數(shù)字仿真技術范文10篇
時間:2024-05-22 21:19:15
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數(shù)字仿真技術課程教學方法討論
摘要:“數(shù)字仿真技術”是上海電機學院自動化專業(yè)留學生開設的一門專業(yè)必修課。結合應用型技術本科院校特點,本文分析了我校開設該課程過程中所存在的問題,并對該課程的教學改革的方法和取得的一些成果進行闡述,有利于指導進一步的教學。
關鍵詞:數(shù)字仿真技術;教學改革
一、緒論
隨著全球化、國際化的不斷深化,特別是“一帶一路”和“海上絲綢之路”戰(zhàn)略的實施,全球高等教育也進入了新的發(fā)展階段,國際化交流變得日益常態(tài),國內的國際化辦學越來越多[1]。考慮到留學生的文化背景不一樣,理解和思維能力不一樣,需要針對他們制定相應的適合留學生的授課方式[2]。《數(shù)字仿真技術》(Digitalsimulationtechnology)是我校自動化專業(yè)的一門專業(yè)課程,授課對象是留學生。課程知識點涵蓋了自動控制理論、自動化儀器儀表、計算機和網絡技術等,是一門具有很強應用性和實踐性的核心專業(yè)課。本課程的教學要求學生能掌握利用計算機仿真軟件Matlb進行控制系統(tǒng)仿真,能用熟練使用Simulink軟件搭建控制系統(tǒng),會進行PID控制參數(shù)整定,獲得比較好的控制結果。
二、存在的問題
我校位于改革開放的前鋒陣地上海,一直致力于培養(yǎng)具有扎實的理論技術基礎,具有較強技術創(chuàng)新和實踐能力,能在一線生產現(xiàn)場從事工業(yè)技術應用、管理與技術服務的高等技術應用型人才,這使得我校的留學生的課程教學跟985研究型大學不能完全一樣,同時也不能照搬中文學生的方法,要根據(jù)存在的情況有針對性的調整授課方式。目前存在的問題:(1)留學生的中文水平不高,我校留學生來自不同的國家,大多數(shù)來自非洲,他們的母語不一樣,英語同樣也不是他們的第一語言,所以即使是全英文教學,由于授課老師發(fā)音、語速等都會使得交流溝通帶來障礙,對授課效果打折扣。(2)同時他們的專業(yè)基礎能力較弱,先修的課程知識要點掌握不夠。在學習本課程的時候,他們還沒有接觸過Matlab,同時對于自動控制原理的重點知識已經不太記得了,本門課需要的知識,留學生基本上都已經忘記了,總是提醒授課老師知識點不會,也給授課老師帶來難度。(3)文化背景差異巨大,留學生上課態(tài)度也不是很認真,到曠課現(xiàn)象比較嚴重,比較散漫,隨時打斷老師授課提問題,課堂上玩手機聽歌,說話現(xiàn)象比較多,影響課堂教學效果。遲留學生大多數(shù)住在校外,管理起來有難度。針對以上所指問題,《數(shù)字仿真技術》(Digitalsimulationtechnology)這門課的教學改革以如何激發(fā)并提升學生的學習興趣、提高學生自主學習和創(chuàng)新能力為最終目的。教學改革的方法重點包括改進教學方法、授課方式等,最終提高教學效果。
虛擬仿真實訓環(huán)境建設與應用
【內容摘要】虛擬仿真技術又名虛擬現(xiàn)實或虛擬環(huán)境技術,是新時展起來的一項科學技術,也名VirtualReality。是通過計算機技術構建一個虛擬的三維世界,并通過視覺、聽覺、觸覺等人體感覺上的模擬,讓體驗者身臨其境。隨著科技的不斷發(fā)展進步,虛擬仿真技術已經成為了一項重要的科研領域,并逐漸運用于生活中的許多方面,例如:科學研究、學科實訓、建筑設計等許多領域,虛擬仿真技術的不斷發(fā)展也為教育行業(yè)提供了新方向。
【關鍵詞】虛擬仿真技術;數(shù)字媒體應用技術;實訓環(huán)境
