仿真科学与技术十篇

仿真科学与技术篇1

关键词金属切削加工有限元Deform教学改革

0引言

金属切削加工技术仍然是机械制造行业的主要加工方法。它通过刀具和工件的相互作用去除工件表面的多余材料，以获得理想的加工形状、加工精度和表面质量的工件。因此，金属切削加工技术在本科生的教学工作中占有重要的地位，机械类本科生都开设有关于数控机床、机械加工制造技术等相关课程。随着技术的发展，越来越多的数控仿真软件的出现使本科生在数控机床操作水平上有了很大的提升，但是对金属切削过程中涉及的理论并没有很大改观。现在许多专家学者都对金属切削过程进行了研究，但是由于切削过程的复杂性，还没有统一的理论来解释加工过程中的各种物理现象，这对本科生对加工过程的理解造成了一定的困难。而加工过程仿真技术的出现为这一问题带来了转机，本文主要研究加工过程仿真技术在演示切削加工过程方面对于本科生教学工作的帮助。

1有限元仿真技术

有限单元法（FiniteElementMethod,FEM）是一种以计算机为手段，通过离散化将研究对象变换成一个与原结构近似的数学模型，再经过一系列规范化的步骤以求解应力，应变和位移等参数的数值计算方法。它是一种通用的近似计算方法，也是解决工程实际问题的强有力的数值计算工具。目前，有限元法在航空，航天，机械，汽车，铁路，船舶，交通，建筑，电子，地质矿产，水利水电，石油化工，生物医学以及科学研究领域得到了非常广泛的应用，并越来越受到业界的高度重视。现在较为流行的有限元分析软件有ANSYS、ABAQUS、Deform和AdvantEdge等，这些软件对研究金属切削过程中的温度、切屑形状、刀具应力等提供了良好的前后处理和求解环境。各个有限元软在单元、建模、材料模型和自适应网格能力等方面具有各自的特点和优势。因此为了有效地模拟切削过程中所关心的方面和问题，需要综合考虑分析问题的难易程度和仿真结果表现形式等多方面的因素，合理地选择有限元分析软件。

2加工仿真实验平台建设

2.1系统组成

该实验平台由一台小型车床和自组的小型铣床以及装有Deform软件的微机组成。车床和铣床的作用在于演示车刀和铣刀与工件作用的物理过程，观察特定加工条件下的切屑和工件表面状态，同时也是有限元的仿真数据（如刀具尺寸，切深、背吃刀量等）的来源，仿真结果实际上相当于对实际物理过程的一个“慢放”，让学生能够仔细观察刀具去除多余材料的过程，明白其作用机理。Deform软件是SFTC公司生产的一款商业有限元软件，它专注于金属成型和加工工艺过程的仿真，可以实现车、铣、钻、锻压等多种加工形式的仿真，同时也可以对材料的正火、退火、淬火等工艺流程进行仿真分析。它的优点如下：

（1）界面交互性好，与其他有限元软件相比，Deform软件为用户考虑，在一个界面就可以定义好所有需要参数，设置参数的位置清楚明了。

（2）操作性好。Deform软件包含了大量的材料库，材料数据不必再自己去寻找，而且设定网格数量后可以自动划分网格，在运行过程中出现大的变形量（如切屑去除过程）时可自动的进行网格的重划分，不需要人工干预。相比于其他的有限元软件，Deform在前处理过程中可以自动定义物体的边界条件，需要设定的参数量很少。

（3）后处理功能丰富。具有点迹示踪、变形、云图、矢量图、力—行程曲线等多种功能，而且具有2D的切片功能，可以显示工件或者刀具的剖面结果。因此选择Deform作为有限元分析软件，但是必须提前用CAD软件绘制好刀具和工件的三维模型，然后导入Deform进行分析。

2.2试验台在教学中的作用

本科生课程中的金属加工常常以车削为例，讲解前刀面、后刀面以及各个倾角对加工过程的影响，这些知识理论性太强，学生看到这些内容并不能与真正的加工过程联系起来，因此对这一部分的知识总是抱着死记硬背的态度，并没有认真对待。而有的学校有条件带学生参观真正的加工过程，但是由于机床转速过高，加工过程很快就完成了，人肉眼无法观察清楚整个过程，人靠近观察还有可能产生一定的危险，而且耗费加工材料和刀具，针对上述情况，有限元仿真是一个较好解决该问题的方法。有限元仿真是对实际过程的近似，只要输入正确的模拟参数，其结果与实际过程极为接近。该实验平台将仿真过程与实际加工过程相结合，由老师选定加工工况，通过有限元仿真的结果演示，让学生明白加工过程是如何运作的，然后再用实际加工过程作对比，达到验证的目的。

2.3实验平台建设实践

2.3.1实验手册的编写

由于金属加工过程涉及到很多的影响因素，而且仿真计算过程花费时间过长，授课老师并不能在短短的课堂上一一呈现，因此将仿真的过程建立成为实验手册，分别对不同的影响因素进行仿真，由老师演示一部分，另外的部分由学生自行根据手册进行仿真学习，在熟悉有限元软件的过程中了解有限元解决实际问题的过程。

2.3.2助教的设立

由于有限元仿真软件需要一定时间的学习，授课老师可能没有时间，或者与该研究方向不相符，因此需要设立助教进行有限元软件的操作及课堂演示视频的制作。助教可以由研究金属加工有限元仿真方向的研究生或者由授课老师设立专人来担任。助教首先要熟悉有限元软件的操作过程，然后与授课老师进行沟通，针对本科教学的授课目的，选择具有代表性的工况进行有限元仿真，并将结果做成演示视频等易于在课堂展示的方式。对于操作过程中遇到的问题要做到心中有数，同时做好与同学的交流工作，能够积极回答学生的疑问。

3加工仿真技术本科生教学实践的思考

加工过程仿真技术是对本科生在金属切削加工教学方面的一个说明和补充，可以生动形象地说明金属切削过程中刀具和工件相互作用的过程和机理，改变以往公式加配图的教学方式，使整个课本“动”起来，更能激发出学生的好奇心和学习兴趣，同时提升学生对加工过程仿真技术的应用，确立学生以加工过程仿真技术辅助学习的方法。由于实验平台建设时间较短，在整个实践过程中仍有许多值得我们思考的地方。

3.1应用扩展

（1）有限元仿真技术对于本科生来说是一个演示说明的过程，但是对于研究生来说是进行研究的一个必不可少的手段。但是研究生有需求时常独立进行摸索学习，效率低而且耗费时间，许多疑问也得不到解答。因此对于研究金属加工过程的研究生来说，也可以组织起来进行有限元仿真软件的操作教学，帮助他们快速熟悉掌握该软件，尽快进入研究工作。

（2）通过blackboard平台建立与学生交流的通道，可以在平台上放置一些仿真过程的演示视频，帮助学生进行实验的学习，同时在平台上建立与学生交流的通道，学生在使用仿真软件过程中遇到的问题或者在学习上遇到的问题都可以与助教进行沟通，对于学生的要求，助教进行汇总后与授课老师合作，改进课程教学计划，使教学过程更进一步。

