虚拟仿真技术的基本步骤范文
时间：2023-11-21 17:53:57
导语：如何才能写好一篇虚拟仿真技术的基本步骤，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。
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中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）02-0134-02
作者简介：王波（1982-），男，浙江义乌人，博士研究生，副教授，研究方向：电工、电子和自动化
一、引言
电力电子技术是目前最活跃、发展最快的一门新兴学科，且广泛应用于工业、交通、IT、通信、国防以及民用电器、新能源发电等领域，它的应用领域几乎涉及国民经济的各个工业部门。
二、电力电子技术课程教学现状
当前高职院校基本都采取理论教学加实践操作的模式进行电力电子技术课程的教学。首先，讲解电力电子器件的工作原理、特性以及使用方法；然后对各种变流电路（包括整流、逆变、斩波和交流变换等）的电路构成、工作原理和波形等进行分析；最后在实验实训台上进行实操、搭建电路、观察波形等进行验证。电力电子技术课程本身属于电类各专业课程中较难的课程之一，教学对象又为高职学生，他们理论基础差，计算能力弱，因此教学重心一定偏向实操。然后，在对电力电子电路进行实验实训分析的过程中，由于电力电子器件具有非线性等特点以及电力电子电路的复杂性，造成实验实训结果不明显，单从示波器显示波形不能很好地检测电路的正确性。而且电力电子技术的实验实训都涉及到220V或者380V的高电压，具有一定的危险性。往往造成学生实验实训项目做得迷迷糊糊，不知道结果是否正确，即使知道错误了也很难进行排故，导致学生学习兴趣减低，形成恶性循环。
三、虚拟仿真技术在电力电子技术教学中的应用
虚拟仿真技术是近年来随着计算机技术迅猛发展而逐步形成的一类实验研究的新技术，它在各类专业各种类型的课程当中被广泛应用。虚拟仿真技术的优点主要有：（1）实验硬件门槛低，基本不需要专业的实验设备，只需要普通计算机即可；（2）实验过程安全可靠，不涉及高电压、高电流；（3）实验过程迅速、结果清晰明显，能快速地在计算机屏幕上显示所需要的所有结果，一目了然；（4）纠错排故简单，基本的仿真实验修改只需要在仿真环境下进行器件或者连接的修改。鉴于以上优点，虚拟仿真技术在电力电子技术课程实验当中进行应用十分合适，并能有效地提高电力电子技术课程的教学效果。目前，可对电力电子电路及系统进行虚拟仿真的软件较多，如Matlab、Pspise、Saber以及Multisim等。这些模拟仿真软件的出现，为电力电子电路及系统的分析提供了方便、有效的手段，大大简化了电力电子电路及系统的设计和分析过程。其中Matlab软件由于其Simulink环境下提供的SimPow-erSystems工具箱在电力系统分析、电力电子电路分析中令人满意的表现、友好的界面和模块化的形式受到广大用户的青睐。根据电力电子技术课程教学的要求，结合课程实验操作内容，我们设计、建立并实现了涵盖高职教学要求的十五个电力电子技术Matlab仿真项目。下面以直流升压斩波电路为例，详细介绍使用Matlab软件进行模拟仿真的方法和步骤。
四、仿真实例
本节以直流升压斩波电路为例，详细介绍使用Matlab软件进行电力电子电路仿真的方法和步骤。直流升压斩波电路是典型的直流斩波电路之一，它通过电容、电感元件的储能以及电力电子器件（此处使用IGBT）的通断控制，使负载上得到比电源电压高的电压。根据电路原理图，在Matlab的Simulink中建立直流升压斩波电路仿真模型，步骤如下：
1.仿真平台建立。启动MATLAB，进入MATLAB环境，点击工具栏中的Simulink选项，进入所需的仿真环境，点击File/New/Model新建一个仿真平台。