隨著時代的高速發(fā)展,虛擬現(xiàn)實技術不斷進入人們的日常生活,虛擬仿真技術是目前科研領域相當重要的組成部分,虛擬現(xiàn)實技術就是一種綜合技術,涉及計算機圖形學、人、計算機交流互動技術、網絡傳輸感應技術、人工智能等尖端科技。通俗的講,虛擬仿真技術就是通過計算機數(shù)字媒體應用技術模擬出一個虛擬的空間代替另一個真實空間的技術,虛擬仿真技術自1980年以后逐步發(fā)展,經過這些年的不斷發(fā)展,已經發(fā)展為數(shù)學推理、科學實驗外人類進行認識活動的第三類基本方法,而且逐步發(fā)展為人類改造客觀世界的重要科學技術。
一、虛擬仿真技術課程簡介
隨著時代的高速發(fā)展,網絡技術與媒體技術高速發(fā)展,數(shù)字媒體技術越來越多的應用于人們的日常生活中,隨著數(shù)字媒體發(fā)展的需要,將虛擬現(xiàn)實技術代入到數(shù)字傳媒應用技術中已經成為時代潮流,虛擬仿真技術的教學工作已經被代入到數(shù)字技術應用教學區(qū)專業(yè)中,并逐漸成為熱門專業(yè),現(xiàn)階段已經成為國內和國外學術研究的熱點。虛擬現(xiàn)實課程結合了計算機圖像學科、人工智能學科、多媒體網絡等各種尖端科技學科的重要科技成果,并具有其他專業(yè)不具有的獨特優(yōu)點,例如對于未來設計上的構想性具有直觀仿真的特點、對于人工智能方面達到了前所未有的交互性、對于用戶體驗方面具有真實沉浸的特性等?,F(xiàn)階段虛擬仿真技術已經成為了國家科技研究方面的重要關注領域,在教育方面也受到了廣泛應用和重視,虛擬現(xiàn)實技術研究工作市場前景寬闊,目前國內市場主要將虛擬現(xiàn)實技術代入數(shù)字媒體應用技術中,將虛擬現(xiàn)實技術代入計算機技術、網絡技術、數(shù)字通訊技術等媒體技術的各方面是目前虛擬仿真技術在數(shù)字媒體專業(yè)的主要研究。
二、虛擬仿真技術課程在數(shù)字媒體應用技術開設的重要意義
仿真技術電路設計分析
摘要:隨著現(xiàn)代教育改革的深化推進,社會對于人才的需求更強調實踐性,這給《數(shù)字電子技術》課程的發(fā)展提出了新的發(fā)展要求,其內含的電路設計是課改的關鍵,針對此,本文將以新課內容及教學實踐需求為研究基點,利用可靠性仿真技術進行電路設計,由此在電路制作之前將通過仿真軟件將電路結構及元器件參數(shù)調整至最佳狀態(tài),以為實踐教學提供有效支撐。
關鍵詞:可靠性仿真技術;課改要求;任務驅動;電路設計
1基于可靠性仿真技術的電路設計需求分析
基于可靠性仿真技術的電路設計主要是以虛擬儀器設備替代現(xiàn)實電子元器件,從而為電子電路的實踐教學提供有效支撐,從而更好了踐行“理實一體化”的教學理念,促進學生實踐技能的提升,促使課程回歸教學的本質。1.1實踐性教學開展的內在需求?;诳煽啃苑抡婕夹g的電路設計,學生可以參與擬訂設計方案、仿真模擬等環(huán)節(jié),從電路的設計方案、仿真模擬等環(huán)節(jié),能夠將晦澀難懂的理論知識與實踐知識相結合,幫助學生提升實踐技能。1.2實現(xiàn)層次化和差異化教學的必然選擇。關涉電路設計的技術型教學內容涉及的元器件較為繁雜,且不同元器件性能、參數(shù)、封裝形式、價格、功耗等存在較大區(qū)別,在教學過程中需要反復的實驗、測試,這增加了設備投資成本,而且因為學生個性化差異,學習、接受能力各不相同,加之電子元器件復雜程度的不同,應該據(jù)此分層次設定目標,以貼近生活、學生所喜愛的教學內容,以“任務驅動”的形式引導學生進入知識和技能的學習,但這勢必增加電子元器件的投入,而仿真模擬電路的設計可以利用仿真軟件呈現(xiàn)電子電路的操作面板和功能,并通過交互式操作完成相應測試任務,不僅滿足了教學需求,而且控制了教學成本。
2基于可靠性仿真技術的電路設計方案
