仿真技術的特點精選(九篇)

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第1篇：仿真技術的特點范文

【關鍵詞】汽輪機；故障；診斷方法

1 前言

汽輪機組振動事故的出現往往是對早期振動故障知識的缺乏或沒有引起足夠的重視所引起的,未能及時處理,從而進一步發展惡性事故。因此本文通過緊密結合實際,深入研究汽輪機組的故障機理、故障原因癥狀、發展趨勢及其帶來的負面影響,具有重要的意義。

2 汽輪機組振動故障的特點

2.1 汽輪發電機組振動的基本特點

描述振動的特征是振動的三要素，即振動的幅值(位移幅值、或速度幅值、或加速度幅值)、相位角和頻率。對于非諧和的復雜振動，要進行諧波分析，以表征各種頻率的分量。所謂振動數據的采集和處理，其實質也就是提供振動的表征特點。

2.1.1 振動故障的一般原因

旋轉機械操作(即轉子旋轉時)必然會發生振動,振動量只要不超過一定程度上完全是允許的。但當機組出現一些異常振動或振動過大時,成為了故障的操作,必須及時排除保證使用安全。

引起機組不正常振動或振動過大的原因很多，例如：①轉子的不平衡量過大；②聯軸器的加工與軸的裝配同軸度超出允許范圍；③軸系的對中超出允許范圍；④轉子的失穩；⑤轉子上的零件發生松動；⑥轉子上有缺陷和損壞(如腐蝕、結焦、葉片斷落和轉子裂紋等)；⑦動靜部分摩擦；⑧機組安裝上的缺陷(如零部件松動、基座松動和熱脹余地不足等)。

2.1.2 各種典型振動故障的特點

1)轉子不平衡引起的振動特點

因轉子不平衡而產生的激振力(離心力)是造成機組振動最基本和最普遍的原因，其激振力的大小與轉子轉速的平方成正比。因此，轉速越高，激振力越大，在支承系統動剛度及其它條件一定的情況下，產生的振幅也就越大。振動頻率與轉子轉速頻率相同，即呈現同頻振動。

2)聯軸器加工或與軸裝配誤差引起的振動特點

聯軸器加工或與軸裝配所產生的誤差，反映在轉子振動方面的包括兩個方面內容：其一，聯軸器加工或與軸裝配不良使端面與軸線不垂直，當擰緊連接螺栓后，軸頸處將變形而產生晃度，在旋轉時便因附加的強迫力而受迫振動。其二，聯軸器的有關圓柱面和連接螺栓孔節圓與內孔不同心，當兩串聯聯軸器連接后將產生偏心(即兩軸產生中心偏差)，旋轉時也要引起附加強迫力而產生振動。

3)軸系不對中引起的振動特點

軸系的不對中通常是指相鄰兩軸安裝于各自的軸承后，兩軸線的傾斜或偏移程度。由上所述，軸系不對中實質上就是反映了軸承座標高和左右位置的偏差。通常的檢查方法大都是用百分表檢測兩半聯軸器的外圓偏差和開口偏差。

4)油膜振蕩的特點

油膜振蕩是轉子失穩現象之一。轉子失穩時，振動呈不穩定狀態，嚴重失穩時，其振幅將很快發散增大。油膜振蕩的發生過程如下：當轉子到達失穩轉速時，振動的頻率約為轉速之半，繼續升速，振動頻率總近似地保持這個關系，這種低頻振動稱為半速渦動，其振幅一般不是很大。當轉速高于一階臨界轉速的兩倍之后，半速渦動的頻率與一階臨界轉速重合，半速渦動將被共振放大，振動劇烈增加，這就是油膜振蕩。油膜振蕩一旦發生，轉速在繼續升高，振動頻率便保持一階臨界轉速的頻率而不會再變，共振范圍較寬。油膜振蕩時，一般不能如沖越臨界轉速那樣用提高轉速的辦法沖越，要防止發散和及時采取措施排除。

5)動靜摩擦引起的振動特點

動靜部分發生摩擦可分為兩種類型：一種是轉動部分的摩擦，摩擦部位不在轉軸本身(例如葉輪、圍帶等與靜止部分發生摩擦)；另一種是轉動部分的摩擦，直接發生在轉軸本身。

6)轉子上零件松動引起的振動特點

轉子上零件發生松動的結果，會造成轉子平衡狀態的變化，反映出振動特征一般是無一定的變化規律。例如當平衡塊在平衡糟內周向移動或套件與軸的過盈量不足而引起松動時，幾次測得的振動值會發生變化，尤其在啟停和變速過程中更易反映出這種變化。所以，診斷這類振動故障的方法，可以通過連續幾次啟停，分別測其振動幅值和相位。當出現每次的數值不同，并呈現隨機變化的情況時，即可判斷轉子上有零件發生松動。

7)轉子熱彎曲引起的振動特點

轉子熱彎曲是指轉子在運轉狀態下受熱后因徑向不對稱變形而產生的彎曲。轉子產生熱彎曲的原因很多，有轉軸的殘余內應力過大、材質不均、轉子徑向溫差不對稱(由轉子受熱不均和傳熱熱阻不對稱等有關因素引起)、轉子上套裝件各臺肩之間軸向間隙不足、轉子中心孔內有液體以及動靜部分發生摩擦等等。

8)軸瓦松動引起的振動特點

軸瓦因安裝時緊力不足或經受長期的振動后，會產生在洼窩中松動的現象。這不僅造成軸承振動優其是軸振動)的增加同時還伴有較高的噪音。其振動或噪音的頻率兩者相符，且為轉速的高倍頻，這是軸瓦系統受轉子激振力中非基頻分量而引起的共振(即高次諧波共振)。通常在軸承座垂直和水平兩方向測得的高頻分量大小，由于系統剛度的不同會有所差異。

9)電機電磁激振引起的振動特點

電機轉子在帶有勵磁電流的情況下，都要產生電磁力，其大小一般是各極均衡的。在工作時，此電磁力使靜子產生振動其振動頻率為轉速的兩倍f兩動電極而言)，對轉子本身則不會產生振動。但靜子的振動免不了要傳遞至軸承，所以在軸承上也能測到兩倍頻的振動。這種振動由于與勵磁電流有關，故只需根據有無勵磁電流或改變勵磁電流大小就可判斷。

10)分頻振動的振動特點

分頻振動也稱分諧波共振或亞異步振動。其振動頻率為轉速頻率的1／n(n為整數)，一般出現的多為1／2。當工作轉速處于臨界轉速的整數倍時，很易激發成強烈的振動，而且激發形成很快，有時措手不及而釀成重大的破壞性事故。因此，分頻振動即便振幅不大，但卻是一種潛在危險的振動，不能等閑視之。

3 汽輪機故障診斷的方法

汽輪機組的故障主要反映在振動上，振動測定法由兩大部分構成。第一部分是振動信號的獲取，即根據具體情況選用適當的傳感器，將能反映機械狀況的振動信號，即某個物理量測量出來：第二部分是故障診斷，即根據被診斷故障的性質以及所采集的信號的特點，采用相應的信號處理技術，將信號中反映機械設備狀態的特征提取出來，由此確定設備是否出現了故障、故障的類型以及故障的位置等：

3.1 傳統故障診斷方法

在故障診斷系統引入發電站之前，汽輪組實施定期檢修，即到了檢修時間不管機組有無故障都要進行停機檢修。在實時運行過程中，現場運行人員要靠其運行經驗和對現場機組狀態的觀察做出故障結論。在故障診斷系統應用于發電站站初期，系統只具有實時顯示機組各關鍵部位振動的功能，故障的識別仍然要靠現場工程師根據信號中含有的信息，依靠經驗做出。