3.2下一步的工作

有限元方法的优点是对过程的离散化，可将每一步清晰的表现出来，但是这也注定了有限元的求解过程比较缓慢，并不适合当场演示操作过程，只能对仿真的结果进行加工制作，制作成视频等这些易于演示的方式，导致效率低下，不能对金属切削加工的所有情况进行演示。针对这种情况可以发动本科学生中对有限元仿真比较感兴趣的学生，或者实验做得比较好的学生做一些特定条件下的加工仿真操作，吸收到教学演示过程中，可安排这些学生进行相应章节的讲解等教学工作。Deform是一款功能强大的软件，观察仿真结果时还伴随着很多的数据，这些数据并没有在教学工作中得到很好地利用，比如切削温度分布图、应力应变分布图、速度分布图等，这些都应该加以合理的应用，融入到教学工作中来。

4结束语

加工仿真技术是以有限元仿真技术为核心，以提升学生对金属切削加工过程的理解为目的而建立起来的，并与本科的教学工作相互补充，使学生在学习理论的基础上对加工过程有一个清晰的认识，并提升学生对于有限元分析方法的认识，增强学生用有限元方法解决问题的能力。该课程改革仍处在探索研究阶段，可以根据课程需要和教学目的的不同进行调整，在本科生教学工作中必将发挥更大的作用。

参考文献

[1]王晓军.航空航天结构中有限元方法理论与实践的教学衔接.科教导刊,2012.

[2]李伟民.deform5.03金属成形有限元分析实例指导教程.机械工业出版社,2007.

[3]徐看.金属切削过程有限元仿真技术研究.工具技术,2013.

[4]魏保立.数控加工仿真软件在教学中的合理应用.科技信息,2008.

仿真科学与技术篇2

（一）计算机仿真技术的基本概念。

计算机仿真技术，是使用计算机技术和数学建模理论，以及相关的应用性工具共同建构的仿真性系统应用模型，并在一定的实验检验环境下，实现对已经建立的模型之综合性检验的实用技术。依照计算机设备的具体类型状况展开分析，可以将现有的计算机仿真技术划分为：模拟仿真、数字仿真，以及混合仿真三个基本的类型。伴随着当代计算机科学技术的客观发展，以及计算机设备在运算速度与运算能力方面的提升，建立在数字化技术背景下计算机仿真技术，已经对传统模式下的原始仿真技术模式是实现了较为完全的实质性替代，这种新式的仿真技术易于运作与修改。计算精度高且速度快，实验结果较为可靠等特征。

（二）计算机仿真技术的基本应用流程

第一，对问题进行描述。透过开展目标问题的描述实践，切实明确计算机仿真技术的对象、目的，以及相关的基础性要求，之后依照教学研究工作的目的和实践需求，具体确定计算机仿真技术的规模特征，以及约制条件。第二，初步建立原始化数学模型。数学模型是针对某种特定的事物系统或者是数量关系对象，使用规范化的数学语言，实现对数学结构的近似化或者是概括化描述目标。计算机仿真技术是一种基于模型技术的全新技术，其模型建构的准确性对仿真检验结果的准确性具有重要影响。第三，建构仿真系统数学模型。在原有的数学模型的建制基础上，引入计算机辅助科学技术模块，对之前已经建制完成的模型进行有针对性地补充完善，这个过程也可以简略性地描述为二次建模。第四，开展编程和调试行为。要将仿真技术系统前期建制过程中形成的数学模型，进行具体的编程和相应的调试行为。第五，进行仿真实验。应用计算机仿真技术系统，开展之前设定的实验内容，进而得到预期的实验结果。第六，对实验结果进行相应的验证。通过反复开展仿真实验，对已经建制的模型进行验证以及修正，实现对仿真技术应用模型的预期建设目标。

二、计算机仿真技术在体育学科实践领域的应用

（一）计算机仿真技术在当代体育学科教学中的应用。

伴随着现代多媒体技术的深化发展，这项实践技术在理论教学工作中的应用，有效实现了对课堂教学内容的丰富，以及对对象学生群体学习兴趣的有效激发，要逐步帮助学生加强对复杂知识项目的理解能力，切实实现教学质量实践水平的有效提升。与此同时，在现行的体育课程的教学实践过程中，在目前阶段，绝大多数的教师往往都是使用示范的模式来开展对教学内容的讲解，但是，伴随着教师年龄的增长，以及教师在体育运动技战术水平掌握层面的客观差别，有时可能很难在教学训练实践中，顺利完成对体育运动技战术知识的讲授，以及训练实践目标，在一定的考量角度上，不利于学生体育课程学习成绩的有效提高。在这样的背景下，我们可以逐步开展可视化仿真技术，以及多媒体仿真技术的开发实践，可以针对具体的体育运动项目，制定有针对性的仿真模拟化的运动过程技战术软件，之后指令学生在模拟化的运动环境中开展相应的教学与训练环节，有效实现学生成绩水平的有效提升。

（二）计算机仿真技术在开展运动训练指导实践中的应用。

计算机图形学本身具备着极其广阔的客观性应用范围，它在较大的程度上，能够实现对某些重要的系统，或者是重要的现象的模拟与仿真实践。将系统化的数学模型转换成系统化的仿真模型，之后，再依照计算机辅助程序获取到数学模型的解，以及相关的数据结果，并在科学的运作程序背景下，实现对已经获取到的数据对象的分析，以及验证目标，最大限度地，使用数据科学技术对运动员的技战术实践行为，进行科学化的实践指导。

结束语

仿真科学与技术篇3

关键词：仿真　计算机仿真　计算机仿真技术

一、引言

仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿，人们利用这样的模型进行试验，从中得到所需的信息，然后帮助人们对现实世界中某一层次的问题做出决策。计算机仿真就是建立系统模型的仿真模型进而在电子计算机上对该仿真模型进行模拟实验的研究过程。计算机仿真技术即以计算机仿真为手段，通过仿真模型模拟实际系统的运动来认识其规律的一种研究方法，也称计算机仿真方法。在科技飞速发展的今天，它已经成为控制系统分析、研究、设计不可缺少的重要工具。

二、计算机仿真技术的特点

1.模型参数可根据要求任意调整、修改和补充。人们可以得到各种可能的仿真效果，为进一步完善研究方案提供了可能。与传统的实物实验相比，具有运行费用低、无风险、方便灵活等优点。

2.系统模型求解快速。运用计算机仿真，能够在较短的时间内得出仿真运算的结果，为生产实践提供最及时的指导。

3.仿真运算结果可靠、准确。在机器没有故障的前提下，只要系统模型、仿真模型、仿真程序科学合理，那么计算机的运算结果是准确无误的。

4.实物、实时仿真直观、逼真。这一特点使它在一些复杂工程系统中例如核电、航天等领域得到了广泛应用。

传统的仿真技术是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况反复修改模型和有关的参数，不仅效率低，也存在环境、安全等因素的限制，所以很难达到实验者满意的仿真效果。而计算机仿真技术是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型，并在试验条件下对模型进行动态实验，它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统尤其是复杂系统的重要工具。