2.1電路設計的整體流程。可靠性仿真技術可以檢驗電路存在的故障并發(fā)現(xiàn)設計的薄弱環(huán)節(jié),從而有針對性的進行改進,為了遵循由簡入繁的原則,以有效調動學生學習熱情和積極性,本文以典型電路電源模塊設計為例,設計過程中首先應該進行可靠性仿真實驗,其具體的流程如圖1所示。2.2電路設計的具體步驟。2.2.1設計信息采集。為了實現(xiàn)電源電路的優(yōu)化設計,應詳細搜集其應用環(huán)境和使用方法等信息,具體包含所采用的元器件、原材料特性2.2.2數(shù)字樣機建模。電路設計中數(shù)字樣機建模須采用專業(yè)軟件實現(xiàn),但因為學生學習、接受能力存在差異,應該目標層次,將設計過程進行分解,并以“任務驅動”的形式,將不同設計知識分配到各個任務之中,讓學生通過分步設計完成理論知識的實踐應用,由此才能確保電路設計學習的效果,通常存在熱設計信息和振動設計信息兩類建模方式,具體的建模步驟為:首先根據(jù)將所獲取的電路信息進行簡化,完成CAD數(shù)字樣機模型的構建,并依據(jù)熱設計信息建立CFD數(shù)字樣機模型,而后依據(jù)振動設計信息建立FEA數(shù)字樣機模型。其次,為確保CFD數(shù)字樣機與物理樣機的一致性,須對其進行修正與驗證,利用對電源模塊工作狀態(tài)熱測量的方式,獲取其關鍵元器件點溫度測試數(shù)據(jù),并根據(jù)所得結果修正電源模塊CFD數(shù)字樣機的邊界條件、期間參數(shù),由此實現(xiàn)對CFD數(shù)字樣機的修正。再次,同理,也須采用相同的方法對FED數(shù)字樣機進行修正,且測試過程中,應該在約束條件下對電源模塊重點部位,關鍵元器件進行模態(tài)分析,并依據(jù)結果完成修正。2.2.3應力分析。溫度應力分析選用MentorGraphics公司的FloTherMV90分析計算電源模塊CFD數(shù)字樣機模型,經過分析可知,電源模塊設計中如元器件排布不合理,則會導致電路設計存在熱分布過度集中的缺陷。分析中,平臺環(huán)境溫度70℃設定為第一參考溫度條件,電源模塊表層軍溫度72℃設為第二參考溫度條件,經過分析,為電源模塊所在分級提供5V工作電源的功率器區(qū)域,是熱分布較集中的部位,需要修正電路設計方案。而對于振動應力分析,則選用ANSYS公司的ANSYSWorkbench12.1分析計算電源模塊FEA數(shù)字樣機模型,分析結果顯示,電源模塊中元器件數(shù)量和重量排布、安裝方式設計不合理,使得電源模塊產生局部共振的設計問題,應該據(jù)此進行及時修正,以優(yōu)化電路設計。
飛行仿真技術現(xiàn)況及展望
飛行仿真技術(FlightSimulation)是以系統(tǒng)技術、相似理論、控制理論、計算機技術、信息技術及飛行器應用領域的專業(yè)技術為基礎,以計算機和各種物理效應設備為工具,利用建立的飛行器各分系統(tǒng)數(shù)學模型和物理模型與飛行器部分實物結合,對飛行器進行動態(tài)試驗和研究的一門綜合性技術。目前該技術已成為飛行器前期論證和設計、后期加工、制造、測試、以及完成后的維護和使用過程中的故障排除等各個階段重要的技術手段,另外也成為飛行員訓練重要工具。飛行仿真技術作為航空領域的一項重要技術,受到航空界的高度重視,并取得了飛速發(fā)展。21世紀,我國軍用和民用航空事業(yè)蓬勃發(fā)展,為飛行仿真技術的發(fā)展提供了契機,亟須建立一個與我國航空工業(yè)發(fā)展規(guī)模和水平相適應的飛行仿真產業(yè)。介紹國內飛行仿真技術的類型和發(fā)展現(xiàn)狀,并總結了仿真技術的發(fā)展趨勢。
1.飛行仿真技術的分類
按照飛行仿真模型類型及其實現(xiàn)方式的不同,可以分為全數(shù)字仿真、半實物仿真和人在回路仿真三類。下面從這三類介紹飛行仿真技術。
1.1數(shù)字仿真
在計算機出現(xiàn)之前,仿真都是利用實物或物理模型進行行業(yè)曲線linkindustryAppraisementDOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2022.11.010可替代度影響力可實現(xiàn)度行業(yè)關聯(lián)度真實度研究,例如風洞試驗與模型飛行試驗等,由于物理試驗操作復雜、成本較高,并且存在一定程度的不可重復性,隨著計算機的發(fā)展和應用,人們開始使用計算機進行仿真。數(shù)字仿真就是建立數(shù)學模型在計算機上反復進行的試驗,是利用編程建立飛行器的數(shù)學模型進行仿真計算。數(shù)字仿真無需做模擬環(huán)境的各種物理效應設備,直接利用鍵盤等外部輸入設備改變系統(tǒng)參數(shù),經過仿真計算后,將仿真結果輸出至外部顯示設備。數(shù)字仿真流程如圖1所示。數(shù)學仿真尤其適用于研究開發(fā)、方案論證和設計階段。