3.2 人工智能技術在故障診斷中的運用

基于人工智能的故障診斷主要有兩類，一是基于知識(符號推理)的故障診斷；二是基于智能模式識別的故障診斷。專家系統是一種基于知識的信息處理系統，類似于人類的邏輯思維，由于采用了模塊化的結構，可方便地推廣于不同的診斷對象。基于智能模式識別的故障診斷可以看成是典型模式識別問題，即對一系列過程參量進行監測，然后采用智能識別系統從測量空間映射到故障空間，從而實現故障診斷。

4 結束語

汽輪機的振動故障是涉及諸多方面有關的綜合性問題，但其中很多方面與特性密切相關。只有掌握其發生的基本原理，才能在運行實踐中充分保障汽輪機組的安全。

第2篇：仿真技術的特點范文

關鍵詞：Proteus；電子技術；仿真

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）04-0215-02

一、引言

將EDA（Electronic Design Automatic，電路設計自動化）軟件應用于電子電路的輔助教學，可以使課堂講解和實驗演示更生動、形象，使學生更快、更好地掌握課堂教學的內容，加深對概念、原理的理解。目前常用于電路設計、分析的EDA軟件有PSpice、Protel、Multisim（EWB）和Proteus等，其中Proteus除了可以仿真、分析各種模擬和數字電路以外，其最大的特點是可以支持許多型號的微處理器仿真，所以非常適合電子信息專業基礎課，如電路、模擬電子技術、數字電子技術、高頻電路、通信原理和單片機等課程的輔助教學。

二、Proteus仿真軟件

Proteus仿真開發平臺是由英國Labcenter公司開發的，是目前世界上最先進、最完整的嵌入式系統設計與仿真平臺，是一個完整的硬件、軟件設計仿真平臺，包括原理圖輸入系統ISIS、帶擴展的ProSpice混合模型仿真器、動態器件庫、高級圖形分析模塊和處理器虛擬系統仿真模型VSM，主要特點有以下幾點。

1.可以仿真數千種模擬、數字器件和集成電路，并且提供了大量的動態仿真器件，使仿真運行效果更逼真；支持多種型號的微處理器、微控制器芯片的仿真，如51系列、PIC系列、AVR系列單片機、摩托羅拉的68MH1l系列，以及philips的LPC系列ARM芯片等。

2.Proteus的仿真是基于SPICE3F5的，因此它也能像其他的EDA軟件那樣對各種分立與集成的模擬、數字進行電路分析，如模擬分析、數字分析、混合信號分析、頻率分析等。

3.提供了虛擬示波器、邏輯分析儀、信號發生器、計數器、電表、虛擬終端（VirtualTerminal使用電腦的鍵盤和顯示器通過串口與外部的單片機系統通訊）等虛擬儀器儀表供選用。

4.由ISIS及ARES兩大功能模塊構成，既能夠進行SCH（原理圖）的設計，也能夠進行PCB（印制板）的設計，并且在ISIS環境中能夠對設計的電路進行交互式實時仿真。

5.能和Keil、Matlab等軟件整合使用，使得用戶可以在設計中直接編輯修改源代碼，并即時觀察運行效果。

鑒于proteus軟件的特點，我們將proteus的應用融合進了教學的多個環節，進行了較為深入的實踐應用。

三、Proteus在電子技術課程教學中的應用

模擬電子技術、數字電子技術是電子技術課程的兩個分支，模擬電子技術一般設置在數字電子技術之前，這兩門課程是電類相關專業的專業基礎課，是后續專業課程的基石，具有實踐性、系統性較強的特點，并且課程內容較多，相對學時較少。為了加強課程的學習，對于電子信息專業的學生我們在培養計劃中設置了理論教學、實驗、課程設計等環節，結合各個教學環節的特點，我們輔助應用proteus仿真軟件加強教學效果，有效地提高了學生電子線路系統性設計及創新性的能力。

1.在模擬電子技術課堂教學中，將proteus的交互式仿真運行融于基于多媒體的課堂理論教學之中，具有即時、直觀、生動的特點，有利于學生快速理解電路工作原理，了解相關器件的作用、掌握參數的調整、電量的測量方法等。模擬電子技術的主要教學內容是采用工程近似法對非線性器件二極管和三極管構成的單級、多級放大電路及集成放大電路的工作原理和性能指標的分析計算。我們利用proteus的ISIS編輯環境功能結合教材上的電路，搭建了各個章節中的主要基本單元電路的仿真原理電路，在相關教學內容中盡量充分利用仿真電路增強課堂教學的效果。例如在講解固定偏流共射組態放大電路時，結合圖1，分析了電路的靜態、動態工作原理，利用交互式仿真功能，在斷開vi時，調整相關器件參數，在虛擬電壓表、電流表上觀察Q點相關電量的值的變化。在加入vi時，利用示波器或通過添加探針，利用模擬圖表觀察輸入輸出波形放大情況和相位關系，同時還可以通過改變輸入信號幅度或元件參數大小分析輸出動態范圍，觀察飽和、截止失真，使學生在理論學習的同時，能夠感受實驗操作的生動性，提高學生的學習興趣，并加快知識的掌握，為實驗課程做好鋪墊，避免學生在用實驗箱進行實驗時，不明就里，只按照指導書盲目接線測量。

在數字電子技術的教學中，proteus的仿真作用更加有效和形象直觀。在基本邏輯門電路、門電路或集成電路構成的組合電路、時序電路、波形產生及電源電路的教學過程中，都融入了仿真電路運行演示，增強課堂教學效果，并且設計了有關單元電路的綜合應用電路。例如，在講完編碼器、顯示譯碼器后，仿真演示了如圖2所示的組合應用電路，該電路能將BCD優先編碼器74LS147的最高編碼通過顯示譯碼器74LS48驅動顯示在數碼管上，同時也可以改變譯碼器的控制信號狀態，展示74LS48的功能，使學生對單元電路的原理、應用、接口、系統性有了更深入的理解。

又如，對于利用加法器實現減法運算的應用，我們設計了圖3所示的電路，說明了加法器的應用及有符號數的補碼、原碼之間的關系，該電路可以將兩個4位二進制數的差以原碼的方式輸出。

作業是學生鞏固課堂所學知識不可或缺的環節，在布置作業時，我們建議學生對于設計性的題目利用仿真軟件完成，加強電路設計、原理、功能等方面的理解。

2.利用proteus輔助實驗及課程設計。雖然模電、數電實驗都有現成的實驗箱，但是硬件是固定的，實驗課時是有限的，并且必須在規定的時間地點進行。而proteus卻可以不受時間場地的限制，器件選擇上也更具靈活便利性，雖然不能代替硬件實驗，卻是很好的輔助工具。在實驗課的基礎上，我們鼓勵學生結合實驗教材，利用proteus軟件設計調試沒有安排進實驗課的有關電路，不少學生都根據自己的興趣愛好設計調試了相關電路，培養了學生的自主學習能力。課程設計安排在理論教學及實驗課結束之后，是電子技術課程重要的實踐教學環節，經過前兩個教學環節的學習，學生已經初步具備了分析設計、調試基本單元電路的能力。綜合考慮系統性、實用性、啟發性等因素，我們給學生提供了多個難度適中的選題，學生也可以自行選擇合適的選題。要求學生首先利用proteus軟件仿真電路，充分理解系統電路的工作原理，再安裝制作、調試實際硬件電路系統，實現系統功能，PCB板的設計也最好利用proteus的ARES模塊實現。學生按要求歷經基于仿真基礎上的綜合應用電路的設計、分析、安裝調試硬件電路的過程，進一步鞏固了基本單元電路的掌握和應用，增強了系統設計的能力與綜合分析問題、解決問題的能力，收獲很大。

四、結語

在電子技術課程教學中，利用仿真軟件將理論教學、實驗和課程設計有機結合，提高了電子技術課程的教學效果，開發了學生自主學習的潛在能力，激發了學生的學習興趣和創新意識，開拓了學生的視野，增強了學生綜合運用知識的能力和實際動手能力，為后續高頻電路、單片機等專業課程的學習以及參加電子設計競賽等奠定了夯實的基礎。在今后的教學實踐中，我們將更加深入地研究、探索更加行之有效的教學方法。

參考文獻：

[1]朱清慧，張鳳蕊，翟天嵩，等.Proteus教程――電子線路設計、制版與仿真（第2版）[M].北京：清華大學出版社，2011.