三、计算机仿真技术的研究现状

计算机仿真技术的发展与计算机的发展是密不可分的。20世纪50年代的计算机仿真大部分是以电子模拟计算机为主机实现的，在部分特殊应用领域内也有以液压机、气压机或阻抗网络作为主要模拟设备的。由于电子模拟计算机的精度较差等缺点，从70年代初开始，数字模拟混合计算机仿真得到发展。从70年代末起，以数字机为主机的各种各样的专用和通用计算机仿真得到了普及和推广。转贴于 由于高性能工作站、巨型机、小巨机、软件技术和人工智能技术取得了引人瞩目的进展，在80年代人们对智能化的计算机仿真寄予了希望，也在综合集成数字仿真和模拟仿真优势的基础上，设计出了在更高层次上的数字模拟混合仿真技术，在一些特定的仿真领域内，这种智能计算机仿真和高层次的数字模拟计算机仿真都取得了令人鼓舞的结果。80年代初推出了一些仿真机，SYSTEM10和SYSTEM100就是这类仿真技术的代表。90年代又开始了交互式仿真和虚拟仿真的研究并取得了一定的成绩。特别是近20年来，随着系统工程与科学的迅速发展，计算机仿真技术也得到了蓬勃发展，已经从传统的工程领域扩展到非工程领域，在社会经济系统、环境生态系统、生物医学系统、能源系统、教育培训系统等得到了广泛应用。

四、计算机仿真技术的展望

随着计算机应用技术和网络技术的发展，计算机仿真技术也在不断地发展。未来的发展主要有两个方向：

1.仿真技术的网络化

众所周知，现在已经开发研制出来的仿真系统有很多，它们不能互相兼容，可移植性差，实现共享困难，与开发的高成本、低效率、长时间不成正比，更不能充分加以利用。要想解决这些问题，首先要解决的是采用兼容性好的计算机语言来编写仿真系统，其次是采用网络化技术实现仿真系统的共享。尤其是后者，在将来的仿真系统开发中具有重要的意义。实现仿真系统的网络共享，不但可以在一定程度上避免不必要的社会资源的浪费，而且可以通过适当的收费来弥补开发成本的不足。

2.仿真技术的虚拟制造

计算机仿真技术发展的另一个大方向是在虚拟制造技术领域的深入应用。虚拟制造技术是20世纪90年展起来的一种先进的制造技术，它利用计算机仿真技术和虚拟现实技术的结合，在计算机上实现了从产品设计到产品出厂以及企业各级过程的管理与控制。这使得制造技术不再主要依靠经验，便可实现对制造的全方位预测，为机械制造领域开辟了一个广阔的新天地。

参考文献

[1] 王中鲜 MATLAB建模与仿真应用.机械工业出版社，2010。

仿真科学与技术篇4

关键词：军事训练；模拟仿真技术；人才培养

中图分类号：G71 文献标识码：A

一、前言

现阶段，模拟仿真技术已成为人类认识与改造客观世界的重要方法，在关系国家实力和安全的关键领域，发挥着不可或缺的作用。20世纪90年代初以来，美军各军兵种进行了大量的作战模拟实验，为美军在海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争中实兵作战和21世纪的军事转型研究提供了有力支撑。当前世界许多国家军队正在掀起以模拟仿真为标志的第二次军事训练革命，其中心要旨就是充分运用以计算机为核心的现代模拟仿真技术实现军事训练的跃升，以期以最大的效费比实现战斗力的有机生成。我军要想在新的革命浪潮中处于不败之地，就必须从人才抓起，尽快把高素质、专业化的军事训练模拟仿真技术人才队伍的培养纳入快速、正规、有序的轨道，为模拟仿真技术在军事训练领域的广泛应用与发展奠定人才基础。

二、军事训练模拟仿真技术人才培养的现实意义

所谓军事训练模拟仿真技术人才，是指从事军事训练领域中模拟仿真装备及系统研发工作的技术人才。当前，以模拟仿真技术为核心的高新技术迅猛发展和广泛应用，军事训练领域发生了新变革。如何适应军事训练变革的需要，培养新型军事训练模拟仿真技术人才，对进行军事训练发展具有非常重要的现实意义。

（一）推进军事训练变革的重要前提

军事领域是受益于高新技术最直接、最迅速、最广泛的领域。高科技的发展，表面上是一种技术竞争，本质上却是人才的竞争。加强军事训练模拟仿真技术人才的培养，是我军军事训练变革中的一个重要前提。为了大力推进军事训练的模拟化变革，使我军在未来继续成为有影响的军队，保持和发展在国际上的重要地位，就必须加强人才队伍建设，提高人才队伍质量。

（二）促进军事训练模拟仿真建设发展的内在要求

近年来，我军加快了军事训练模拟仿真建设的步伐，军事训练模拟仿真技术人才的需求急剧扩大，现有资源难以满足发展需要。而在传统的人才培养中，一般是军事训练理论知识与实践经验和模拟仿真技术“鱼和熊掌不可兼得”，研究军事训练领域的，对模拟仿真技术不了解，而掌握模拟仿真技术的，又没有军事训练理论基础和实践经验，使得需求由军事训练人才提出，设计实现由模拟仿真技术人才完成。知识体系的不同很容易造成军事训练理论人才提出的需求不合理，在技术上难以实现；设计实现人员有时会因缺乏军事训练基础而不能完全理解军事训练人员的意图，两者之间沟通困难，导致信息化建设发展受阻。因此，培养新型军事训练模拟仿真技术人才，是促进军事训练模拟仿真建设发展的内在要求。

（三）壮大军事训练模拟仿真人才队伍的必由之路

国以才立，政以才治，军以才强。无论是在国与国之间的战略博弈中，还是在两军对垒的战场上，人才优势始终是最大的制胜优势，人才竞争力永远是核心竞争力。高素质军事训练模拟仿真技术人才队伍是我军军事训练模拟化的希望和未来，只有通过悉心培养，才能催生出一批批高素质的专业人才，而且还可以从中选择业务水平拔尖的人才作为专家，对有资质有潜力的学员倾囊相授，不断壮大军事训练模拟仿真技术人才队伍。

三、军事训练模拟仿真技术人才培养面临的问题

一直以来，我军人才培养强调的是以学科专业教学为中心，注重培养“对口型”的各类人才，而忽视了对军事综合素质的培养。在军事训练模拟仿真人才方面还没有形成完整的培养体系，主要存在以下问题：

（一）重视理论研究轻视实际应用的现象依然存在

进行军事模拟仿真技术人才培养的目的就是推动部队信息化建设，更好地为部队训练服务。而部队训练的大部分内容都是与实际应用相关联的，这就要求军事训练模拟仿真技术人才的培养要更多地联系部队实际。目前，我军在人才培养过程中，对理论知识有所偏重，与部队训练密切相关的实际应用方面则重视不够。主要表现是：对于军事训练的实施过程和内容、模拟仿真技术在部队训练中的应用、相关军事训练装备及系统的设计和研发以及一些前沿技术等内容涉及不多或只做表面研究。在教学科研方面，教员也大多对理论研究有所侧重，学员在平时的学习中接触到的多是理论方面的知识，他们很少会把学到的理论知识应用到实践中去，理论与实际相结合的能力较低。