1.2半實物仿真
仿真技術在電子產品設計的應用
新型科技快速發(fā)展下的電子產品應用,人們對各種電子產品的設計和功能要求不斷增加,電子產品為人們的生活提供了便利性的同時,也要不斷進行設計應用的提升發(fā)展。同時,不斷出現(xiàn)的新型電子產品的更新使用,對設計者的設計方案提出了更高的要求,需要不斷進行產品設計的發(fā)展。因此,探索仿真技術在電子產品更加廣闊的應用有著非常重要的作用。下面筆者就針對仿真技術在電子產品中的應用進行展開分析,通過仿真技術對電子產品設計的方式和發(fā)展前景進行闡述,實現(xiàn)電子產品設計中仿真技術的不斷發(fā)展創(chuàng)新。
1仿真技術在電子應用開發(fā)中的作用
1.1有助于虛擬測試電子產品電路的特性。仿真技術的發(fā)展可以與計算機的應用有效結合,通過計算機相關模擬軟件的操作,可以輕松實現(xiàn)各種電子產品在不同工作環(huán)境中的電路狀態(tài),通過仿真技術下設備參數(shù)的修改進行模擬實驗,很容易就能得出相關電子電路在嚴苛條件下工作的參數(shù)結果,比如借助電子產品的仿真技術,再輔以計算機算法就能夠得出大電流、高壓、高溫環(huán)境中的電路運行參數(shù)。比如在現(xiàn)實工作中想要實現(xiàn)電路的高壓環(huán)境就有非常大的困難,通過仿真技術在電子產品設計的預先實驗,可以幫助設計者提前測試電子產品的電子電路性能與運行,它可以成為電路設計的重要參考依據(jù),同時最大程度的減少實驗成本,充分提升企業(yè)在產品研發(fā)過程中的效益。1.2可以加強對電子產品功能進行有效驗證。電子產品的電路系統(tǒng)在設計完成后,需要針對電路的設計進行不斷的驗證,通過電子產品的驗證能夠很好的保障電子電路滿足技術要求,使相關電子產品的電路設計更為標準,合理的利用仿真技術對電子產品的功能驗證,可以有效檢測出電子產品系統(tǒng)的誤差問題,提升電子產品電路系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。因此,仿真技術對于電子產品設計完成后的功能檢驗有非常高效的作用,減少電子產品設計中的誤差問題。同時,對于電路的生產制造,仿真技術可以為電子產品的質量檢測提供高效率的檢測手段,為電子產品的質量提供很好的控制,為電子產品的后期維護提供更為便利的維修,縮短電子產品的研發(fā)時間以及提升企業(yè)的生產效益。1.3有助于創(chuàng)新開發(fā)電子產品的方式。很多電子產品的研究,開發(fā)者往往更注重電子產品的實際使用,缺乏對電子產品電路設計的研究。主要還是由于電子產品的設計構造過于復雜,一些電子產品內部電路系統(tǒng)的制作需要不斷修改與調試。而且電子產品的修改調試環(huán)節(jié)對于電子產品的研發(fā),屬于電子產品系統(tǒng)設計、功能使用的必不可少的環(huán)節(jié)。如果沒有良好的修改調試的電子產品,往往會造成電子產品功能和系統(tǒng)的缺陷,最終影響企業(yè)的生產發(fā)展。因此,仿真技術對于電子產品的系統(tǒng)運行和調試具有非常關鍵的作用,電子產品的應用發(fā)展離不開仿真技術的參與,同時仿真技術也為電子產品的電路設計提供了更為高效的研發(fā)技術,提升了設計人員的研發(fā)效率。
2仿真技術在電子產品設計中的應用趨勢
