD制圖軟件對股骨假體進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.1.3優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)：在開展教學(xué)工作時(shí)，還要對教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。例如，“骨折”教學(xué)設(shè)計(jì)為例，在仿真課件制作上，不僅綜合有限元基本常識及分析模塊，還通過模擬不同應(yīng)力狀態(tài)下人體骨骼的主要受力情況，進(jìn)而進(jìn)行正確計(jì)算。同時(shí)，采用后不同顏色對其進(jìn)行定義和分布，進(jìn)而清晰、直觀的展示出各個(gè)位置骨骼受力分布情況，幫助學(xué)生理解骨折好發(fā)位置及其力學(xué)機(jī)制，進(jìn)一步掌握骨折疾病外科診療規(guī)律，為未來臨床實(shí)踐工作夯實(shí)基礎(chǔ)。另外，教師要適時(shí)對階段性學(xué)習(xí)成果進(jìn)行詳細(xì)歸納，并要求學(xué)生將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)所學(xué)知識及成果在小組中展示。指導(dǎo)教師可組織答辯活動，通過討論、交流等方式使學(xué)生進(jìn)一步深化抽象的骨科教學(xué)知識。
2.1.4教學(xué)效果評價(jià)：開展實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)一步加深學(xué)生對計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)下骨科知識的理解。對教學(xué)過程、教學(xué)效果進(jìn)行歸納和總結(jié)，幫助學(xué)生完善專業(yè)技能，并牢固掌握仿真骨科教學(xué)模式及教學(xué)方法。設(shè)計(jì)兩份問卷，分別對1組和2組學(xué)生學(xué)習(xí)成果進(jìn)行調(diào)查。要在課程開始前發(fā)放自我評定表，主要填寫內(nèi)容為思維習(xí)慣、創(chuàng)造性思維、創(chuàng)新意識等。課程結(jié)束后調(diào)查兩種教學(xué)方法對學(xué)生學(xué)習(xí)的主要影響及學(xué)習(xí)體會。
2.2學(xué)習(xí)效果評價(jià)
相關(guān)課程完成后，對1組和2組學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查。其中1組50名學(xué)生均參與調(diào)查，有效問卷為50份。2組有1份調(diào)查問卷不符合規(guī)定，予以作廢，有效問卷為49份。從表1中數(shù)據(jù)可以看出，1組學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、協(xié)調(diào)能力、思維習(xí)慣、溝通能力、合作能力等方面均有顯著提升，且優(yōu)于2組學(xué)生。
3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在骨科教學(xué)中的應(yīng)用效果
從以上數(shù)據(jù)可以看出，將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用在骨科教學(xué)中，能夠顯著提高學(xué)生各方面能力。
3.1充分調(diào)動學(xué)生積極性
興趣是學(xué)生開展主動學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動力，采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)立足于骨科教學(xué)實(shí)際，結(jié)合學(xué)生興趣、愛好及性格特點(diǎn)，合理設(shè)置教學(xué)情境。仿真技術(shù)圖文、聲像并茂，在骨科教學(xué)中，能夠使充分調(diào)動起學(xué)生的各種感官，同時(shí)組織學(xué)生在小組學(xué)習(xí)中進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，改變以往單調(diào)枯燥的教學(xué)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因此能夠提高學(xué)習(xí)積極性，加深學(xué)生對骨科知識的理解與運(yùn)用。
3.2完善教學(xué)形式
在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)教學(xué)下，學(xué)生可根據(jù)自身學(xué)習(xí)實(shí)際情況，來選擇適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容。通過合理分組確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，能夠不斷完善學(xué)習(xí)方法。教師適當(dāng)加強(qiáng)指導(dǎo)，明確教學(xué)目標(biāo)，并控制課堂討論時(shí)間，能夠進(jìn)一步完善教學(xué)形式，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，教師根據(jù)學(xué)生對仿真教學(xué)的理解程度，正確掌握時(shí)機(jī)，引發(fā)新一輪討論。而后，對課堂學(xué)習(xí)效果做出總結(jié)，指導(dǎo)學(xué)生良性互動，使骨科教學(xué)更具針對性。
3.3教學(xué)更具針對性