（二）人才的培养和使用上还存在着不合理的现象

目前，军事训练模拟仿真技术人才的培养，主要采取的是以课堂教学为主、研讨式教学和自学为辅的方式。研讨式教学虽然在一定程度上调动了学员的积极性，但受教员授课内容限制，学员的主观能动性并不能很好地发挥出来。在培养方式上，往往忽视了对军事训练模拟仿真技术人员的岗位培训和业务能力训练。特别是对于军事训练模拟仿真技术领域出现的一些新的方法和技术，不能够扩大培训范围，仅限于院校和一些科研机构，对于基层部队的人员培训不及时，不到位。在培养人员的选择上，主要以军官为主，忽视了对士官人才的培养。在人才使用上“大材小用”现象仍然存在，不能做到专才专用。不少部队在军事训练模拟仿真技术人才的使用上只是让他们从事一些简单的工作，例如多媒体课件的制作、网络管理、摄像以及其他服务性保障工作，对于真正技术性强的工作却不让他们参与，而是从地方聘请技术人员，致使军事训练模拟仿真技术人才的专长和特点得不到充分发挥和利用。

（三）人才培养与训练模拟化建设步伐不一致

随着世界新军事变革的迅猛发展，我军的军事训练正逐步朝着模拟化的方向迈进。这就要求人才的培养要适应时代的发展与变化，适应部队训练的“转型”。目前，我军在一些模拟化程度较高的军事训练方面，人才培养与训练模拟化建设步伐不一致的现象仍然较为突出。军事训练模拟仿真技术人才在对军事训练理论的掌握和组织实施过程的了解方面，在模拟仿真技术、网络技术、虚拟现实技术和嵌入式技术等的运用上都要落后于部队训练模拟化的实际需要。另外，随着部队训练模拟化建设速度的加快，许多新的模拟仿真训练方法和内容在理论上已经成熟，急需军事训练模拟仿真技术人才为部队模拟训练提供技术上的支持和保障，但军事训练模拟仿真技术人才对于新出现的训练方法和技术没有及时进行研究消化，不能解决部队在训练手段模拟化过程中提出的新要求，阻碍部队军事训练模拟化建设的步伐。

四、军事训练模拟仿真技术人才培养应把握的重点

当前，部队在进行军事训练模拟仿真技术人才培养的过程中存在的诸多问题已经大大制约了我军训练模拟化的发展。要改变这种局面，就要打破常规，根据我军跨越式发展的要求，立足军事训练革命的发展变化，把培养人才作为事关军队长远建设的基础工程抓紧抓好，尽快培养一支具有高素质的军事训练模拟仿真技术人才队伍。

（一）树立全新理念，明确人才培养目标

现代科学技术迅猛发展，知识更新周期短，新知识新技术不断涌现。尤其是模拟仿真技术的出现及其在军事训练方面的广泛应用，对军事训练模拟仿真技术人才提出了新要求，增加了新的内涵。但我军军事训练模拟化进程中还存在着对军事训练模拟仿真技术人才的内涵定位不够清晰，作用认识不够充分，素质结构不够明确，整体发展相对滞后等问题。解决上述问题的关键在于观念的根本转变，因此我们应该在军事训练模拟仿真技术人才培养问题上，树立全新的理念，进一步明确军事训练模拟仿真技术人才目标，把军事训练模拟仿真的现实需要与长远建设、催生新型人才与优化队伍结构有机结合起来，谋求人才建设的高起点、高质量。

（二）立足部队实际需要，注重实际应用能力培养

在培养军事训练模拟仿真技术人才的过程中，要注重培养人才的实际应用能力，使他们能够快速胜任自己的岗位，满足部队需求。

一要积极运用理论知识指导实践活动。要联系我军在军事训练模拟仿真方面的实际问题，明确所学的理论知识将发挥的作用；其次，经常组织我军军事训练模拟仿真相关热点、难点问题的探讨，找出相应的方法和对策；最后，通过广泛了解与军事训练模拟仿真相关的项目研发资料，加深对技术现状的认识。

二要深入实践，提高实际工作能力。要深入基层，多参加一些部队的军事训练活动，在实践中学习探索，深入了解军事训练的整个流程，并结合模拟仿真技术知识，将其运用在军事训练的模拟仿真研究实践中，使理论知识在实践中得以活学活用。

（三）拓宽培养渠道，走多元化发展之路

我军军事训练模拟仿真技术人才的培养要把重点放在实现我军军事训练信息化这个起点上，急需完善人才培养的方式和手段，拓宽人才培养渠道，走具有我军特色的多元化发展之路。

第一，要打破以往“填鸭式”教学的局面，积极倡导个人在学习中的主体地位，发挥个人在学习中的主动性和积极性，培养发散思维和创造性思维。结合军事训练模拟仿真技术人才的特点，充分利用院校和科研单位科技知识密集、教育资源丰富、培训层次高、培养学习正规等优势，拓宽人才培养渠道。根据军事训练模拟仿真人才需求，有计划、按比例选择基础好有潜力的人才到军、地有关院校和科研单位进行深造，通过再学习和培养，实现军事训练模拟仿真技术人才储备与军事信息化发展同步。同时，还可以邀请军地相关专家定期到部队讲学，采取“请进来教”的方式，扩大受训范围，使大部分的人才及时了解高新尖端技术的发展趋势，更新知识、开阔视野，把握军事训练模拟仿真领域的发展前瞻走向。

第二，积极借鉴外军的先进经验，依托国民教育，广开渠道纳贤才，增加新鲜“血液”，有计划地从地方院校和科研部门引进一些高素质的军事训练模拟仿真技术人才，从源头上提高军事训练模拟仿真技术人才的素质起点。另外，还可采取与有关院校联合培养的办法，实行军事训练模拟仿真技术专项人才培养，建立相关学科，确保军事训练模拟仿真技术人才得可持续发展。

（四）课题研究牵引，紧跟训练模拟化发展的步伐

科研工作是培养人才的“催化剂”。军事训练模拟仿真技术人才的培养要着眼于我军训练模拟化建设的新特点和新要求，根据当前军事训练模拟化的实际确定研究课题，区分学历高低和从事专业，根据军事训练模拟仿真人才的实际确定课题的深度和广度，使每个人都能找到自己的定位点，都有自己去探索追求的方向，用实际的课题牵引技术人员猎取新知识、观察新事物、思考新问题，把知识转化为能力，在学习中有所作为，有所创造，只有这样才能不断加快培养高素质军事训练模拟仿真技术人才的步伐，提高我军信息化条件下军事训练的质量和效益，做到人才培养和军队训练模拟化发展的步伐协调一致。

五、结语

人才是强军之本，军事训练模拟仿真技术人才的培养效果决定了军事训练模拟化的发展程度。因此，必须高度重视军事训练模拟仿真技术人才的培养，明确培养目标，立足部队实际，拓宽培养渠道，紧跟信息化发展的步伐，努力使我军军事训练在模拟仿真的道路上走得更快更远。

参考文献

[1]季广智等.论高素质新型军事人才建设[M].北京:军事科学出版社,2002.