當前,科技發(fā)展的方方面面都離不開電子技術的發(fā)展應用,計算機硬件的開發(fā)、機械生產設備的自動化使用,都需要依靠相關電子產品的使用。作為科技發(fā)展的主要推動者,不斷研發(fā)探索仿真技術與計算機技術的發(fā)展結合,一方面可以為計算機技術的發(fā)展提供更好的技術基礎,同時計算機技術的發(fā)展也為電子產品的應用發(fā)展提供了更為廣闊的發(fā)展平臺。目前我國對于某些高精度電路的數(shù)字化系統(tǒng)的設計還存在一定的差距,比如電子產品中cpu的數(shù)字系統(tǒng)程序都還處于空白階段。所以我國的電子產品的發(fā)展研發(fā)還有很長的路要走,對于相關電子產品設計的仿真技術與計算機軟件和硬件的結合發(fā)展,需要根據(jù)電子技術的算法要求不斷進行完善,研發(fā)出仿真技術應用電子產品的CPU程序數(shù)字系統(tǒng)。計算機發(fā)展的瓶頸很大程度上受限于電子硬件產品。所以想要提升計算機技術的發(fā)展頂部,就要提升相關電子產品的技術限制,電子產品的仿真技術就是一個技術的突破方面。為計算機技術的發(fā)展提供更加高技術含量的硬件支持。
3結語
虛擬仿真技術通信專業(yè)人才培養(yǎng)探索
摘要:通信工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)的重點在于學生的工程實踐能力、實踐技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),而這些能力的培養(yǎng)需要借助先進的實驗實踐教學方法和教學手段,該文討論虛擬仿真技術在通信專業(yè)應用型人才培養(yǎng)的可行性和推廣價值,探索基于虛擬仿真技術的通信工程專業(yè)應用型人才模式。
關鍵詞:虛擬仿真;通信工程;應用型人才
隨著“新工科”專業(yè)的不斷探索和發(fā)展,眾多傳統(tǒng)專業(yè)的人才培養(yǎng)理念和培養(yǎng)模式在不斷進行改革。通信工程專業(yè)作為眾多高校的傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè),近年來在招生及就業(yè)方面受到新興“新工科”專業(yè)的影響較大,因此在培養(yǎng)方案和課程設置方面進行了改革,尤其在教學方法和教學手段方面進行了大膽嘗試和革新,以滿足社會和通信行業(yè)對具備工程實踐能力和創(chuàng)新能力的應用型人才的需求[1,2]。通信工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)目的在于培養(yǎng)掌握通信理論知識,具備通信工程實踐能力和實踐技能的應用型、技術性人才,服務區(qū)域經濟和產業(yè)發(fā)展。而受到學校實踐場地和實訓設備等因素的影響,僅僅依靠學?,F(xiàn)有條件學生的工程實踐能力和生產技能培養(yǎng)無法滿足培養(yǎng)目標的要求。目前的主要解決辦法是通過校企合作建立校外實踐基地,或者通過修訂培養(yǎng)方案讓學生提前進入企業(yè)實習。但是以上解決方案存在校外實踐基地不穩(wěn)定、學生受益面窄、學生培養(yǎng)成本增加等問題。如何找到更加合理、有效的解決方案成為目前通信工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)亟待解決的主要問題。該文以現(xiàn)有人才培養(yǎng)方法為基礎,結合虛擬仿真技術在理論課和實踐課中的融合應用,探索行之有效、便于實施的通信專業(yè)應用型人才培養(yǎng)有效途徑。
1通信工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)現(xiàn)狀