2.模块提取。在Simulink环境中拉取所需要的模块到仿真平台中，具体做法是点击左边的器件分类，电力电子仿真实验一般只用到Simulink和SimPowerSys-tems两个，分别在它们的下拉选项中找到我们所需的模块，用鼠标左键点击所需的模块不放，然后直接拉到仿真平台中。
3.仿真模型建立。将提取的各模块，按照原理图布局好位置并进行连线。具体做法是移动鼠标到一个模块的连接点上，会出现一个“+”字型光标，按住鼠标左键不放，一直拉到所要连接的另一个模块的连接点上，放开左键，连线就完成了。
4.参数设置。参数设置分为模块参数设置和仿真参数设置。模块参数设置如下：直流电压源的幅值设置为100V。电阻负载设置为1Ω。控制脉冲电压由脉冲发生器产生，电压幅值设置为3V，周期设置为0.001S，脉冲宽度比的大小设置可改变输出负载电压的大小。IGBT、功率二极管、信号分解器、电感和电容可保持默认设置。示波器根据需要输出的波形个数设置输入端口数。仿真参数设置如下：将开始时间设置为0，终止时间设置为0.01，算法设置为ode23tb。
5.仿真。完成以上步骤后便可以开始仿真，仿真结束后双击示波器观察波形。直流升压斩波电路在控制脉冲电压宽度比为80%和40%时的仿真波形如图3所示，与理论分析值一致。五、小结虚拟仿真技术随着计算机技术的发展在近些年得到了长足的发展，越来越多的课程在教学中引入了虚拟仿真技术，它对课程教学效果的提供具有较大的作用。文章在分析教学现状的基础上，引入了使用Matlab软件的虚拟仿真技术，并以直流升压斩波电路为例，详细介绍使用Matlab软件进行电力电子电路仿真的方法和步骤。
参考文献：
[1]王波.虚实结合、理实一体的电力电子技术课程改革的探索与实践[J].时代教育，2015，（7）.
[2]牛天林，樊波，张强，等.Matlab/Simulink仿真在电力电子技术教学中应用[J].实验室研究与探索，2015，34（2）.
篇2
【关键词】汽车维修；教学；仿真技术；应用
一、前言
随着社会经济与信息技术的快速发展，对于汽车维修教学所提出的要求也不断增加和提高，而如何培养高技术的维修人才也成为了当前汽车维修教学所研究的一个重要课题。在汽车维修教学中，若缺乏相应的实战练习，很容易使学生基本操作技能得不到提高，但是若在教学中，每个环节都采取实地练习，势必会加大教学的成本，而这对于学校而言，也是其当前面临的一个主要难题。
二、在汽车维修教学中应用仿真技术的优势
仿真技术作为一门多学科综合技术，其基础主要有控制论、信息技术、系统论以及相似原理，将计算机或者专用设备来作为技术实施的主要工具，通过系统模型对设想系统、实际系统实施动态试验。
在汽车维修教学中，汽车零件的拆卸、装配等均是非常耗时的工作，而这些工作的完成时间对于维修任务的完成效率而言，也会造成不同程度的影响。针对这种情况，要想更快且更好地来完成各项维修任务，就必须要熟练掌握汽车拆装技能，基于拆装规范要求来进行作业，但是要想达到上述这些要求，就必须要加强学生的实训，由于在实训教学过程中，所需的设备以及器材较多，所需的教学实习场地也相对比较大，使得很多学校不太重视这方面的内容，而最终导致学生实践操作能力低下。鉴于这种情况，在汽车维修教学中，引入仿真技术，将汽车各零件的构成、分解、检验、调整、拆卸以及装配等结合在一起，借助于计算技术来虚拟再现这些场景，这样学生就能够通过计算机来进行汽车构造原理以及维修操作的模拟，继而使其能够更好地掌握实际操作技能、方式以及要领等。在汽车维修教学中应用仿真技术不仅可使维修工的培养时间有效地缩短，减少教学实习场地与训练器材等所投入的费用，同时在很大程度上也使教师工作量得到了减少，有利于最大经济效益以及社会效益的实现。
三、在汽车维修教学中仿真技术的具体应用
（一）汽车维修仿真系统
在仿真技术的基础上来构建汽车维修模拟仿真系统，该系统具备以下四种功能：
第一，可使汽车这种虚拟部件得到动态且实时地展示。在教学中，学生可通过在计算机上的操作，轻松完成对发动机或者变速器等的解剖、翻转以及平移等各种操作。同时该系统还可将汽车部件和各部件之间的装配关系全视角的展示出来，使学生能够更为直观、快捷以及形象地了解汽车构造特征，并在其头脑中构建一个全方位形象，继而为学生维修操作技能的提高打好基础。