[2]王德庆,谢适汀.信息化条件下军事人才培养[M].北京:军事科学出版社,2008.

[3]陈凯.军事训练转变与军队院校教育改革研究[M].北京:国防大学出版社,2011.

[4]蔡有固.仿真学科专业在军事模拟仿真训练中的地位作用浅析[J].中国军事教育,2011,(2).

仿真科学与技术篇5

关键词 计算机仿真；发展；应用

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）118-0232-02

1 计算机仿真技术的内涵及意义

计算机仿真技术是它作为系统仿真的重要组成部分，利用相关信息处理软件，规整图片、音频、视频等要素，将现实生活中的事物模拟成多方面的计算机仿真形式，并由信息媒介传播给人们。人们利用计算机仿真技术观察某个事物时，不仅可以选择不同的视觉角度，还可以选择任意的观察环境，具有真实与虚拟相结合的特殊属性。这种属性满足了人们观察事物时自由进出、多方面信息交融的需求。

计算机仿真技术的重要意义主要体现在两个方面。一方面，计算机仿真技术与计算机工程的发展相辅相成，密不可分。特别是对计算机控制工程与系统工程的开发，计算机仿真技术起到了举足轻重的作用。另一方面，计算机仿真技术作为一种实用型商业信息分析工具，在节约投资成本、缩短生存时间、降低风险损失、打造高质量产品等方面发挥着不可替代的作用。

2 计算机仿真技术的应用

计算机仿真技术的应用范围涵盖社会生活的诸多方面，并为不同行业的发展均起到了不同程度的推动作用，为不同行业的发展注入了新的动力，其应用领域主要包括以下几个方面：

为各行各业注入了一股新的活力。

2.1 计算机仿真技术在教育领域的应用

近几年来，学校越来越重视学生的实践操作能力，计算机模拟实验则成为学生学习与考核的重要手段。计算机模拟实验作为物理、计算机等教学领域开发的新项目，能够利用信息技术把教学设施、课程内容、教学指导和实践操作有机地结合为一个整体，构建了一个根据实际教学需要的可操作临时模拟实验平台，极大地促进了学生实践能力的培养。

计算机模拟实验的产生打破了教师与学生、理论与实践的限制，它尤为突出教学过程中的实验设计思想和实验思路，更突出学生学习的主动性。学生利用计算机模拟实验，可以提升学生对学习兴趣，对教学内容、实验方法、教学设备的结构和原理进行深入理解，进而锻炼实践操作技能。

2.2 计算机仿真技术在交通运输领域的应用

改革开放以来，随着人们交通工具的先进化、普及化，交通事故也有频频发生。在交通运输的复杂系统中，包含着人、车与路三个基本要素，因此，对交通安全的分析，也应该立足于人、车、路三个基本方面，同时也要兼顾其他因素对交通安全的影响。对此，交通安全仿真技术应运而生，成为交通安全分析的现代化手段。交通安全仿真技术通过构建模拟的交通路段，并在这个模拟的交通路段中分析导致交通事故的因素，并对交通安全水平进行的全方位、多层次的评价。

计算机的仿真是交通安全仿真系统的中心组成部分。该仿真系统与一般意义上的数据仿真有着很大不同。对某区域的交通安全评估上，交通安全仿真系统不仅仅使用绝对数法和事故率法来评估，它还将该区域人们的交通意识与行为因素也整合其中。在模拟的交通路段中，可以选择任意的交通工具，设计任意的路段环境，以旁观者的视角来进行交通事故实验与分析，进而对交通路段做出相对准确的安全性评估，为交通安全事故评估提供了一种可靠的方法。

2.3 计算机仿真技术在制造领域的应用

计算机仿真技术介入汽车制造业，可以有效缓解许多难度高、投资成本大的相关问题。例如计算机仿真的多缸柴油机发动机，其仿真数据与发动机实际数据高度重合，应用于多功能发动机的模拟。再如计算机仿真对进气管内气体流动的模拟，实现了发动机运作过程的直观描述。在汽车流场方面，计算机仿真技术可以成功的模拟出了气流分离的状态，构建了空气动力学的汽车模型。在汽车碰撞方面，计算机仿真技术可依据实际的汽车碰撞的事故状况与人员损伤之间的数据，构建汽车碰撞的数学模型。该技术可在一定程度上代替汽车整体安全性能的分析。

3 计算机仿真技术的发展

随着计算机领域科学技术的发展，计算机仿真技术也随着时代变化不断的完善与发展。在新的历史条件下，计算机仿真技术的发展主要表现在两个方面上。

3.1 计算机仿真技术网络化

计算机仿真系统现在已经开发出来的大多数还不能彼此兼容，也不可转移，实现共享有一定的难度。较之于开发的高成本和长时间，实在物未尽其用。解决这些问题的关键，就是使计算机仿真技术网络化，实现资源的共享。这一趋势在未来有着广阔的发展前景，一方面，能够在很大程度上规避了二次开发的投资成本，另一方面，又可以在此过程中收取一定的共享费用。

3.2 虚拟制造技术

虚拟制造技术领域的深入应用是计算机仿真技术发展的另一个重要方向。虚拟制造技术是20世纪末发展的。虚拟制造技术在计算机上实现从产品设计到产品出厂以及企业各级过程的管理与控制，也必须通过计算机仿真技术而实现的。同时，虚拟制造使得制造技术不再主要依赖生产经验，就能够实现对制造的多维度预测，为机械制造领域发展创造的良好的发展前景。

4 结论

计算机仿真技术的产生与发展， 经历了长期的历史阶段，每一个阶段都是对此前技术的丰富和完善。回顾计算机仿真技术的革新历程， 就是在不断涌现出新的实际应用需要的带动下， 整合数据模型与其他相关学科而不断发展完善的。当前，计算机仿真技术无论在技术创新还是产品制造抑或市场分析中，都显示出极大的优势。随着系统数据建模的日新月异，计算机仿真技术近年来的研究及其应用的都取得了显著的成效。在未来的几十年内， 计算机仿真技术还会逐步渗透到军事和经济建设领域，并将发挥举足轻重作用！

参考文献

[1]张锋.计算机仿真技术及其应用[J].电脑知识与技术（学术交流），2007（19） .

仿真科学与技术篇6

1征文范围

1.1CAE当前研究热点与未来发展趋势

(1)计算流体力学、结构力学、材料力学、仿生力学、爆破力学等新进展;(2)新材料与新工艺、生物材料、微纳米、复合材料的CAE应用技术;(3)高性能计算与CAE;(4)智能化CAD/CAE集成;(5)多学科、多尺度CAE仿真技术;(6)可靠性分析与CAE工程稳健设计;(7)非线性有限元进展及应用;(8)有限元网格自动生成技术.