計(jì)算機(jī)仿真手段具有快節(jié)奏、信息重復(fù)性，將其應(yīng)用在骨科教學(xué)中，有利于節(jié)省教學(xué)時(shí)間，提高教學(xué)效率。同時(shí)，能夠增加師生間交流溝通，教師可及時(shí)得到學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的信息反饋，從而了解學(xué)生學(xué)習(xí)效果。在此基礎(chǔ)上，教師可根據(jù)不同層次學(xué)生，采取具有針對性教學(xué)策略，并對教學(xué)方法進(jìn)行靈活調(diào)整，提高教學(xué)實(shí)效性。
4計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)
4.1突出教學(xué)難點(diǎn)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合
傳統(tǒng)教學(xué)方法更加強(qiáng)調(diào)教師的講授，學(xué)生是被動地接受過程，很難真正融入教學(xué)中。要充分利用計(jì)算機(jī)仿真教學(xué)的形象性、直觀性，通過鞏固練習(xí)，加深記憶，進(jìn)而將抽象知識具體化、形象化，淡化知識難點(diǎn)，突出教學(xué)重點(diǎn)，從而達(dá)到化難為簡效果，為學(xué)生掌握知識提供方便。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)雖然能夠改變傳統(tǒng)教學(xué)枯燥無味的弊端，進(jìn)一步吸引學(xué)生的注意力。但是，若形成依賴，這種“照本宣科”的教學(xué)方法就會逐漸成為另外一種固化教學(xué)模式。因此，教師所準(zhǔn)備仿真教學(xué)案例、問題要具備典型性和代表性，利用其在教學(xué)中的優(yōu)勢與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合。
4.2開發(fā)新型教學(xué)方法
學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，不僅僅要牢固掌握骨科知識，還要結(jié)合其他醫(yī)學(xué)課程所學(xué)內(nèi)容，做到融會貫通。開發(fā)新教學(xué)方法能夠鍛煉學(xué)生交流水平，并不斷提升語言表達(dá)能力，且學(xué)生邏輯思維、創(chuàng)造性思維也會潛移默化的得到增強(qiáng)。
5結(jié)束語
骨科是醫(yī)學(xué)臨床重要學(xué)科，為社會培養(yǎng)更多專業(yè)程度高、實(shí)踐能力強(qiáng)的復(fù)合型骨科人才具有現(xiàn)實(shí)意義，因此要不斷加強(qiáng)對骨科專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)。基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在骨科教學(xué)中的突出作用，教師應(yīng)充分重視其在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用程度。同時(shí)合理規(guī)劃教學(xué)方案，確定完善的教育教學(xué)目標(biāo)，并逐漸突破原有教學(xué)模式的桎梏，提高骨科學(xué)生學(xué)習(xí)效率及教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)骨科教學(xué)的專業(yè)化，培養(yǎng)出更多全能型骨科臨床醫(yī)學(xué)人才。
大學(xué)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)結(jié)課論文篇三
《 機(jī)械零件精度加工計(jì)算機(jī)仿真模擬分析 》
引言
隨著我國技術(shù)領(lǐng)域生產(chǎn)自動化的不斷完善，作為重要組成部分的機(jī)械零件精度加工技術(shù)在生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)的重要技術(shù)手段，機(jī)械零部件加工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，能夠較好的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，對于產(chǎn)品質(zhì)量的提高都具有重要的促進(jìn)作用，在一定條件下能夠較好的提高企業(yè)的市場競爭力。機(jī)械零件精度加工最主要的目標(biāo)中，對高精度以及零件表面的質(zhì)量要求極為嚴(yán)格，由于零件加工在一定環(huán)境下呈現(xiàn)出其復(fù)雜化和不斷多樣化的形態(tài)特征，這對于機(jī)械零件加工企業(yè)來說帶來了新的問題和挑戰(zhàn)。隨著我國計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械高精度加工領(lǐng)域的而不斷應(yīng)用，出現(xiàn)了一種計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)的設(shè)備，在實(shí)際才做中以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)模擬機(jī)械零件的加工，在一定程度上較好的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的降低，促進(jìn)效率的不斷提高。
1零件精度加工過程中的圖像擬合