第3篇：仿真技術的特點范文

關鍵詞：計算機仿真技術；信息處理；可視化；三維模型

隨著行業數量和體量的增多、增大，加上高新技術的助推，海量信息的處理就成為了各行各業關注的重點,與人工處理不同，利用計算機技術可以減少大量人力、物力，這也是計算機技術在信息處理方面得到推廣的主要原因。計算機仿真技術作為計算機技術的一種，為信息處理提供了更快捷、更有效的方法，因此，只有深刻理解計算機仿真技術，才能更好地使計算機仿真技術與信息處理結合，對于信息處理的水平提升具有重要意義。

1計算機仿真技術

1.1計算機仿真技術的含義

計算機仿真技術，顧名思義，是仿和真的結合，利用先進的計算機技術，實現對目標物件的仿真，使其達到目標物件的大致輪廓及特點特征，通過命令及語言的輸入，實現三維模型的可視化，實現對物體的模擬，在物體還沒有建立時，已對其的基本輪廓、物件組成、彼此關系有了一個事先了解，這對全面掌握物體信息具有重要意義。目前計算機仿真技術已被應用到很多行業，例如建筑、地理、航天、生物、醫學等，為科學技術的發展做出了巨大貢獻。

1.2計算機仿真技術的技術分析

1.2.1物體數據模型構建計算機仿真技術對于模型的建立，首先應建立在數據上，通過演繹和歸納兩種方法，將模型的信息形成彼此關聯的鏈條，最終建立起數據模型。演繹和歸納兩種方法，一般情況下，選擇一種方法就能達到數據模型建立的效果，有時對于樣式復雜的模型需要多重的方法，這就要求演繹和歸納兩種方法相結合。利用演繹法，首先需要采集模型的基本數據，然后對采集的數據進行參數設計，并根據數據的特點進行演繹分析，讓數據之間建立起相關關系，數據模型根據其關聯性也就建立起來了。

1.2.2物體仿真模型的實現相對于仿真數據模型的建立，物體仿真模型的實現需要數據建立的程序化，建立程序化需要復雜的編程過程，即計算機編程、數據模型程序化、物體仿真模型實現。物體仿真模型的實現過程是復雜、眾多的，需要技術人員準確分析模型的特征特點，然后利用編制程序進行仿真模型化，最終實現模型的程序化管理，建立仿真模型。

1.2.3仿真模型驗證仿真模型驗證需要數據驗證和結果判斷，仿真模型的結果是否有效，與數據模型的建立有直接關系，因此，檢查模型成果首先驗證模型的數據，檢查數據是否有不合理的部分，在檢查過程中可以利用邊檢查邊修改的方式，這樣更具有準確性，檢查過后，需要判斷模型結果，最終判定模型是否達到標準。以上驗證過程是檢查一個模型成功與否的重要手段。

1.2.4計算機仿真的類別分析計算機仿真技術應用廣泛，實用性強，由于仿真技術的精度高、技術含量高，且經過多年的發展慢慢具有針對性，下面對計算機仿真技術進行分類，主要包括兩個方面，即OOS及DIS兩種，從形式來講，OOS是面對對象的仿真技術，而DIS強調的是營造內環境，計算機交互互訪的仿真模式，從差別上可以反映兩者的區別，同時也強調仿真技術的形式多樣，技術特點突出，反映仿真技術發展到今天的地步逐漸成熟。

2計算機仿真技術與信息處理結合的分析

計算機仿真技術與信息處理結合是一個真命題，兩者本身是相對獨立且又密不可分的，同時兼具優勢特點，隨著科學技術的發展，仿真技術需要做到更加準確、更加有效，計算機仿真技術與信息處理結合已是趨勢，目前計算機仿真技術很大程度上依賴信息處理，根據結合后與結合前比較分析來看，與信息處理結合提升了仿真技術的顯示效果，完善了所需的仿真實驗。對于信息處理，可以把繁雜無用的仿真數據信息處理簡單化，減少計算機運行內存，加快計算機仿真的運行效率，對于信息的處理成果來講，可以使看似不相關的信息可視化，有效提高準確率。計算機仿真技術與信息處理結合，是技術要求，對于信息管理、仿真效率進行的程序化、精細化管理，使其得到所需的效果。

2.1計算機仿真技術與信息處理結合的處理措施

2.1.1注重關鍵信息通過以上的探討，我們了解到理想的效果，離不開關鍵信息的選取，在計算機識別中，摒棄無用信息，提高科學識別關鍵信息的能力，最終實現精準模型的可視化。盡管軟件編程可以使信息鏈條程序化，減少人為影響，最終實現數據信息化、圖形化、可視化，但是在計算機仿真技術應用時，應以減少信息冗雜為目的，使程序信息條理化，減少計算機識別信息的難度，最終實現簡單、精準、有條理，這些都離不開關鍵信息的選擇。同時不同的專業應劃分明確，對于不同行業在信息輸入時應認為界定，這樣在關鍵信息的選擇上，更加高效，目標明確，程序運轉快捷，可視化加強。

2.1.2進行合理模擬進行合理模擬是計算機仿真技術與信息處理結合的重要步驟，解釋來源于對信息的理解，同樣取決于對信息的分析，然后才能進行模擬，這樣才能是在精準的模型仿真設計，總結起來，進行合理模擬對于計算機仿真技術特別重要，而且選用正確的方法，也是計算機仿真技術不可缺少的步驟，如果缺少這個步驟，模擬會出現很多預想不到的問題，無法得到滿意的結果。在模擬過程中針對其中的不足，調整將要輸入的重點信息，讓計算機仿真效果更加理想。

2.1.3信息計算計算機仿真技術依托于對信息的處理，信息處理主要的方式是對于信息的程序化處理，重點是對數據的處理，從專業角度來看，主要是對于信息的計算及對于數據的程序化兩大方面，這樣也回歸到，信息是模擬的源頭，計算是計算機仿真技術的關鍵點，最終也是計算機模擬的關鍵所在。信息計算不光是數據的計算，還包括圖像的計算，圖像信息的計算將導致圖片的識別度是否真實有效，以上幾點都是信息處理的基礎，說明信息計算在信息處理中的位置，因此，一套完整的計算機信息計算模式，對于完善信息處理具有重要意義，它也是實現計算機仿真技術與信息處理結合的關鍵，對于能否實現仿真模型，具有決定性意義。