第二，可逐步分解并装配、调整汽车的整个构造以及各部件，通过仿真模拟汽车的拆装维修过程与调整过程，来构建虚拟场所，学生在这一场所中通过分析，可及时解决其在汽车维修中遇到的各种问题。在该系统中最基本的一个内容就是根据技术规范要求以及步骤顺序等逐步分解整车或者各部件，反之根据技术要求与具体步骤来把这些分散零件组装成为整车。除此之外，在整个装配阶段，还需实施大量调整工作。在实际教学中，学生只需要对虚拟部件进行观察和分析，选用正确工具，利用鼠标来选择相应的部件，最后在计算机所弹出的这一数据输入对话框中将力矩数据输入到其中，就可完成相应的虚拟拆装作业。
第三，该系统可自动演示汽车整个分解过程以及装配过程。在汽车维修教学中，初学者可通过该系统事先对整车以及各部件分解过程与装配过程进行观看，继而使其在头脑中对于汽车维修有一个基本的认知。而使用人员则可基于自身的实际需求，选择不同部位或者视角来进行学习，通过这种具有针对性的学习，可使学生更快地掌握各种维修操作技能。
第四，可实现评估与考核的模拟。通过计算机统计能力与数据分析能力的应用，来构建具备考核功能的模块，该模块不仅可进行单机自测，同时还不会受到数量上的限制实现网络的模拟考核，既可同时出题进行统一的考核，也可进行分组考核，在该模块中，每一个项目都具备相应的自动评分功能。在评估考核指标中主要包含维修时间、结果及计算机自动统计操作所得到的分数，根据该考核结果，教师可综合评定学生。
（二）应用实现措施
第一，通过仿真技术所具备的三维模拟技术来进行整车三维造型的模拟，在这一环节中，可通过PROE、3D-MAX、UG或者MAYA等软件来进行模拟，基于汽车维修中具体维修项目，真实且全面地对汽车零件、装配以及其物理特性等进行模拟，确保所模拟的内容和工程实际情况相同，并非一种简单实体造型，最后，再将其统一输出成为一种纯三维模型的格式。
第二，在模拟好三维造型以后，借助于当前先进VIRTOOLS虚拟引擎的应用，通过3D部件来进行三维场景的构建，以此达到模拟交互的目的，同时还应设置相应的步骤关卡。通过制作这种虚拟场景，使每一个3D部件均有属于自身个性特征以及交互的能力，当在和使用人员进行交互的过程中，可根据不同需求做出相应的反映，并反馈出相对应的数据。
第三，构建全面且真实的汽车维修数据库。可通过ACCESS与SQL-SERVER等软件来进行网络数据库以及单机版数据库的构建，基于汽车维修项目的实际需求来构建相对应的数据库。最后，还应进行各项管控、考核程序的编写，从而确保汽车维修教学活动有序地进行。
（三）应用效果
第一，便于学生思维的启迪，使学生的想象力更为丰富，学生通过在这种虚拟场景中的训练获得相应的操作技能和结论，在经过分析和整理后，成为一种新成果或者新结论，继而提升学生感知效果。除此之外，这种教学还便于学生理解能力以及认知能力的提升，在以往的教学中，学生在知识的理解和掌握上一般停留于表面，而这也使得其认知效果达不到预期的目标。而在汽车维修教学中应用仿真技术，可将在电子教学中所遇到的问题得到及时地解决，同时在这种虚拟场景的训练过程中，学生所获得的信息更加直观、生动和形象，便于学生的理解与记忆。
第二，在汽车维修中应用仿真技术，在虚拟场景中，通过虚拟技术，学生可以自己来进行故障的设置，基于自设的这些故障来实施检测以及试验，通过这种方式，可有效避免学生在实地训练中可能遇到的各种危险。同时采用该技术，还可有效缓解在教学中所存的教学资源短缺这一问题。
四、结束语
综上所述，文章所介绍的这一汽车维修模拟仿真系统在实际应用中，所获得成效良好，不仅调动和激发了学生学习动力与兴趣，使汽车维修教学效率得到了提高，同时还便于学生对理论知识的理解，进一步提高了学生的操作技能水平。
参考文献：
[1] 张华，依志国.虚拟仿真技术开启汽车维修金钥匙――校企合作开发奥迪电气故障诊断虚拟实训软件[J].中国校外教育（理论），2010，（12）：974.