1.2CAE专项技术应用探讨

(1)产品结构强度分析、疲劳寿命分析、振动及噪声仿真分析、碰撞仿真;(2)机构动力学、多体动力学与控制仿真技术;(3)跌落以及冲击、多物理场耦合分析;(4)结构轻量化设计与拓扑优化技术;(5)先进材料/结构一体化设计技术.

1.3CAE的平台技术与应用

(1)虚拟产品开发平台;(2)分布式仿真平台技术与协同仿真;(3)产品研发仿真流程和数据管理平台建设;(4)企业级仿真和多学科联合仿真.

1.4CAE技术的行业应用与解决方案

(1)CAE在航空、航天、兵器、船舶工业中的应用;(2)CAE在海洋工程、核工业及特种行业的应用;(3)CAE在汽车制造、铁道机车行业中的应用;(4)CAE在装备制造及通用机械工业中的应用;(5)CAE在电子、材料、土木工程、生物科技中的应用;(6)CAE技术在国家重大工程与装备中的应用.

1.5CAE技术的人才培养

(1)社会对仿真分析工程师的需求及要求;(2)高校CAE课程的设置及人才培养模式;(3)社会科技中介及培训机构的CAE人才培训项目开发.

2征文要求

(1)围绕主题内容、充实、数据准确、文字通顺,字数在5000字以内,未在正式刊物发表;(2) 会议收录论文,不收取任何费用,仅供业内人士交流参考;(3)文章的格式编写要求请访问.cn或;(4)论文结束页后另附论文全部作者详细信息,包括作者职称、学历、职务及主要专业方向,联系方式,并标明按上述5个专题论文应属的类别;(5)论文请务必在7月10日之前发送到()邮箱里.

3论文评审

组委会将组织专家组对征集的论文进行严格评审,根据评审结果向论文作者发出录取通知和参会通知,并选出优秀论文颁发获奖证书和奖品,优秀论文将推荐给专业刊物正式发表.

4联系方式

仿真科学与技术篇7

关键词 电气控制 PLC应用技术 仿真教学应用

中图分类号：G424 文献标识码：A

On Electrical Control and PLC Applied Technology

Simulation Teaching Application

LIU Zhenpeng

（Shenzhen Polytechnic， Shenzhen， Guangdong 518000）

Abstract Along with China's social and economic development， but also promoted the development of appropriate science and technology， in teaching， but also gradually applying advanced science and technology to improve teaching effectiveness. Therefore， this paper mainly for electrical controls for analysis and simulation teaching PLC application technology， hopes to explore in this article， to further promote the development of education and teaching.

Key words electrical control； PLC applied technology； stimulation teaching application

1 PLC技术的使用

PLC仿真技术在早期的使用中并不受到人们的重视，因为PLC仿真技术表现出的形式较为简单，而且仿真目标的实物硬件投资也较小，很多人认为这并不是一个性价比较高的软件。①然而，却有很多公司发现了PLC技术的潜力，并将其进一步开发，同时开发出性能更有效的仿真实训模块，例如，三菱公司的FX-TRN-BEG-C仿真软件模块，就可很好地将PLC的技术发挥出来。不仅如此，在更多的领域中PLC仿真技术也得到更好的发展，它的可靠性、经济性、安全性、实用性、多次重复使用性以及灵活性等特点，也在许多学术界得到更好的应用，尤其是对一些高危险的实践教学学科电气控制教学来说，更凸显出它的优势，仅是通过PLC电气控制仿真系统，就能将复杂多变的电气系统融会贯通，并将其作为对学生教学的主要手段，不仅有效提高了电气控制教学，对提高教学效率、节省教学资源、增加实践教学比例也有着重要的意义。②

2 系统设计的思路以及构成

在当今仿真教学中，有很多都是采用PowerPoint、Flash等编制的仿真教学软件，而在这种仿真教学下却很难实现将动态仿真教学与硬件设备进行数据交换，而且，随着社会科技的不断发展，对仿真教学要求也越来越高，传统的仿真教学已无法满足当今教学的需求。而作为专用工控开发工具――组态软件来说，却能有效满足当今的仿真教学。组态软件是通过工具模块来为用户提供多种的引用形式，而组态软件的操作对于用户来说也是非常简单、方便，不要求用户掌握相关的编程语言技术，仅是通过组态软件中自带的工具就能实现相应的功能，并通过数据组态、硬件组态、动态组态等就可完成应用软件开发。而且，组态软件具有良好的二次开发优势，且具有开发周期短、简便、可靠性高、通用性较强等特点，这对电器控制类的仿真教学来说，无疑是最佳的选择。该系统主要采用PC机充当上位机，再通过下位机触摸屏、PLC等来实现教学仿真的功能，而其中的数据交换主要是通过总线联接、串口连接等方式来将上位机和下位机进行连接。此外，组态软件是用纯中文翻译的，这对我国的电气控制教学来说更是具有一定的方便性，无需使用者掌握更为专业的外语技能。在使用该种仿真教学方法中，针对电气控制与PLC应用技术教学中创建的多种仿真模型，如：机械手、电机正反转控制、物流检测线、三角形起动控制、简易电梯等，对提升电气控制类的仿真教学有着重大的意义。电气仿真系统结构设计具体如图1所示。

图1 电气仿真系统结构图

3 传统电气控制系统的仿真

传统的电气控制系统的仿真技术，是通过电动机的正反转控制系统来实现仿真的，在此过程中需要通过继电器、接触器的硬件编程来实现的，传统的控制系统也不需要编写PLC程序，而只是将PLC作为转换电路的信号，从而实现PC机与实验板之间的信号转换和连接。根据电气控制系统的要求，要先在MCGS组态软件平台中创建相应的仿真元件图形，在此之前，可以利用图像处理软件将元件图形进行制作处理，这样可以让虚拟对象更具有专业的色彩度，而且通过处理后的图像形象更加逼真。然后再结合电气控制系统的要求来创建相应的系统工作原理图，实现电气控制系统的仿真。电气控制系统要实现相应的控制功能就需要在组态软件平台定义相应的变量，并将仿真的画面与定义的变量相互连接，这样才能实现对仿真动画的控制。当然，为了确保与下位机的通信设备进行组态，还需要对已安装好的PLC的驱动程序进行调试，以及设置好相应的通信端口参数，再对各个变量进行定义，这样才能确保组态软件能够得知外部设备的相应状态，才能实现输出控制信号传输到实验板上，有效地将电气控制系统的工作状态体现出来。另外，为了更好地实现控制系统的操作要求，需要在控制程序中编写控制程序，具体程序要根据实际的情况来定。将脚本程序调试无误后再进入运行环境，通过控制面板上的各个按钮实现对组态换面的操作，通过各个接触器以及开关来实现动态组图的显示，完成电气控制的仿真。