2.2計算機仿真技術與信息處理結合的解析

2.2.1計算機仿真技術與光處理相結合從技術上來看，光處理技術是比較先進的，技術性指標較為明顯，也是計算機仿真技術所需要的，首先光處理容量較大、速度較快，還可以并行，這十分符合計算機仿真技術的硬性要求，因此，把光處理技術分為一類技術。通過將光處理與計算機技術相結合，兼具了計算機對二維圖像處理的顯著優勢，由此導致對于圖像信息的識別增強，對圖片的處理能力大大提升，以現有的軟件CAI及CAD為例，都是光處理的新手段。實踐表明，計算機仿真技術與光處理相結合，進一步帶動了計算機仿真技術的發展，提高了模型顯示與圖像識別能力，使仿真實驗更加完善，改變了以往仿真技術的粗糙模式，使技術更加精細化，計算機仿真技術與光處理相結合，使得模型的可視化程度提高，虛擬信息更加真實化，大大提升了所需信息的準確性。

2.2.2計算機仿真技術與軟件信息處理相結合除了前面所提到的計算機仿真技術與光處理相結合的模式，還有一種比較重要的模式就是計算機仿真技術與軟件信息處理相結合，它與光處理不同，強調的是信息處理的靈活性，這是它的一個優勢特點，以典型的Matlab軟件為例，它是計算機軟件中的一種，它有兩大特點，一是矩陣運算，二是信息處理。在運作過程中，主要是對信號及輸入信息進行仿真模擬，利用原有的計算機技術，開展信號信息的可視化，最終實現仿真模型。從整個輸入及運算過程來看，軟件信息處理更加快捷，運行效率更高，效果更明顯，功能更加強大，安全性能更高。近些年來，計算機仿真技術與軟件信息處理相結合模式越發普遍，極大推動了計算機仿真技術的發展。

3結語

計算機仿真技術的出現，改變了人們對于計算機技術的認識，為各行各業提供了前所未有的便利，但是我們應清楚認識到，計算機仿真技術的進步，離不開信息處理，信息處理功能的強大與否，直接影響計算機仿真技術的真實性。筆者從計算機仿真技術的介紹開始，同時正確理解信息處理在計算機仿真技術中的作用，探討計算機仿真技術與信息處理結合的措施，以及計算機仿真技術與光處理相結合的方式方法，計算機仿真技術與軟件信息處理相結合的模式，最終對于計算仿真技術與信息處理相結合進行完整的闡述，對于此項內容的研究分析更加完整。

參考文獻

[1]李圓明.計算機仿真技術與信息處理探究[J].信息與電腦:理論版,2015(21).

第4篇：仿真技術的特點范文

關鍵詞：仿真技術；媒體素材；實踐創新；應用研究

現代科學技術飛速發展，計算機技術也在激烈的競爭中不斷改革創新。這樣的技術現狀對一些高等院校來說存在很大的挑戰，教學要求在逐年提高，教學大綱在反復修改，這些都對教師的教學模式產生了影響。怎樣做到將傳統授課模式的內容更加形象化，讓學生能夠充分地提起對化學的興趣，有目標的學習鉆研是目前化工教學面臨的最大難題。計算機仿真技術的出現，有針對性地緩解了這一僵局。仿真技術可以將現場的工作生產過程模擬還原，給學生帶來一種真實的、身臨其境的感覺，這種技術的應用大大調動了學生的積極性，充分提高了課堂教學質量。

一、仿真技術的特點

1.仿真技術為教學提供了媒體素材支持

傳統的教學方式很多都是講究理論的，學生在枯燥的教學中很可能會失去興趣，一些重點和難點需要在實操和親眼證實中才能真正領悟，這點是傳統方式所力不能及的。利用計算機技術來表現仿真技術，可以使枯燥的理論知識更加生動形象化，它不僅能夠激發學生的積極主動性，還可以提高課堂效率。仿真技術能夠在教學中模擬化工生產過程，讓學生親眼見證實驗的發生，整個教學過程都在有效的控制中，學生通過媒體影像技術認真觀察時，教師可以在重點和難點的地方答疑解惑，及時有效地解決學生在學習過程中遇到的問題，這種互動教學的課堂模式對學生的知識掌握很有益處。

2.仿真技術在教學中理論聯系實際

基礎理論課的知識一般都是較為嚴謹的，需要用嚴密的邏輯思維來思考問題。相比較之下，化工作為工程科學，它所注重的都是一些實際問題的解決，而實際問題所涉及的復雜性，是要求學生能夠把他們在平時基礎理論課學習中一直沿用的思維方式和思維習慣進行轉變，學會在錯綜復雜的影響因素中，通過自身周密地分析比較，抓住影響整體的關鍵因素，把復雜的問題進行合理簡化，找到解決實際問題的正確途徑。仿真技術在教學中能夠很好地把書本的理論知識與實際操作聯系起來，就拿仿真實驗室來說，實驗預習和操作都可以像專業生產實習的現場一樣，學生通過對實驗室內的仿真練習，逐漸熟悉操作過程，為之后真正實際的生產打好堅實的基礎。

3.仿真技術為學生提供實踐創新平臺

學生對專業設備只有通過充分的了解之后才能更好地運用。對典型化工設備的結構、生產流程進行熟悉了解并能掌握它的基本操作是一個化工專業學生所要具備的基本功。仿真技術在教學中的應用給學生創造了一個輕松但不失嚴肅的學習氛圍，它不僅可以鍛煉學生自主探究、思考解決問題的能力，還能通過對仿真視頻錄像的觀察研究，發現書本上所不能看到的現象。某一方面對于思維活躍的學生來說，這種方式能夠很大程度上拓展他們的想象力和創新能力。仿真技術是模擬真實的場景，學生可以在這虛擬的場景里進行實際操作，大膽嘗試心中所想，培養實踐創新的能力。仿真實驗室還能真實地了解可能因操作不當而引起的嚴重后果，學生可以對此進行總結分析，增強他們的操作安全意識。

二、仿真技術的應用

仿真技術模擬的工作過程與實際操作中的過程是完全一致的，它能夠在教學中給學生一個更直觀的認識。傳統的化工原理實驗如果因為操作不當，很可能會造成設備的故障、財產的損失，更嚴重的還可能會危及性命。而仿真技術是模擬真實的場景，學生如果在實際中操作不當，仿真技術系統會給出相應的提示，不會有安全事故發生。學生通過對系統屏幕上的不當分析，能夠及時找出錯誤點，分析并解決問題，在這樣一來一往的過程中，學生實際處理問題的能力也就不斷加強了。仿真技術的應用，使教師在教學中由主宰者變為引導者，學生在接受知識中由被動者變為吸收者，教師與學生在良好的互動中一起探索并解決問題，大大改善了傳統教學中存在的弊端，達到了雙贏的結果。

仿真技術的出現是歷史潮流發展的必然趨勢，在教學中被應用的仿真技術因為它獨有的生動形象性，所以它能夠更好地被中專學生所接受。學生因為仿真技術不斷提高了學習興趣，它可謂是拉近理論與實踐距離的橋梁，學生在邊學邊用、邊用邊學的過程中不斷探索，解決問題的能力相較于之前已經大為改觀了。同時，仿真技術可操作性強的特點在教學中被廣泛運用，通過對情境的設置、設備的了解，以及仿真模擬素材的支持，教師和學生在實際操作中的技術也越來越成熟了。可以說，仿真技術是改善教學方式的有力工具，是提升教學質量的重要保障。

參考文獻：

[1]鄒春萍，王玉強.從企業需求出發，改革化工原理教學[J].廣州化工，2008（4）：74-75.

[2]王振芳，張長橋，任曉紅.化工原理教學中的工程特色教育[J].理工高教研究，2007（2）：98-99.