[2] 吴定才.基于VR/PROE仿真技术在汽车教学训练中的应用（续）[C].//2009年四川省第九届汽车学术交流年会论文集.2009：8-15.
[3] 黄永亮.仿真技术在汽车维修教学中的应用探讨[J].电子制作，2013，（9）：234-234.
篇3
【关键词】电子电工 电子仿真技术 应用效果分析
仿真模型主要是指物理模型或者是数学模型，可以替代实际的教学手段开展实验和分析。随着计算机技术的飞速发展，应用计算机开展模拟仿真取得了非常好的效果，在实际应用中，主要通过实验形式开展各项实践课，其目的就是增强学生的动手操作能力和解决问题的能力。更为重要的是能够使教学内容变得丰富，学生分析问题以及解决问题的能力均得到增强。
1 电子仿真技术在理论教学中的应用
随着电子技术的飞速发展，电工教学中的理论教学是必不可少的。但是，电工教学注重的是学生实践能力的培养，为此，理论知识的学习都是在为实践的开展提供基础和前提条件。并且理论教学的目的也是为实践教学的开展提供依据，也为学生未来在工作岗位中工作提供了理论基础。但是，如今很多中职教育中，教师一旦讲述理论知识，学生就会感到枯燥，因为学生普遍存在基础知识差的现状，面对复杂的电工理论会更难以理解。对于教师来说也产生了非常大的困扰。
随着计算机技术的飞速发展，仿真虚拟技术逐渐出现在人们面前。将仿真软件技术配置到实验课堂中，在讲述理论知识的过程中，能够借助计算机做出多媒体演示，演示的内容可以有很多方面，比如，复杂线路的操作流程、注意事项等都可以直观的呈现在多媒体屏幕上，也可以运用多媒体展示电路的搭建过程、参数的设置等多方面内容。虚拟实验能够将实验结果直接呈现在显示屏幕上，使理论化的知识变得更加生动、直观和具体，降低了理论知识的抽象性。
比如，在电路放大中，静态工作点的选择要体现出合理效果，能够充分体现出放大器基本性能。如果设置的不合理就会出现程序上的失误和失真，理论课程的设置也可以运用仿真技术构建出来。因为在理论课堂上，学生往往会对一些公式或者是图像了解不够深入，并对教师的讲解吸收较少，为此，导致了学生对基本的放大电路知识掌握的不够明确。但是应用仿真软件可以做出EWB演示，给予学生一种非常直观的感觉。学习效果也能得到提高。
2 电子仿真技术在实践教学中的应用
通过上面的论述可以知道，电子仿真技术能够以实验的方式引入到理论课堂中，使学生能够以实验的方式展开对理论知识的学习。而电子仿真技术最为重要的作用是能够开展教学实验，而电子电工教学最重要的也是实践能力的培养，为此，该技术的重要性得以体现。此外，传统方式的实验课程危险性较大，学生鉴于理论知识的认知不足并缺少安全开展实验方面的知识，为此，教师在组织学生做实验过程中，会有所担忧，如果学生较多，将更容易突发安全事故；还有一方面，鉴于教学经费的限制，很多中职院校中都缺少实验工具或者实验场地，为了节省经费，学校则会终止很多实验。
而应用虚拟仿真技术可以避免上述问题的出现。只要中职院校中具备计算机，就可以在计算机房模拟各项实验，大大减少了安全问题的发生。这种虚拟形式的教学实验，可以使每一位学生都能加入到实验操作中来，对各种电路进行设计和仿真处理，发挥自己的创新思维对电路进行合理构建。提高了学生的动手操作能力，锻炼了思维，使教学效果得以大幅度改善。
比如，在数字化的电路实践课程中，学生可以应用仿真软件转换器开展实验，该转换器能够实现逻辑电表与阈值表之间的转换，还可以实现逻辑表达方式的转换。学生可以借助这一功能对逻辑电路进行设计。此外，在实训项目的开展过程中，可以应用仿真技术，对电路进行设计，可以有效降低电路元件的损耗，不同的电路元件都可以实现相互的转换和利用，使实验成本得以降低。再比如，在做滤波实验中，应用仿真技术开展实验过程为：在仪表中调节好示波器，仪表中的A通道为数值的输入端口，B通道为数值的输出端口，再将仪器接入到仿真电源中，在示波器中可以看到整流后的效果，也可以改变电路中的电容参数以及波形。通过仿真仪器设备的使用可以使仿真实验的开展更有效果，让学生能够对实验有深刻了解，比如，实验操作步骤、实验结果以及实验注意事项等，在对具体的实物进行操作时，可以大大提高实验效率。