通信工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)重點在于學生工程實踐能力、實踐技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。其人才培養(yǎng)方面的改革主要基于“卓越工程師培養(yǎng)計劃”和“工程教育認證”的具體要求,結合“新工科”建設指導建議進行。通信工程專業(yè)學生培養(yǎng)方案中包括的實踐課程普遍包含信號處理實驗、通信原理實驗、交換原理實驗、綜合實踐等具體實驗實踐內容。其中,實驗內容以驗證型實驗為主,重復理論課講述的基本原理和參數(shù)分析等;綜合實踐主要是在通信相關課程實驗的基礎上設計一種通信系統(tǒng)或進行通信相關的系統(tǒng)設計。因為大部分高校的校內實驗場地和實驗條件受限,因此實驗主要采用各類實驗箱或試驗臺進行;而綜合實踐也是在校內現(xiàn)有的條件下進行簡單系統(tǒng)設計與實現(xiàn)。綜合來說,校內實驗和實踐的內容與通信領域的實際工程項目明顯脫節(jié),學生的收獲十分有限。彌補校內實驗條件受限這一缺陷的主要辦法是通過生產實習等方式到校外的相關企業(yè)進行現(xiàn)場實習。表面上看,企業(yè)現(xiàn)場實習可以使學生親身接觸工作現(xiàn)場,了解工作流程和工作方法,積累工程實踐經驗。然而,生產實習的時間較短,學生很難在短時間內掌握一門工程技術;此外,因為企業(yè)有生產任務,工作現(xiàn)場有嚴格的安全要求和規(guī)定,因此生產實多以參觀為主,學生的動手實踐機會很少。
2虛擬仿真技術在通信工程專業(yè)人才培養(yǎng)中的應用
仿真技術在機械設計制造中的運用
仿真技術是伴隨著計算機的普遍應用而興起的,它結合了多門學科及理論,充分利用計算機和相關軟件對所需要的設計展開虛擬實驗,是一種綜合性技術。在早期的計算機仿真技術中,通過隨機數(shù)實驗的方法解決問題,也被稱之為蒙塔卡羅方法。仿真技術的成熟與穩(wěn)定是在科技與工業(yè)的發(fā)展中進行的,對人們的生產生活產生了不可磨滅的影響。它從出現(xiàn)到應用普及主要經歷了三個主要階段:模擬機仿真、模擬數(shù)字混合機仿真以及數(shù)字機仿真。
1仿真技術對機械設計制造行業(yè)的作用
仿真技術指的是設計人員以計算機為載體,通過利用相關軟件建立數(shù)據(jù)模型,對各性能參數(shù)進行分析從而選擇最優(yōu)的設計方案,與傳統(tǒng)的設計方法相比安全可靠、使用靈活,大大節(jié)約了資金,也節(jié)約了反復制造實物的時間,因其不需要制造實物而又被稱為虛擬樣機技術。現(xiàn)代的機械設計制造行業(yè)中,因為很多系統(tǒng)設計非常復雜,數(shù)據(jù)量龐大,在實驗中存在很多難題,因此需要在計算機中建立相對應的模型對其進行仿真,對其各項參數(shù)性能等進行分析。在機械設計制造的初期,設計人員只要根據(jù)不同的方案在仿真軟件中建立虛擬樣機,便可以完成對不同假設的虛擬實驗,選擇最優(yōu)方案或者對方案進行改進都非常方便。在機械設計制造行業(yè)中使用仿真技術不僅可以使計算更加精確,提升研發(fā)質量,而且也在一定程度上提升了研發(fā)效率,節(jié)約了研發(fā)資金。
2仿真過程的實現(xiàn)
2.1模型的建立
在機械設計制作的過程中,若要使用仿真技術,首先就要設計編輯條件和約束條件,確定研究目標,進而建立一個可以滿足系統(tǒng)要求的仿真運行系統(tǒng)。系統(tǒng)初步建立之后,便要求設計者根據(jù)相應的學科知識對該系統(tǒng)進行數(shù)字化表述,也就是對系統(tǒng)建立數(shù)學模型。通常狀況下,數(shù)學模型由于時間不同可分為動態(tài)和靜態(tài)兩種,其中動態(tài)模型又可以分為離散、連續(xù)和混合時間三種。
仿真技術在機械設計制造的應用
摘要:我國經濟發(fā)展正處于轉型和升級的關鍵時期,隨之涌現(xiàn)出各種先進技術與設備,并應用在多個領域中。而仿真技術也不例外,該技術時由計算機技術等其他技術高度融合的計算機技術,也是依賴于模擬技術衍生而來的,能最大程度上實現(xiàn)虛擬展示的效果?;谠摷夹g具有較強的技術性和針對性,機械設計制造人員在進行技術引進和使用之前,應對該技術內涵原理和應用特點進行基本了解,從而避免出現(xiàn)技術性問題,推動機械設計制造業(yè)走向現(xiàn)代化和信息化。