[3]李景鶴.化工原理課案例教學的探討[J].高等教學研究，1995（2）：40-42.

第5篇：仿真技術的特點范文

關鍵詞：計算機仿真技術 電子專業教學 應用

課 題：本文是在建設江西省冶金工業學校電子技術應用重點支持專業建設項目“改革教學模式”過程中的實踐研究成果。

一、計算機仿真技術的特點

1.計算機仿真技術的基本特性

沉浸性、交互性、虛幻性、逼真性。虛擬仿真技術是在多媒體技術、虛擬現實技術與網絡通信技術等信息科技迅猛發展的基礎上，將仿真技術與虛擬現實技術相結合的產物，是一種更高級的仿真技術。將虛擬仿真系統應用于電子技術專業教學，可使使用者獲得視覺、聽覺、運動感覺等多種感知，繪制的電子圖形與實物十分逼真，具有界面直觀，易學易懂的特征。因此，用計算機仿真技術進行教學，學生能夠更加直觀地進行觀察和學習。

2.仿真技術能夠提供各種分析手段

計算機仿真技術具備完整的混合模擬功能及數字信號模擬功能，可以對電路圖中的電波及各種工作狀態數據進行儲存、打印。計算機仿真技術不僅具備對靜態、動態以及失真情況進行分析處理，而且對于電路中出現的短路及其他故障能夠進行及時、合理的判斷和分析。

3.仿真技術在教學中的作用

計算機仿真技術不僅實驗方法簡單明了，而且成本低，便于系統的檢修和維護。學生進行實驗時，不用擔心因錯誤操作而引起不良效果。學生能夠獨立進行實驗。學生進行反復操作的過程，也不會造成實驗器材和原料的浪費。并且可以進行一些難度系數較大的實驗，達到身臨其境的真實感覺。

二、計算機仿真技術在電子技術教學中的應用

1.在課堂運用仿真技術，進行演示實驗，能夠提高教學效率

以往在進行理論課教學過程中，過于注重原理分析、公式推導，學生常感到枯燥無味，難于理解，需要配合演示實驗，而教師需要花費大量時間進行演示實驗的準備，并且常需要將多種儀器搬到教室，使用起來非常不便，演示操作過程時間長，常常影響教學進度。如今將仿真軟件的虛擬實驗功能引進課堂，在進行理論講解的同時，利用多媒體同步進行演示，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，彌補了理論講解的不足，而且學生更易掌握、理解。

2.利用仿真技術進行實驗教學具有較強的靈活性、精確性

通常情況下，實驗操作過程經常存在不可預測的因素，往往會得到不同的結果。采用計算機仿真技術繪制圖形，與實測數據相結合，可以減小因為不定性因素引起的誤差。與傳統實物實驗相比，計算機仿真技術可以彌補實物實驗不能任意改變電路參數的缺點，能夠在不更換實驗器材和元件的情況下，利用計算機仿真技術通過變換參數來觀測結果的變化，從而得出精確的分析數據。

3.仿真技術教學生動有趣，能有效激發、提高學生的學習興趣

實驗課的真正目的就是讓學生能夠通過實驗課程的學習來驗證理論知識，能透徹清晰地理解理論知識，鞏固學生的專業技能。傳統的實驗教學主要靠老師的講解和演示，學生動手時間少之又少，導致學生無法加深對原理的理解，計算機仿真技術避免了這種現象，大大提高了學生的實驗實效，調動了學生的積極性，激發了學生對實驗課程的興趣。

4.仿真技術為教學提供了理想的教學方案

由于學生對知識掌握和熟練程度不同，學生的認知能力存在差異性，對新知識的理解掌握能力不一致，因此教師在制定教學方案時需要考慮到學生的實際情況，因材施教。計算機仿真技術的引進，無疑給教學提供了理想的教學方案，教學內容更加規范化、標準化，并且以重點培養專業技能為目的，設計的教學方案更加合理實用，符合學生的特點。

三、仿真實驗應注意的問題

第6篇：仿真技術的特點范文

【關鍵詞】計算機；三維仿真技術；水利工程；應用

中圖分類號： TV文獻標識碼：A

前言

文章對計算機三維仿真技術的特點和在水利工程中應用的意義進行了簡要介紹，對計算機三維仿真模擬技術的實現過程進行了闡述，通過分析，并結合自身實踐經驗和相關理論知識，對計算機仿真技術在水利水電工程中的應用研究進行了探討。

二、計算機三維仿真技術的特點

三維仿真技術是利用計算機軟件模擬實際環境進行科學實驗的技術，以模擬的方式為使用者創造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維圖形界面，使之在感知行為的逼真環境中，獲得一種身臨其境的感受。例如《韶關市城市規劃三維輔助決策系統》，利用地理信息系統、三維空間建模、遙感等現代信息技術，以數字地形數據、遙感影像數據、數字高程模型數據以及三維城市要素模型等數據為基礎，在三維虛擬空間內實現局部的規劃和建筑設計方案與區域景觀的實時、多方案綜合分析與決策。計算機三維仿真技術的特點如下：

1.可快速對多種施工方案進行比較：如對于某個混凝土壩工程的澆筑施工模擬，通過計算機仿真技術可在短時間內就能仿真模擬出若干個可行性施工方案，施工技術人員在分析模擬結果的基礎上，再分析判斷出對工程澆筑施工有較大影響的因素，獲得澆筑施工過程中的關鍵時期階段信息，據此便可提前做好充分的預防準備措施。

2.成本相對較低，與進行真實的模型試驗不同，計算機仿真模擬技術是對原型結構進行虛擬模擬，不需要制作真實的原型結構模型，只需要相應的軟件購買費用，而且購買一個軟件后可相對的長期進行多方案的模擬計算，軟件的重復使用率較高，使得應用成本低。

3.模擬結果的可靠性較高，計算機的高準確性決定了在軟件系統模型設置正確，以及軟件程序編制正確的前提下，工程相應的施工模擬仿真分析就會滿足在進行模型的模擬仿真分析前預先考慮到的各種約束條件。

4.實用性強，計算機仿真技術可應用的領域極為廣泛，只要能用數學方式進行表達和描述的問題模型，基本上都能夠用計算機進行相應的仿真模擬計算。

三、計算機三維仿真在水利工程中應用的意義

1.提供可視化功能支持

三維仿真技術可以依靠相關的軟件進行輔助操作，對水利工程規劃方案和規劃過程進行詳細的系統設計，能夠提供可視化的支持，能適當的對規劃的對象進行高度、方向、顏色等方案篩選和比較，使得規劃的決策更為科學、合理、直觀。同時，相比傳統的設計輔助圖，三維仿真技術擁有更強的決策和設計功能，可以降低規劃決策的失誤率，規避設計所帶來的風險。如，2006年9月，人民大會堂公映的大型傳奇史詩影片《圓明園》，通過先進三維仿真技術，將“圓明園”真實的再現在世界人們的眼中。

2.多樣化的數據服務

利用三維仿真技術進行三維模擬和三維仿真系統的設計，可以利用三維仿真系統查詢相對對象的信息資料，為規劃設計者提供水利工程的信息資料。在水利工程規劃三維輔助決策系統中，在功能方面提供了三維基礎功能、規劃信息查詢、規劃方案評審、規劃輔助分析、規劃輔助設計、三維管網管理等六大功能，并利用現有水利工程綜合管理信息系統和基礎數據共享平臺進行對接。