4 PLC电气控制系统仿真教学

随着人们人们生活水平的不断提高，对电气系统的要求也越来越高，电气控制系统包括很多方面，如：照明、机械、污水处理等，也成为当今的教学中的一个热门学科。电气教学要以实践教学为主体，而有很多学校却缺乏这样的设备，而且在实践中也会对学员带来一定的危险，还会耗损设备、材料，这种既耗材、又耗力、还伴有人身健康威胁的实践教学也逐渐被忽视，大多采用理论性教学，造成电气控制的教学水平急剧下降，对此，非常有必要做出相应的策略。而仿真技术是一种高新技术，通过仿真实践教学不仅可以增加学院的实践能力，还不会消耗设备和材料，而且还能保障学员的操作安全，可谓是电气控制教学的主要工具。污水排放处理是经常用到的一种保护环境的方式，这里以污水排放处理为例，通过PLC电气控制系统进行仿真教学。

首先，要根据电气控制系统的要求，在MCGS组态软件平台上定义相应的变量值，以及对各个变量进行分配，再根据仿真的课题，就是本节要提到的污水排放处理系统，通过专用的图片制作软件来完成仿真图片的制作，再将制作的仿真图与仿真系统的设计联系起来，通过这种方式来完成PLC电气控制仿真的主窗口，并可通过用户窗口直接将仿真图面显示出来。

其次，要通过组态的仿真图形的功能来实现PLC的应用，通过完善设备组态，并对PLC驱动程序进行合理的调试，调试后再确定PLC应用技术的通信协议，这样才能有效避免在使用中由于通信系统的功能而导致仿真控制系统的失控性，开通PLC数据通道与数据库建立连接，实现电气控制系统的数据传输功能。

最后，可以根据对电气控制系统的要求来编写PLC控制程序，增加电气控制系统的仿真性能，并在MCGS组态软件平台中进行策略组态，实现最佳的图片组态仿真效果。PLC应用技术在使用起来较为方便，可以直接将PLC程序下载到PLC电气控制系统中，就可以通过组态仿真屏幕上的按钮对系统进行控制，同时也可以通过实验板上的按钮实现对系统的控制。③

5 结束语

本文主要针对于电气控制与PLC应用技术仿真教学的应用进行了分析，通过本文的探讨，我们了解到，在应用PLC技术进行电气控制仿真教学的过程中，将PLC技术与电气控制教学进行有效的联系，可以取得更好的教学效果。

注释

仿真科学与技术篇8

【关键词】仿真技术；体育教学；应用研究

随着计算机技术的进步，计算机模拟仿真技术在多个领域都取得较快的发展。仿真技术的大量应用，提高了生产和生活的效率。对于体育领域来讲，仿真技术的应用使体育科研人员对体育技术动作有了更科学的认识，对于发挥运动员最大的动作优势和训练结构提供了有益支持。它可以创造相似的模式训练或实战环境、模型化的物理环境与用户融为一体，使运动员产生身临其境的感觉。这种人机和谐的仿真环境的探索已广泛展开，诸如可视仿真、多媒体仿真、虚拟现实等等。在实际应用中，这些仿真技术互有偏重，又互为补充。在体育教学中，往往以多媒体仿真和虚拟现实技术的应用更为广泛。

1仿真技术概述

仿真技术是利用计算机技术建造被研究的真实系统的模型、进行模拟实验研究的一种方法。它是建立在系统科学、系统识别、控制理论、计算技术与控制工程基础上的一门综合性很强的实验科学技术。应用到体育领域，就是通过计算机模拟技术再现体育教师的教学经验、教练员的训练意图、管理者的组织方案和运动员的训练过程，从而达到对体育系统的解释、分析、预测、评价的一种实验技术学科。仿真技术的关键技术主要有数学建模和运动数据的获取。

虚拟现实及其仿真技术日益发挥出越来越大的作用，为高科技在竞技体育领域的应用提供了更加广阔的空间。作为大自然和人类社会的主宰，人体自身的建模处于一个非常重要的位置，已成为人类工程学、计算机图形学、人工生命及生物力学研究的热点。

国内外的很多学者进行了大量的研究和探索，建立了人体的数学模型，对人体运动分析提供了很大的帮助。代表人物有德国的R??Gawtonski和波兰的B??Macukow，他们采用经典的分析力学的理论基础，推导出人体的二阶非线性拉氏方程；美国斯坦福大学的Kane建立了一套新的建模理论，主要基于内坐标与外坐标转换的方法；美国的Roberson德国的Wittenburg采用了图论中理论，建立了树形多体系统的建模方法；南非的Hazte采用了优化结合同步测量方法，模拟了人体的运动。

1??1建立模型

建立仿真模型是一个复杂的过程，模型的有效性直接影响着仿真的效果。我们常见的有二维模型和三维模型。他们都是用抽象的数学方程来描述系统内部变量之间的关系，从而建立起来的模型。体育运动中运用较多是人体模型，要显示二维或三维的人体效果，首先要建立人体模型。用计算机进行三维建模是目前比较流行的，真实感和逼真度都较好，且可以多角度展示。

人体是由多个旋转关节组成的复杂形体，普通的三维摄像机量即多姿态角不能模拟真实的人体运动，完整人体仿真技术需要提供所有的关节数据。因此运动仿真技术要远复杂于一般的刚体。运动仿真的要素，首先利用相关设计软件建模，即建立三维人体模型，其次是根据生物力学和物理学相关知识产生模型各关节运动的驱动数据。

建模的类型根据不同的需要有不同的设计方案。以曲面建模为例，曲面是把人体骨架围绕起来，曲面由小平面组成，可以表现运动中关节处曲面的变化。曲面模型由于计算方便，运算规则较为成熟，显示三维效果较好。建模完成后，基本的仿真效果已经具备，但是，为了使三维图像看上去更加真实，最大程度地展现动作轨迹或模拟比赛、教学场景，还必须对教学环境进行设定，例如地理、气候、教学设备、场地等效果。

1??2运动数据的获取

运动仿真系统是将文字、图像、声音、动画和视频等素材进行综合分析，那么这么多的数据是如何获取的？那就需要专业的摄像设备和分析系统。专业的摄像设备是捕获运动数据的重要工具，它可以给我们提供第一手真实运动的数据资料，这些资料包含了丰富的时间信息，使得人体的运动变化更加逼真。一般都要先对相机参数进行标定，通过场景几何模型建立获取相机内部参数以及旋转矩阵、平移矩阵等外部参数。然后我们通过三维人体运动参数，根据人体关节点的三维位置信息，并经过数据转换，从而得到人体的关节在各个局部坐标系的旋转角度信息，人体姿态的关节角度数据可以直接输入到三维虚拟模型，进行行为驱动。

在人体图像运动过程中，关节点三维位置会跟随着运动，把这些点连接起来就会形成人体连续的、平滑的运动曲线。我们可以根据运动曲线的连续性和平滑性来预测和修改数据。如果捕获的数据帧中有关节点缺失，可以利用曲线的连续性对关节点位置进行估测，如果关节点位置偏移较大，在运动曲线上会表现为一个突变，可以根据运动曲线的平滑性对关节点位置进行调整。

2运动仿真技术在体育教学中的作用

运动仿真系统可以实现体育训练方法的进步和转变。即利用高精度视频捕捉设备与分析系统相结合，更精确地测量人体运动的轨迹，再利用人体运动仿真模拟分析改进运动的训练方法，使训练更加有效。运动仿真系统常见的功能主要有动作对比、动作分解和技术分析。