在零件加工的過程中，通過計(jì)算機(jī)的仿真模擬現(xiàn)實(shí)中的零件加工過程，在運(yùn)用過程中，首先需要對其特征及其數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。本文主要是通過零件處理的相關(guān)技術(shù)來對零件進(jìn)行定位，進(jìn)一步的獲得零件具體的邊緣數(shù)據(jù)信息，對此采取相應(yīng)的方式方法，獲取相應(yīng)的零件參數(shù)數(shù)據(jù)。通過對原型結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行計(jì)算機(jī)的仿真模擬操作，運(yùn)用最小二乘法的方法來對該圓形零件進(jìn)行擬合，從而能夠較為準(zhǔn)確的獲得圓形結(jié)構(gòu)零件的參數(shù)信息。通過對其進(jìn)行相關(guān)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)原理的分析，而這需要從中獲得相應(yīng)的變量關(guān)系，首先是先從一種數(shù)據(jù)中(x1,，y1)(i=1,2,3…q)中來提取相應(yīng)的自變量x以及和自變量相對應(yīng)的y變量，它們之間的函數(shù)關(guān)系可以標(biāo)識為y=G(x)。我們都知道在觀測的數(shù)據(jù)中，其自身帶有一定的隨機(jī)性的特征，因此在實(shí)際的計(jì)算中不必對函數(shù)y=G(x)中的所有點(diǎn)都要求經(jīng)過區(qū)間(x1，y1)但是在對定點(diǎn)x1的誤差要求在規(guī)定的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)其值的最小化。而剛才所說的最小二乘法的具體工作原理可以表示為，如果在其中也存在一定數(shù)據(jù)變量關(guān)系(x1,，y1)(i=1,2,3…q)，需要在相關(guān)函數(shù)空間內(nèi)尋找一個(gè)相對應(yīng)的函數(shù)y=Z1(x)的函數(shù)關(guān)系，經(jīng)過計(jì)算使其誤差平方和為：而公式中Z(x)=βqU0(x)+βyU1(x)+…βqUq(x)其中(p<q)從公式中我們可以看出，零件在邊緣數(shù)據(jù)值可以作為其內(nèi)在的圓孔的邊緣的測量點(diǎn)集(x1,，y1)(i=1,2,3…q)，我們可以通過一種假設(shè)來得到相應(yīng)的結(jié)果，比如它的圓心為W0(X0,Y0),半徑我們可以設(shè)置為r，通過計(jì)算我們可以得出函數(shù)G(x)在可描點(diǎn)W(x,y)到相對應(yīng)的二次曲線G(x)=0之間的代數(shù)距離，為了能更好的求解，可以把上面的公式進(jìn)行變換：函數(shù)G(x)的可描點(diǎn)W(x，y)到二曲線G(x)=0的代數(shù)距離然后將零部件界點(diǎn)進(jìn)行曲線擬合，得出零件的半徑和圓心坐標(biāo)
2擬合補(bǔ)差技術(shù)在計(jì)算機(jī)仿真模擬零件精度加工的運(yùn)用
在操作過程中，是通過相應(yīng)的運(yùn)算手段來獲得相應(yīng)的擬合參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)的具體位置進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)差補(bǔ)償，零件在角度上的誤差還有直徑上的誤差，這對于零件本身來說起到至關(guān)重要的作用。零件在各個(gè)圓孔的位置的誤差在一定條件上存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過對單件零件的誤差減少該零件的容差范圍，在一定程度上可以判斷其零件是否合格，因此，在一定容差的范圍內(nèi)能夠較好的實(shí)現(xiàn)零件的徑向誤差和補(bǔ)償誤差，還能夠較好的得到較為理想的分析位置，實(shí)現(xiàn)最為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。在我們通過對其角度誤差獲得相應(yīng)的補(bǔ)差補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)分析之后，如果處在中間位置并且處于大于正常范圍內(nèi)的孔的位置，并且其位置小于容差的范圍內(nèi)時(shí)，就可以采用利用該點(diǎn)的空間位置對那些均衡分布的孔的位置進(jìn)行相應(yīng)的位置補(bǔ)償，補(bǔ)償還還有一定的技術(shù)要求，在進(jìn)行補(bǔ)償后的位置差額應(yīng)保持在最小值的范圍內(nèi)，其具體的過程主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先，先進(jìn)行最大位置孔的尋找，找到后進(jìn)行其偏差方向的判斷θ，然后在進(jìn)一步通過計(jì)算找出它的補(bǔ)償?shù)拈L度L，在本文的具體造作中運(yùn)用其最大補(bǔ)償值然后除以9的方法來作為零件的原始步長，在實(shí)際測量中得到中間孔的直徑值和理論標(biāo)準(zhǔn)中的中間孔的直徑相差然后再除以二，就可得到零件在相對相對條件下的最大補(bǔ)償值的參數(shù)。其次，將標(biāo)準(zhǔn)模板的角度向θ進(jìn)行移動，移動的距離要求為步長L，再經(jīng)過計(jì)算就可以得出相應(yīng)的位置參數(shù)值。分析移動前和移動后的位置參數(shù)的最大誤差值，然后在對移動后的最大位置差額的相應(yīng)絕對值進(jìn)行觀察，看其是否存在變小的情況，如果存在變小的情況，就還從第一步開始計(jì)算，或者是直接返回到原來的位置上去，在返回的過程中要將原來的步長縮小一半，再進(jìn)行相應(yīng)步奏的返回。最后，如果是測算出的步長在實(shí)際中小于目標(biāo)精度范圍Q，或者是計(jì)算出來的最大的位置差參數(shù)小于實(shí)際存在的位置差值P，這樣的話就可以不用對其進(jìn)行相應(yīng)的位置補(bǔ)償措施。零件的徑向的補(bǔ)差補(bǔ)償?shù)木唧w流程如圖所示圖中所出現(xiàn)的Q值和P值可以根據(jù)實(shí)際需要適時(shí)作出相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整。