3.提高規劃項目的管理效率

通過制作項目模型或者提供靜態的三維效果圖來展示項目的整體規劃過程，這具有很大的局限性，無法完成規劃對象的修改和管理。水利工程三維仿真技術可以設計一個可操作的三維仿真系統，為開發機構或城市規劃單位提供高精度的數據服務和視覺質量。在需要修改或增減項目工程的過程中，可以直接導入或更新相關的數據信息，可以及時作出方案調整和實施，提高規劃項目的整體管理質量和效率。

四、計算機三維仿真模擬技術的實現過程

計算機仿真模擬技術是以數學理論為基礎逐漸發展起來的一門技術，對于客觀現實的事物和問題，計算機并不能直接對其進行分析和處理，而是需要建立一個能反映待研究事物或問題的本質特征，同時還要求能被計算機所分析處理的”模型”。計算機仿真模擬技術的實現流程主要如下：研究對象特征分析，建立數學模型，計算機分析處理，獲得仿真結果。在實際應用過程中通常表現為以下步驟。

1.建立模型：根據具體的研究目的和研究對象的特征，在進行計算機仿真模擬計算前，應先根據實際問題的特征確定一個適當的分析系統，并結合實際工程參數確定系統的約束條件和邊界條件。再利用相關的數學、力學及其他相應學科的有關理論，把抽象出來的分析系統用一個數學模型表達式描述出來，即建立了相應研究問題的“數學建模”，模型建立的準確程度決定著仿真模擬計算結果與工程實際情況相符合的程度。

2.輸入模型：模型的輸入過程即是對上一步驟建立的“數學建模”結合軟件的功能特點轉化為計算機能夠識別和處理的形式，這種形式所體現的模型內容，即是相應的“計算機仿真模擬模型”。建立和輸入模型是進行計算機進行仿真模擬計算的關鍵環節。

3.仿真計算分析：將上面輸入計算機的仿真模型載入相應的計算機計算模塊中，按照預先設置的各種施工方案，來進行相應的仿真模擬計算，這便是所謂的“計算機模型的仿真計算”過程。

4.仿真模擬計算結果分析：仿真模擬計算的目的是為了反映一個問題的發展狀況，仿真模擬計算的結果包含著系統對輸入模型運行處理的信息，對這些信息的分析和評估是進行計算機仿真模擬研究的最終目標，因此我們應充分結合工程的實際情況，結合經驗來分析和處理仿真計算的結果，使防止模擬能夠指導真實的實際工程施工。

五、計算機三維仿真技術在水利水電工程中的應用研究

1.復雜地下洞室群施工動態可視化仿真與優化方法研究

地下廠房系統施工開挖量大，施工強度高，施工條件復雜，是一個極其復雜的過程。由于工序的作業時間的隨機性，容易產生隨機排隊現象而影響其他作業；由于地下洞室系統縱橫交錯，布置密集，高差大，施工通道少，使得各工序配合與相互干擾錯綜復雜；在安排各個洞室施工先后順序及隧洞施工順序時，需要考慮對工程的總工期、圍巖穩定、通風散煙條件、施工強度以及交通運輸等問題的影響。各個洞室施工在時間、空間上的邏輯關系復雜，傳統橫道圖難以直觀地揭示其復雜的時空關系。因而僅靠設計人員采用傳統的方法分析計算，難以確定合理的施工機械設備配套方案、制定合理的施工進度計劃和施工組織設計方案，難以全面、快速、準確地掌握施工全過程。

2.水利水電工程施工導截流三維動態可視化仿真方法研究

水利水電工程施工導流設計和管理過程，往往需要涉及大量的數據及圖形信息，如壩區的水文、地形、地質資料以及樞紐設計、施工場地布置和施工導流方案設計等各種數據及圖紙。高效、簡便地對這些信息進行管理，是提高設計效率及施工管理水平的關鍵之一。同時，施工導流方案設計是施工組織設計的重要環節，其設計過程復雜，對不同的導流方案很難進行直觀的比較，所以實現施工導流形象直觀的表達具有重大的現實意義。

結束語

計算機三維仿真技術已經實現了可視化，這對水利工程中的相關施工和維修檢測中相關問題的解決具有實際意義，隨著計算機三維仿真技術的進一步發展，它在水利工程中獎發揮更好的效果，讓我們拭目以待。

參考文獻

第7篇：仿真技術的特點范文

關鍵詞：計算機；仿真；制造業

中圖分類號：TP278

計算機仿真技術在制造業的作用越來越明顯，它在產品設計和整個生產流程中都發揮著不可估量的作用。這種技術的應用為開發和制造企業節約了大量的經費，減少了不必要的損失，大大縮短了產品的開發周期并提高了產品質量。計算機仿真技術在日趨激烈的制造業競爭中占有越來越重要的地位。現代制造業的飛速發展為計算機仿真技術帶了新的機遇，同時也提出了新的要求。我們放眼計算機仿真技術的發展歷程，它已經突破了在傳統領域的運用，發展到了產品的設計開發以及銷售方面。現代社會網絡技術的發展也為計算機仿真技術開辟了新的發展空間，使得這種技術表現出許多新的特點。如交互性、分布性，集成化等。這也將成為計算機仿真技術新的應用趨勢。

1 在制造業中，計算機仿真技術應用的分類

計算機仿真技術在制造業中按照模型種類，可大致分為三種，它以產品模型、開發模型以及制造系統模型為中心進行拓展。

1.1 仿真技術以產品模型為中心的應用。在產品模型中，計算機仿真技術的應用對產品的靜態與動態性能，可制造型、可裝配性進行分析。因為設計者在開發產品的時候，不僅要考慮它的實用功能和需求，還要考慮諸如外形，外觀以及尺寸等方面的因素，而且還要考慮產品的可制造性，可批量生產或者是在裝配、保養、維護等方面的因素。這就需要計算機仿真技術在產品模型中發揮作用。

1.2 仿真技術以制造系統模型為中心的應用。制造系統模型包括制造設備的高仿真智能運用、相對復雜的制造系統的模擬運行。在檢測設備的運行能力與實際運行狀況時，如物料供給、資源分配或者是加工流程上發揮著巨大作用。

1.3 仿真技術以開發過程模型為中心的運用。以開發模型為中心的仿真包括設計和制造過程的仿真。很多產品的性能以及生產成本在設計階段就基本定型了，設計階段對于一種新產品的開發非常重要，它需要反復設計和試驗，復雜的計算以及多學科的共同協作，這些特點決定產品的開發過程迫切需要一種能建立模型并仿真試驗的計算機仿真技術。而在制造過程中運用仿真技術將制造系統模型和產品模型結合到一起，多方位模擬，整體運算，再綜合考慮庫存、成本控制以及負載等因素，開發出合格的新產品。

2 在當代制造業中計算機仿真技術的廣泛應用

計算機仿真技術是一門高新科學技術，在當代制造業中，產品的設計和制造都離不開它，尤其是一些諸如航空航天工業、國防工業等規模大，復雜性強的系統研發中，作用更加明顯。它作為一種新型的科學手段和工具，有效地減少了不必要的經濟損失，節約了大量研究經費，并大大縮短了產品的開發周期和提高了產品質量。計算機仿真技術貫穿于產品的設計、制造和測試運行的全過程。當代企業的研發部門只有重視質量、成本、時間、服務和環境這五項指標，才能獲得更好的發展。這種需求也促進了計算機集成技術、模擬測試系統，仿真運行環境等技術的相互結合。他們已經成為制造業不可缺少的重要技術手段。上世紀八十年代以后，計算機仿真技術的發展越來越快，應用最為廣泛的就是“虛擬制造”。通過在計算機上模擬產品的設計和制造過程，提前發現在制造中可能出現的問題，減少不必要的經濟損失。