關鍵詞:仿真技術;機械設計制造;應用研究
仿真技術融合了計算機技術后,更具現(xiàn)代化和信息化,結合更全面的科學理論和技術支撐后能夠解決更多的現(xiàn)實問題。隨著該技術的逐步成熟,涌現(xiàn)出與仿真技術相關的技術和軟件,也使得模擬技術得到廣泛應用。計算機仿真技術得到接卸設計制造人員的認可與青睞,并在該領域得到廣泛應用,模擬技術的革新與發(fā)展能夠有效推動機械設計和制造行業(yè)的進一步發(fā)展。立足于智能化和數(shù)字化發(fā)展視域下,仿真技術打破了傳統(tǒng)機械設計制造的壁壘和局限,使得模擬設備得到有效創(chuàng)新和升級,使得學生能夠隨時隨地進行連接,提升其便捷性和實效性。本文在簡要闡述仿真技術和機械制造技術的基本概念,并分析仿真技術的應用特點,最后提出具體的應用路徑,旨在為機械設計制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供借鑒和思路。
1機械制造技術和仿真技術簡要說明
1.1仿真技術信息描述
結合筆者實踐調研可知,仿真技術在多個領域中得到普遍應用,現(xiàn)階段,仿真技術的開展過重涉及多個工具,依據(jù)工具本身性質可以大致分為硬件和軟件兩類。其中硬件指的是計算機,無論是數(shù)字還是模擬計算機,此外,還有目標、運動等其他物理仿真器;而軟件則包括語言、程序以及數(shù)據(jù)庫等部分,綜合構建起仿真技術的軟件系統(tǒng)。在仿真技術的實際應用過程中,要完成目標系統(tǒng)的模型構建,需要增加一定的實踐措施。而實驗措施多是以離散事件和連續(xù)系統(tǒng)仿真為主,隨著信息技術的進一步升級,使得仿真技術深受電力汗液、航天工程以及機械制造行業(yè)人員的認可與青睞。如今,采用仿真技術能夠有效見地機械加工指導行業(yè)的時間、資金等資源浪費,與此同時,也為機械行業(yè)帶來較高收益。
高校醫(yī)學教學與計算機仿真的結合探討
摘要:計算機仿真是最近新興的一項先進技術,其在工業(yè)、農業(yè)、教育等多個領域中均以得到廣泛運用,而對于高校醫(yī)學教學來說,積極采用該項技術也能獲得事半功倍的成效。本文首先簡要闡述了計算機仿真技術的含義和發(fā)展方向,然后結合實際,探討了高校醫(yī)學教學和計算機仿真的結合途徑,希望能以此為相關教育工作者提供參考。
關鍵詞:
高校;醫(yī)學教學;計算機仿真通過對計算機仿真及模擬技術的靈活應用,能夠打造出一個與現(xiàn)實非常相似的三維感覺空間,學生置身于其中可以開展有效的實踐操作,在節(jié)約成本的同時還可獲得理想教學效果。
一、計算機仿真技術的含義和發(fā)展方向
(一)計算機仿真技術的含義與實現(xiàn)。該項技術主要是把多種學科及理論當作根本,采用計算機與相關軟件展開虛擬試驗,從而達到分析問題與解決問題的目標,屬于綜合性的技術。在具體的仿真過程中,所運用的計算機類型有所差異,據(jù)此可將其分為模擬機仿真、模擬—數(shù)字混合機仿真以及數(shù)字機仿真這三大階段,這也是計算機仿真發(fā)展至如今所經歷的三個時期。現(xiàn)階段,該技術已在交通運輸、經濟管理、工程建設、機械制造、軍事模擬、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生、船舶工程等多個領域中獲得了極為普遍的運用。針對所研究的目標,計算機通常無法進行直接認知與處理,此時就需要構建合理的數(shù)學模型,既要體現(xiàn)出被研究目標的實質,同時又要確保計算機容易處理。數(shù)學模型可以對需要研究的目標實質進行抽象處理,之后計算機便能更高效地對其展開分析,并把這部分模型的有關數(shù)據(jù)信息輸送出來,呈現(xiàn)出研究目標的主要特質。這樣的呈現(xiàn)方式可以是三維立體的,具有清晰、直觀的特點,在目前已經被不少研究者所運用。