3計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果分析
本文通過對零件精度加工中的參數(shù)計(jì)算，對圓形零件的運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真模擬零件進(jìn)行圖像對比分析，在具體運(yùn)算中能夠較好的體現(xiàn)出準(zhǔn)確性的特征，體現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真模擬的有效性。首先通過現(xiàn)實(shí)中所采用的測量工具對本次試驗(yàn)的圓形零件進(jìn)行細(xì)致測量，在測量的次數(shù)上要達(dá)到九次以上，然后看起測量結(jié)果看起是否存在偏差，從中可以看出沒有較為明顯的差異。然后進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真模擬的測量，使用計(jì)算機(jī)仿真模擬進(jìn)行測量的次數(shù)不應(yīng)低于五次，將獲得數(shù)據(jù)通過表1：進(jìn)行相應(yīng)的描述，將零部件進(jìn)行不同角度多方位的旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行細(xì)致觀察，將獲得的數(shù)據(jù)通過內(nèi)容進(jìn)行表達(dá)，相對應(yīng)的計(jì)算機(jī)仿真效果圖也用進(jìn)行敘說。在我們進(jìn)行計(jì)算機(jī)技術(shù)和相應(yīng)的圖像處理技術(shù)，對圓形零件進(jìn)行模擬的過程中，由于其內(nèi)在的背景光具不同于其他設(shè)備的多樣性和隨機(jī)選擇性，在一定條件下容易使所使用的攝像設(shè)備出現(xiàn)一定范圍內(nèi)的效果波動現(xiàn)象，有可能導(dǎo)致所獲取的計(jì)算機(jī)仿真數(shù)據(jù)存在一定的誤差，在運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)備中，也會對圓形零件的測量上也會存在一定程度的誤差想象，而從中就可以得出相應(yīng)的結(jié)論，通過實(shí)驗(yàn)得出的圓形零件的孔徑的波動值范圍要小于0.005mm，而在相關(guān)位置上的偏差也小于標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)范圍，但是他們都在正常的差值范圍之內(nèi)。我們可以通過進(jìn)行分析得出，圓形零件在各個(gè)孔的位置波動和計(jì)算機(jī)仿真測量值差不多，都是在標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值的范圍之內(nèi)，在標(biāo)準(zhǔn)波動差值在范圍上接近零差值，所以從中我們可以看出計(jì)算機(jī)仿真模擬零件加工的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，在一定條件下滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的參數(shù)要求，因此，計(jì)算機(jī)仿真模擬設(shè)備具有較好的應(yīng)用價(jià)值，其在具體參數(shù)也與實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)類同或者接近，其應(yīng)用前景是比較廣闊的。
4結(jié)語
隨著我國先進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展，要求越來越高的機(jī)械零件精度加工技術(shù)，成為生產(chǎn)企業(yè)時(shí)刻關(guān)注的焦點(diǎn)，因此，加工技術(shù)的好壞直接關(guān)系到生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)成本問題以及企業(yè)效率的提高問題，通過計(jì)算機(jī)仿真模擬加工技術(shù)的運(yùn)用，使企業(yè)等夠大幅降低成產(chǎn)成本，對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長以及效率的提高都具有重要的推動作用。本文通過對一種零件加工運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)備來進(jìn)行分析，通過多種技術(shù)手段來進(jìn)行仿真技術(shù)的參數(shù)計(jì)算，為了能夠較好的準(zhǔn)確的計(jì)算出零件的相關(guān)參數(shù)，在計(jì)算的過程中運(yùn)用補(bǔ)差的技術(shù)方法，較好的實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)仿真模擬零件加工的過程。實(shí)驗(yàn)證明，計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中能夠滿足實(shí)際的精度需要，在以后的實(shí)際應(yīng)用中一定會去的較好的實(shí)踐效果，能夠較好的推動我國機(jī)械零件精密加工事業(yè)的不斷發(fā)展和完善。
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