虛擬運行環境，也稱虛擬現實技術或者是靈境技術，它通過模擬人在自然環境中的感官和行動，實現高級人機互動，對產品的性能和運行狀況進行測試。它綜合運用了計算機圖形學、高仿真技術以及計算機傳感技術等多種科學技術手段。“靈境感”和“交互感”是虛擬現實技術的基本特征。通過計算機虛擬現實技術，將事物內部各種關系的交互與真實作用模擬運行，仿真出一個幾乎真實的虛擬環境讓用戶體驗，從而使用戶的感受更加真實，人機交流的方式更為先進。這種計算機虛擬現實技術，可以支持產品的各個階段，客戶可以通過虛擬的現實環境，驗證產品的各個部件是否合格，產品的性能是否穩定，功能是否能夠滿足人們的日常需要。

隨著當代制造業的發展，人們開始對仿真技術的另一個應用熱點，即虛擬產品開發技術越來越重視。并行工程的運用促進了虛擬產品開發技術的出現和發展。并行工程思想將現代哲學、文化等與現代先進組織思想集合起來，將產品的設計、制造、使用和支持過程并行運作，進行一體化的設計和開發。并行工程從產品開發之初就將投資、制造、裝配以及銷售維護等產品生命周期中各種因素考慮在內，有效地解決了產品設計與開發之間存在的矛盾。而虛擬產品開發技術就是在并行工程思想的指導下，將計算機輔助設計、CS和大型的產品數字化管理系統綜合運用，虛擬一個產品的開發環境。方便產品開發人員在近乎真實的環境下進行策劃、設計和預測產品在現實環境中的性能及其他狀況，將產品在現實工況下的真實運行能力，這樣就可以避免反復設計，不斷變更設計方案，避免因反復制作樣機而造成的資源浪費和經濟損失；方便對產品的設計進行檢驗、指導和優化，使產品的開發周期大大縮減，從而節省了大筆開發費用。在計算機仿真技術的發展中，虛擬產品開發技術是又一重要發展，它深入到產品復雜的制造過程中，產生的經濟效益不可小覷。

現在，仿真技術的應用已經從單一的系統走向開放復雜的大系統。當仿真對象分布于廣闊的時空領域，仿真任務要求將不同地理位置、不同類型（包括人在內）的仿真對象構成一個統一整體進行仿真時，產生了分布交互化仿真（DIS――Districted InteractiveSimulation）。這種仿真系統里包含有不同類型的實體―虛體、真實實體和構造實體，這些實體可以基于不同目的系統、不同年代的技術、不同廠商的產品和不同產品組成，并允許它們交互操作。DIS實現用計算機網絡將不同地點的仿真設備連接起來，通過實體間的數據交換構成時空到合成仿真環境的一種先進仿真技術。在這種復雜的分布綜合的系統進行實時仿真時，必須提供快速、高效、大量的信息通道和相應的處理。美國是最早研究這種技術并投入使用的國家，已經完成了多項基于虛擬仿真的DIS工程項目，相關的協議與標準已經完成或正在完成。

在制造行業，已經產生了類似于DIS的虛擬研究開發中心或虛擬企業。香港生產力促進局和香港城市大學共建的快速科技中心就是一個虛擬研究開發中心。此外，為了適應快速變化的世界市場，克服單個企業難以在短期內具備所需資源的局限性，出現了在一定時限內，為了某一市場機遇，通過網絡臨時聯結的一種動態聯盟――虛擬企業。美國波音（BOEING）公司可以把777飛機的研制、生產做到幾乎“無圖紙”的程度。波音777飛機的研制、整機設計、裝配、部件測試以及各種試飛，都是由計算機完成的。它能將開發周期從原來的8年縮短到5年，節約了數百萬美元經費。

3 結論

當代制造業中，計算機仿真技術已經成為一種綜合性的高新科學技術，它綜合了計算機技術、計算機輔助設計技術、多媒體技術、網絡技術、信息技術、軟件工程、數字化控制技術等多種科學技術，在制造業中發揮著越來越大的作用，在一些大型的復雜形同研發中，更是必不可少的重要工具，它有效地減少了企業的經濟損失，節省了大量的研發經費，使產品的開發周期大大縮減，產品質量得到顯著提高。

參考文獻：

[1]吳秀平，梅江平.大批量、多類型電池自動分選裝備的建模與仿真[J].組合機床與自動化加工技術，2008，4.

[2]尚煒，寧汝新.一種以拓撲結構信息為骨架的線纜數字化模型[J].計算機集成制造系統，2012，12.

第8篇：仿真技術的特點范文

關鍵詞 單片機開發；仿真技術；應用；電子琴系統；軟硬件協同仿真

中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）56-0180-01

0 引言

目前，單片機正以高集成度、高可靠性，體積小、控制功能強，低電壓、低功耗，便于生產便攜式產品、性價比高等優點廣泛應用于人們生活的各個領域。現如今，單片機的開發應用越來越受到重視。在單片機的開發應用中最突出的就是仿真技術，在開發過程中使用軟硬件協同仿真技術，模擬整個系統，能夠達到降低設計風險，節省開發時間和費用的目的。

1 單片機仿真技術綜述

單片機是采用超大規模集成電路技術把中央處理器、隨機存儲器、只讀存儲器、定時器等功能集成到一塊硅片上而構成的功能完善的高集成計算機系統。現如今它的開發應用已引起人們的高度關注和重視。雖然單片機技術的發展極大地推動了電子、計算機、通信等行業的飛速發展，成為當前科研和教學中的熱門技術。但是在單片機開發過程中，由于原理設計完成后需要反復調制電路，往往會增加單片機的開發成本，成為推廣單片機研發的最大障礙。

近年來，計算機仿真技術已取得了突飛猛進的發展，這在一定程度上，也促成了單片機仿真技術。計算機仿真技術是一個多學科綜合技術，基于計算機的工具，通過建立模型來模擬，數據處理分析，核查程序，使用真實的測試環境系統的動態仿真模型。它具有高效、安全、受環境約束較少的特點。而軟硬件的協同仿真計算機仿真技術作為一個非常獨特的應用程序的分支，近年來得到迅速發展。它主要是在最終硬件沒有準備好之前就進行軟件和硬件的協同驗證。可以通過軟件和硬件的協同仿真技術的使用對虛擬模型進行早期調試，并提供了一個虛擬平臺軟件調試，從而對整個系統包括硬件在內，進行功能驗證，為準備硬件平臺大大節省了時間。

可以說，軟硬件協同仿真技術的出現為單片機開發應用提供了一個很好的發展平臺，具有十分重要的推廣價值。

2 仿真技術在單片機開發中的應用分析

目前，軟件和硬件協同仿真技術對于低級別的模擬研究還比較完善，一般的模式是軟件調試環境、微處理器模型和硬件協同仿真RTL描述。在正常情況下，軟件環境和硬件環境有其自身的控制接口，通過一個總線周期由處理器和硬件交互發起的系列軟件。筆者在這里以電子琴的開發為例，介紹了軟硬件協同仿真技術在電子琴系統中的應用。主要是采用偉福單片機仿真器模擬電子琴，以實現單片機軟硬件同步仿真。

2.1 系統總體設計

在電子琴系統中，仿真板作為硬件仿真和調試界面，單片機仿真軟件負責系統執行、單步執行、監控斷點、內存和寄存器數據返回給硬件仿真板時產生和捕獲、內部功能模塊的運行等功能。電子琴系統的設計應包括AT89S51單片機、矩陣鍵盤、音頻模塊和顯示模塊。其主要目的是在該系統的硬件和軟件設計的前期驗證其正確性和性能效率。