虽然仿真实验有非常多的优点，但是在实践中不能完全借助仿真技术，可以在实物实验基础上融入适当的仿真技术实验，使仿真技术的功能得以充分发挥。
3 结语
仿真技术在电工教学中应用的较为广泛，可以大大提高教学效果和学习效果。首先，通过应用仿真教学能够使学生的学习兴趣得以激发，学生能够更容易理解教学中的难点。仿真技术在课堂中被广泛应用以后，对实验实施了动态演示，将复杂的内容变得简单，提高了学生的自主学习能力。其次，仿真教学的开展，可以提高资源的利用率，弥补了中职院校中设备不足的现状，可以通过模拟形式开展一些安全性低、不易操作的实验。但是，高校和学生要正确认知该技术，并要将其作为一种辅助教学手段，不能对其产生多度依赖，最重要的还是要提高学生的实际动手操作能力。
参考文献
[1]钟建明.试论电子仿真技术在高级维修电工技能鉴定中的应用[J].都市家教（下半月），2010（6）.
[2]廉亚囡.Proteus仿真技术在《电工电子技术》任务教学中的运用[J].计算机光盘软件与应用，2014（3）.
[3]刘辉，王新辉，谢明华等.电工、电子与信息类专业高教自考实践环节考核的探索[J].长沙大学学报，2010，24（2）.
[4]李小兰.Multisim仿真技术在"电工电子技术"教学中的应用[J].中国轻工教育，2010（2）.
[5]于瑞红，刘淑聪，王全胜等.虚拟仿真技术在《电工电子技术》课程教学中的应用[J].科教导刊，2011（18）.
篇4
分析化学是关于研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门科学。分析化学的主要任务是鉴定物质的化学组成、测定物质的有关组分的含量等，是药学专业的一门重要课程。同时，分析实验技能也是药学专业学生需要掌握的一门重要技能。目前的化学实验基本上是在实验室中进行的，该运作方式存在着投入大、损耗大、效率低、周期长、维护困难等缺点。而且，分析化学实验课时的多少也是制约学生熟练掌握该技能的一大因素。由此导致理论与实训课程不能及时有效地结合起来，学生练习时间少，缺乏创新和学以致用的能力。仿真实训系统的使用，既解决了实验实训室与实验实训设备引发的问题，又可以增加学生实训的课时。将仿真技术引入到分析化学实验课的教学当中，使教学更为生动形象，实验设计更加灵活，既培养了学生的创造能力，又提高了教学质量。该分析化学虚拟实验室平台主要包括基本仪器、仪器的使用和经典实验三大板块，包括了各种分析化学实验中可能用到的量器及仪器的介绍和基本使用方法的介绍，还包括了6类经典分析化学实验，在每一类实验中，都分别筛选了一些重要的实验。每个代表性实验的实验步骤均配有文字及相应的动画演示，常用仪器也有相应的视频讲解。通过虚拟演示实验不仅可以提高学生学习分析化学实验的兴趣，培养学生分析问题及实际操作的能力，还可以使学生在进行实际动手操作前对实验内容、步骤等方面有更为充分的认识，获得身临其境的体验和感受。
2仿真实验在药学其他专业课程教学中的应用