仿真科学与技术篇9

关键词：高等专科学校，医学虚拟仿真实验教学中心，运行，管理，探究

高等专科学校始终以培养应用型、技能型的人才为目标，更加着重培养学生的实践能力。而虚拟仿真实验教学在培养学生的实践能力、研究能力、创新能力和综合素质等方面有着其他教学环节所不能替代的独特作用[1]。与传统实验室相比，医学虚拟仿真实验教学中心在实验类型、成本与实验条件等方面更有优势，在高等专科学校实验教学中的地位越来越重要。而积极开展教育资源的信息化、虚拟化和仿真化的运行与管理，不仅能对虚拟仿真实验进行合理设计，而且在创新人才培养机制方面也能开展深入的研究，更好的推动虚拟实验教学模式的形成和有效运行。

一、运行方法研究

1.完善设备维修规定，依托有制度的管理模式实现内部资源共享。学校需要制定专门的仪器设备维护维修规定，有制度化的经费保障，每年都拔出专门用于仪器设备维护、维修和购买维修配件的相关经费，从而保证了全校教学仪器设备的完好率，保证了各实验中心的正常运转。在规范的管理模式下，實现对人、财、物等资源的充分利用和高效管理。不断加强内部资源共享，并致力于促进教学实验室向科研实验室延伸，培养学生创新能力。

2.实现“分级管理”，各功能实验室实行主任负责制。医学虚拟方正实验教学中心应协同各实验室制定发展规划，由学校教务处和实验实训中心对整个中心的建设、使用和发展进行宏观的调控与管理。各功能实验室教学资源由中心根据各学科实验教学需要统筹灵活调配、共享，使设备的使用效益显著提高。各功能实验室实行主任负责制，各主任负责根据有关学科教学需要，制定本实验室建设和发展计划；制定每学期/学年设备、家具与低值易耗品的预算和方案；完善并落实设备使用、保养与维修等有关制度，指导技术人员进行教学实验辅助有关工作；牵头或组织实施实验教学研究和改革工作，研究制定实验考试考核标准，协调实验教学师资并落实各项教学任务。

3.明确实验技术人员职能定位，对外实现共享服务。实验技术人员的职能定位是为教学和科研服务，做好实验室建设、日常管理与安全保障；仪器设备购置、维护、维修与运行管理；实验耗材的计划、采购与管理；实验教学资料和档案管理；教学标本等实验教学资源建设、管理与保障；实验教学预实验、课前准备、课中技术指导等；完成实验教学任务情况下对外提供技术服务；公共仪器和专用实验设施面向社会提供开放共享服务等。

二、管理方法的研究

1.管理机制

医学虚拟仿真实验教学中心的建设及持续发展离不开科学、合理的管理体制，它是实验室管理的一个重要方面。建立健全科学、合理的管理体制能够有效推进实验室的发展。在建设虚拟仿真实验教学中心的过程中，一定要与当前实际紧密结合，有计划、有步骤的来实施，根据实际情况，不断完善管理体制。一般高等专科学校采用两级管理模式，即校长统一领导，各主管院长及实验室主任具体负责。

2.保障制度

建立医学虚拟仿真实验教学中心激励机制、约束机制和运行保障机制，优先保证实验中心在人员配备、培养培训、系部经费配套等方面的需要，创造良好的实验中心建设环境。

3.实验室教师队伍建设

学校需要制定一系列奖励教学改革以及规范实验教学和实验室管理的相关政策。通过深化学校管理体制和人事分配制度改革，鼓励教师投入实验教学和实验教学改革，建立了具有竞争与激励的实验教师选用、聘任、培训、考评和流动的新机制。此外，积极组织教师参与各类实验教学信息化技术培训与学术交流，提高教师的信息化技术水平和实验技术水平。鼓励校企合作，培养青年骨干，分批选送青年教师赴合作企业或医院进行信息化培训，要求其掌握医学虚拟仿真实验教学的技能和具备一定的研发能力。

仿真科学与技术篇10

关键词：DSP技术；Matlab仿真；集成开发环境；实验教学

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）19-0114-02

DSP技术经历了30多年的发展，已经在众多高科技领域和日常生活中得到了广泛的使用，众多高校为适应高技术人才对DSP技术需求，都开设了该门课程。因此“DSP原理与应用”课程成为了电子信息、通信技术、物联网技术专业高年级学生的一门专业提升课程。课程对学生先修的信号与系统，数字信号处理、微机原理、C语言等专业基础课提出了比较高的要求[1]，同时该门课程具有很强的应用性与实践性。如何能深入浅出地为学生讲解这门课程，是很多院校教师共同想解决的问题。众所周知，除了要有一本好的教材[2，3]，成熟的实验环境对培养应用型人才，培养学生掌握实验乃至科学研究的方法、提高研究开发的兴趣和主动参与意识、调动学生的积极性和创造性起到了十分重要的作用[4]。本文主要探讨针对DSP仿真开发环境中数据参数获取能力不足的问题，将Matlab仿真应用于DSP原理与应用实验教学中的教学过程[5]。

一、Matlab仿真在DSP实验课程教学的应用实例

Matlab软件作为一套功能强大的科学计算、可视化以及交互式程序设计的数学软件，已经日益成为众多科研与工程技术人员进行科学研究与计算的工具[6]，利用Matlab仿真技术进行DSP实验项目的开发，能有效弥补DSP集成开发环境无法完成的工作，某些由DSP芯片实现的算法可以先由Matlab仿真软件进行参数的计算，并利用TI公司的CCS集成仿真环境进行仿真。因此将Matlab仿真软件引入DSP原理与应用实验课程教学，可以充分利用Matlab的强大运算功能，完成参数的设置，使DSP课程教学更加系统化，从而能提高教学的质量与教学效果。本文以设计IIR滤波器为例，介绍Matlab仿真在DSP实验课程教学中的应用。

（一）由Matlab软件设计IIR滤波器

IIR滤波器的设计要求如下：采样频率：9000Hz；截止频率：1500Hz；通带波纹：

三、结语

本文通过一个实例系统分析了Matlab在DSP课程中的应用，通过Matlab可产生仿真用的信号数据，以及为DSP芯片实现滤波算法提供程序用的相关参数，通过该实验也让学生认识到DSP系统滤波器开发的总体思路，明确了Matlab在工程中的重要作用。

参考文献：

[1]管庆，胡全.“数字信号处理”与“DSP技术”课程的关系[J].电气电子教学学报，2008，（5）：86-88.

[2]戴明桢，周建江.TMS320C54X结构、原理及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2013.

[3]张卫宁.DSP原理与应用教程[M].北京：科学出版社，2013.

[4]孙成立，王希敏.DSP技术课程研究型教学模式探索[J].实验室研究与探索，2010，（11）：306-307.

[5]吕宏，黄钉劲.DSP技术课程教学中MATLAB应用的探索与实践[J].信息技术，2014，（2）：77-79.

[6]王彬，于丹，.MATLAB数字信号处理[M].北京：机械工业出版社，2010.