憑借計算機對輸出量的分析,能夠對研究目標建立起更清楚準確的認知。與此同時,透過這一層關系還能看出,數(shù)學建模的精確程度會對計算機的仿真水平起到極大影響??傮w而言,計算機仿真可以分成三大環(huán)節(jié),即建模、模型轉換與模型仿真試驗。(二)發(fā)展方向。現(xiàn)階段的計算機仿真技術仍處于快速發(fā)展的階段中,比如可以采用網絡技術進行異地仿真,或運用虛擬現(xiàn)實技術來實現(xiàn)虛擬制造等。(1)網絡化仿真。目前現(xiàn)有的很多仿真系統(tǒng)都無法實現(xiàn)彼此之間的兼容,共享不方便且可移植性較弱,而開發(fā)成本卻相對較高,耗費時間長,難以做到物盡其用。對此,首先就應當充分利用兼容性強的計算機語言編寫仿真系統(tǒng),其次再運用網絡技術達到共享的目的。如此一來就能有效規(guī)避重復開發(fā)的問題,起到節(jié)約資源的作用,并且還能通過適當收費的方式補償一部分開發(fā)成本。(2)虛擬制造技術。該項技術是計算機仿真發(fā)展的主要方向之一,其采用了虛擬現(xiàn)實技術和計算機仿真技術,在兩者結合的基礎上實現(xiàn)了產品制造和有效管理。通過于此,制造技術不再需要完全依賴于經驗,而且能夠完成對制造的全面科學預測,呈現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。
二、高校醫(yī)學教學和計算機仿真的結合途徑
虛擬仿真技術對園林實訓教學的應用
【內容摘要】隨著我國城市規(guī)模不斷擴大,各大城市對園林建設提出更加嚴格的要求。為了培養(yǎng)出合格的園林人才,在開展園林實訓教學時,要積極進行教學改革,提高學生的實踐能力。充分發(fā)揮出虛擬仿真技術的優(yōu)勢,結合園林實訓教學的情況,明確教學目標,將虛擬仿真技術與園林實訓教學有機結合,創(chuàng)新教學模式和教學方法,給學生帶來良好的學習體驗。
【關鍵詞】園林工程;實訓教學;虛擬仿真技術;教學創(chuàng)新
虛擬現(xiàn)實技術主要是利用計算機技術模擬三維空間打造虛擬而逼真的世界,使人們有身臨其境之感。隨著數(shù)字技術的不斷發(fā)展,虛擬現(xiàn)實技術與教學的融合日益緊密。在開展園林實訓教學時,可充分利用虛擬現(xiàn)實技術的功能,提高學生的實踐能力,轉變傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式,達到預期的教學效果。
一、虛擬仿真技術在園林實訓教學中的優(yōu)勢
園林教學包含的內容和知識點眾多,學生在學習這門課程時,需充分運用各種材料打造相應的景觀,通過對地形進行改造,打造相應的建筑,對園林場景進行合理布置,還需結合完善的美學知識與歷史文化內容,創(chuàng)造出多種多樣的空間,給人們帶來不同的感受。園林設計師要具備豐富的想象力,能夠充分結合用戶的需求進行設計,因此,在園林教學中融入虛擬現(xiàn)實技術,挖掘其技術優(yōu)勢,創(chuàng)造真實的實訓情境,從而達到實訓的教學目的。當學生置身于虛擬仿真技術所營造的虛擬環(huán)境之中,進一步了解園林景觀內容。該技術能夠營造出不同形態(tài)的植物、造型各異的亭子、經典的古典園林空間和小區(qū)環(huán)境。學生無需通過實地參觀的方式就能有身臨其境之感。教師可充分發(fā)揮出虛擬仿真平臺的優(yōu)勢,使學生能夠充分了解實訓的內容和相關理論知識。然后,教師可在平臺中為學生發(fā)布實訓的目的和內容,使學生了解實訓的注意事項。學生可充分結合相應的理論知識進行在線練習,然后參與到技能在線測試之中。通過虛擬仿真實訓平臺,教師可與學生之間隨時進行交流,學生遇到問題后可隨時向教師咨詢。通過虛擬仿真技術可以調動學生主觀能動性,使學生在虛擬場景中對內容進行可視化編輯和調整,展示出不同的場景效果,激發(fā)學生的創(chuàng)造思維,使學生具備創(chuàng)新能力。
二、虛擬仿真技術在園林實訓教學中的應用條件