药学专业的很多课程都与化学相关，除了分析化学以外，还有众多化学课程也已经开始应用仿真实验来辅助教学，如有机化学、物理化学、生物化学等。信息技术深刻影响了高等教育，仿真实验弥补了传统实验教学的不足。对于生物化学来说，仿真技术深入地展现了生物化学与分子生物学实验的微观机制，加深了学生对该学科的了解，对生物化学实验教学的发展起到了推动作用。而对于物理化学来说，传统物理化学实验教学模式存在诸多弊病，将计算机仿真实验应用于物理化学实验教学中后，充分体现了仿真技术在化学学科领域中的优势，极大地提高了学生的学习积极性。这种教学方式与实际实验操作有机结合之后，能够更好地构建出一个合理、有效的化学实验教学体系。实践也已证明，通过进入有机化学虚拟实验室学习，学生的学习兴趣得到了很大提高，学生的实验动手能力和实践能力也得到了加强，仿真实训有力地推动了有机化学实验教学的改革和教学质量的提高。
3仿真实验在药学专业教学中的应用展望
随着现代化技术的发展和教育理念的更新，仿真技术正一步一步地拓展着传统实验教学领域。传统的实验教学方法通常是在学生自己动手操作前，教师花费时间对实验原理及步骤进行讲解，然后再进行实验操作示范，教学手段单调，实验操作过程的演示也不够全面，有的学生甚至看不到教师的演示，对其理解整个实验过程及掌握规范的分析操作技术有很大的影响，因而学生的学习效果不够理想。仿真模拟实验作为一种现代化的教学手段，具有形象直观、生动便捷、经济省时等多种优点。目前，越来越多的专业课程已经开始利用各种现代化技术来辅助教学，如中药鉴定、药物化学等。中药鉴定的主要任务是研究和鉴定中药的品种和质量。中药的品种繁多，我国现有中药资源达12807种，在这些种类中，传统中药约1200种，其中常用中药约500余种，就算是选择一些常用的中药来学习也是一项繁重的任务，对教学资源来说更是一个严峻的考验。因此，建立丰富的仿真资源库，利用仿真技术对各种中药鉴别进行剖析、模拟并应用于教学将是未来教学发展的一大方向。而对于药物化学来说，药物的合成实验也是一项繁琐的实践，不同的合成工艺有不同的合成结果，目前，仿真技术已经广泛应用于药物化学中的合成工艺研究，相信不久的将来也能广泛应用于药物化学的教学中去。
4结语
篇5
关键词 计算机网络课程；仿真技术；NS；民办院校
中图分类号：G642.3 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）21-0008-03
1 在教学中应用计算机仿真技术的研究背景
国外研究现状 20世纪60年代，仿真技术的概念被提出。1961年，G.W.Morgenhtler首次对仿真一词作了技术性的解释，为之后仿真技术的研究提供了基本概念和动力。华盛顿大学和美国西屋科学基金在1994年开展了第一次流动教学计划，开着装置有电脑三维虚拟设备的流动教学车行驶在华盛顿，为中小学生接受三维动画虚拟教学提供服务。采用这种教学模式，使教学过程更加直观化和形象化，使学生参与教学能力得到提高。当前，仿真教学已经在国外军事、会计类等课程中得到广泛应用，构建适应不同对象的模拟训练课程体系。这种仿真技术在教学中的应用起步早、效果良好，值得借鉴。
国内研究现状 目前，仿真技术集中在电子电气领域、数控设计领域，主要将其应用于高端设计、重大工程。虽取得较好的成绩，但这种仿真技术开发的软件、程序十分复杂，不适宜教学使用。这种应用是在实验室、虚拟环境中进行的。如浙江大学已经将其应用到建筑工程方面的教学中，利用其进行虚拟规划和虚拟设计。这种仿真技术的应用对学生理论要求较高，不适合民办大学教学使用。
这种教学是以简单的技术应用为主。天津中德中学在具体教学实践中，以虚拟仪器为基础，在设备故障诊断教学中采用仿真技术。这种教学单方面注重学生对虚拟仪器的具体操作，缺乏对学生学习理论知识的指导。