2.2 AT89S51單片機設計

AT89S51單片機，其中有40個引腳，4K字節閃存芯片上的程序存儲器，128字節的隨機存取數據存儲器，32個外部雙向口，五個中斷優先級嵌套中斷，兩個16位可編程定時計數器，兩個全雙工串行通信端口，WDT電路，片上時鐘振蕩器，低功耗、高性能的8位芯片。芯片兼容標準MCS- 51指令集和80C51引腳結構，使用高密度，非易失性內存技術，可為許多嵌入式控制應用提供具有成本效益的解決方案。

2.3 矩陣式鍵盤結構設計

由于電子琴系統的按鍵數量較多，所以在本系統中將按鍵排列成矩陣形式。與直接連接式鍵盤結構相比，雖然矩陣式鍵盤結構要復雜些，識別方式也要復雜些，但它卻可以提高端口利用率。每個鍵的行和列，行線和列線通過電阻器的功率連接，每個鍵的狀態將成為數字“0”和“1”。輸出端行線，沒有按下按鈕時，產量高，意味著沒有鍵按下列線輸入連接到芯片，一旦按下一個鍵，在輸入端電壓低，這種閱讀狀態輸入線可以告訴一個鍵是否被按下，能夠大大提高系統的性能。

2.4 音頻模塊及顯示模塊設計

AT89S51的定時器使用音頻脈沖，每個反向輸出脈沖的時間，到時候再反向，因此產生了各種不同頻率的脈沖信號后，蜂鳴器發揮出來，我們可以形成一個優美的音樂，因而就形成了電子琴系統的音頻模塊。另外，將AT89S51單片機的P2端口的P2.0～P2.7連接到一共陰數碼管a－h的引腳上，可以實現電子琴系統的顯示模塊，能夠在數碼管上循環顯示數字0～9。

總之，單片機仿真技術由于考慮到軟件的實際情況，模擬運行驗證可以更真實的應用環境，系統設計更容易早期發現問題，避免設計錯誤，克服芯片的開發成本高的缺點。模擬整個系統的軟件，可以降低設計風險，同時節省了開發時間和開發成本，在運行過程中，硬件連接和硬件仿真器是同出一轍。

3 結論

綜上所述，軟硬件協同仿真技術的使用，微控制器硬件將能夠不僅不需要模擬的全部功能，而且還能提高一個成功的系統設計信心。也就是說，軟硬件協同仿真技術可以方便系統設計調整，可以在設計前期評估性能，方便軟硬件的檢測。可以說它在單片機開發中表現出來的卓越的仿真能力使其成為當前最好的仿真工具之一，由此可見在單片機開發中仿真技術是一個十分值得推廣的技術。可以預言，隨著科學技術的不斷發展和計算機仿真技術的日益完善，單片機仿真技術定將得到更加廣泛的應用，最終實現單片機開發應用的最大效益。

參考文獻

[1]王衛東，孫福玉.淺談計算機仿真技術[J].赤峰學院學報，2006(2).

[2]劉娜，孫美英，趙英.如何提高單片機開發水平[J].科技信息（機械與電子），2007(21).

第9篇：仿真技術的特點范文

關鍵詞：虛擬仿真；電子類實驗教學；應用

TP391.9；TN0-4；G642

一、虛擬仿真技術的概念與優勢

虛擬仿真技術在電子類實驗教學中的應用主要有兩種方面：虛擬儀器技術和仿真。最早虛擬儀器這個概念是由美國儀器公司提出的，其主要含義就是“軟件就是儀器”通過對應的軟件來實現儀器的主要功能。在使用過程中利用LabvIEW編寫虛擬的儀器面板，將各種數據信息采集設備和軟件的仿真平臺搭建出一個不同的仿真系統。仿真則是利用模型進行實驗，對電路環境與電路過程中進行模擬，得到真正實驗的全過程。虛擬仿真技術的核心內容就是將虛擬與實際結合，從而達到最佳的實驗教學效果。同時，在虛擬仿真技術在使用過程中有以下幾種優勢

（一）節約成本

在傳統的教學模式創新中需要不斷的增加各種教學儀器設備，增加教學成本，而且要想進行實驗只能在實驗室進行。虛擬仿真技術的出現更好的解決了這些問題，在教學過程中只需要具備仿真軟件計算機就能在任意地點進行實驗，方便教師教學。

（二）理論與實際結合，激發學生興趣

虛擬仿真技術可以將虛擬與實現結合，學生在接受新知識時還鍛煉了學生的動手實踐能力。將實驗教學內容以更直觀的形象展現出來，激發學生的學習興趣，提高學習效率。

（三）實驗平臺的統一性和可恢復性

在使用虛擬仿真技術時，可以將多門課程實驗進行統一，并為學生提供一個設計、原型、科學、的應用平臺，這樣不會丟失原有的實驗信息，還會完成從原型設計到系統部署之前所有工作，從而將虛擬教學內容與實際教學實驗的理論、知識更好的結合起來。

（四）教學內容的靈活性與創新性

虛擬仿真技術不同于其他試驗箱數量固定的實驗內容，在使用其技術時還會根據不同的需求搭建出一個不同的實驗電路，讓學生更直觀的了解教學內容，同時還有利于教師開展一些綜合性與設計性的教學實驗，從而培養學生的創新能力。

二、虛擬仿真技術在電子類實驗教學中的應用

隨著電子技術快速發展以及教學內容不斷的更新，傳統的實驗教學模式已經跟不上社會的發展，其中還存在著一些不足，虛擬仿真技術的出現將實驗教學進行全新的完善，激發學生的學習興趣，提高學生學習效率。電子電路課程是電子類專業必修課程，其中包括了：電路分析、模擬器電子技術、數字電子技術。在這三門課程中虛擬電子技術被學生們認為是一個難度最大，理論性較強的的一門課程。一般來講，虛擬電子技術是與教學理念同步，有時也會落后于教學課堂。在傳統的實驗教學過程中，學生對實驗的電路理論不夠了解，對實驗中可能出現的問題還沒有特別清楚，因此，對于多數學生來說，在實驗過程中一旦出現問題找不到任何的突破點，從而降低學習興趣。在虛擬仿真技術中以二階段有源低通濾波器為主的教學實驗可以幫助學生加深對知識的了解，鍛煉學生的動手動腦能力。

（一）二階有源濾波器的仿真實驗

在虛擬仿真技術中，常用的仿真軟件有：Multisim、Pspice、Proteus等。在此，本文對Multisim在虛擬仿真技術中的使用以二階有源濾波器電路進行了仿真。該技術操作簡單容易上手，它在使用過程中具有非常多的元器件、虛擬儀器，它的功能強大，在使用過程中還為學生提供專用的萬能表、示波器等常用儀表設備，而且還為學生提供了虛擬仿真技術的網絡分析儀、頻譜分析儀等儀器設備。二階有源濾波器在教學過程中具有仿真的電路圖，只需要在使用時輸入信號頻率和幅度，就可以通過濾波器的示波器進行觀察，并讓學生做出總結。同時，在使用時還可以利用波特圖測試儀，設定使用頻率的反問，保證學生可以更加直觀的觀看到二階有源低通濾波器的頻率響應線，學生在上課過程中就可以通過幅頻特性曲線找到濾波器的頻率。這樣，學生就可以搭建出一個更為實際的電路，進行實驗，從而總結出自己所得結果，并于教師交流。

（二）二階有源濾波器的實際電路測試