民办院校教育要合理处理学历教育和职业教育的关系，更好地满足高等教育大众化的要求，必须以培养社会需求的应用型人才为主。结合时展，要求计算机类课程的教学必须满足新时代应用型人才培养的条件，而应用型人才的培养注重的是知识的高效管理和应用的特点，这就要求目前应做的重点工作是计算机类课程的应用。计算机网络课程作为计算机专业的必修课，突破了现有的计算机网络课程教学模式，通过使用仿真技术达到更好的教学效果，从而加速计算机网络课程由学到用的演变过程。计算机网络是一门应用性很强的专业基础课，如何改革民办高校的计算机网络课程教学模式，研究创新型高效教学的理念与策略，就显得十分迫切与必要。
2 基于仿真技术的计算机网络课程教学模式构建
该教学模式的研究思路 本文从陕西省几所重点民办院校实际需求出发，结合调查分析计算机网络课程教学现状，从计算机网络课程教学的实证、实例入手，提出基于仿真技术教学的主要要素和提升策略，进而形成一套完整、可行且适合民办院校培养应用型人才的计算机网络课程教学模式改革策略。
该教学模式的研究假设 民办大学的学生计算机基础知识欠缺，采取传统的教学方法显然不能够满足目前的教学要求。经调查，学生对现行的计算机网络课程教学方式已产生一些不满意的情绪，计算机网络课程教学的改革势在必行。基于以上两点原因，提出改革计算机网络课程教学方式的假设：1）计算机网络课程“仿真”教学与学生可接受程度之间的关系；2）计算机网络课程“仿真”教学与学生兴趣之间的关系；3）计算机网络课程“仿真”教学与学生独立学习之间的关系；4）计算机网络课程“仿真”教学与各民办大学对这种教学改革支持力度之间的关系。
该教学模式的构建
1）根据学生的接受能力和课程的培养目标，选择效果较好的仿真技术。NS（NetworkSimulator，网络仿真器）源于1989年美国加州大学伯克利分校开发的REAL网络模拟器，REAL能够为网络协议机算法提供更好的环境，在对各种网络协和体系结构进行模拟时更加轻松。
2）仿真技术在计算机网络课程中应用的主要教学要素和教学策略。
①教学要素。针对课堂教学和实验教学中师生的良好沟通过程，提出教学过程中的三大要素：教师、学生和教学资源。
②教学策略。
课堂教学3种策略。a.理论―仿真的“实例式”教学策略：教师将一些抽象的概念仿真为多媒体信息，使学生迅速理解概念。b.问题―探讨的“探究式”教学策略：教师提供问题，之后积极引导学生进行独立思考、提问，并且对知识进行延伸和拓展，在教学中需要发挥学生的主体作用，创建一个平等教学空间。c.课题―研究的“研究性”教学策略：教师设置一个有难度的主动探究课题，通过引导，使学生进行自主探究学习。
实验教学3种策略。a.仿真―实操的“循环式”教学策略：教师教与学生学，在仿真推演―实际操作―发现问题―再次推演仿真的循环过程中完成。b.故障―分析的“发现式”教学策略：学生能够在故障中进行学习，是培养学生研究能力、完成知识发现的一种学习方式。c.自学―指导的“启发式”教学模式：是在教师的指导下，学生独立进行学习的模式。
依据教学过程中提出的三大要素，使用提出的教学策略开展教学，调动学生学习的兴趣与积极性，并有效结合仿真技术NS，获得最佳的教学效果，从而形成最适合本地区民办大学计算机网络课程的仿真教学模式。
3 基于仿真技术的计算机网络课程教学模式的实施
根据学生、专业、学校的差异，结合计算机网络课程本身抽象难懂、实践性强的特性，依据计算机网络课程的培养目标、各个层次学生的能力以及不同专业对计算机网络课程教学目标要求的不同，运用仿真技术，结合上面所提出的教学模式的要素和策略，实施该课程的仿真教学模式。
课堂教学的实施 在计算机网络教学中设计的概念十分多，在进行具体教学时，学生普遍反映网络体系结构与各层的协议的工作原理很难掌握。及时采用多媒体课件教学，学生依然感觉教学工作十分空洞，对知识难以全面进行把握。如在实践教学工作中进行载波监听多路访问/碰撞检测教学工作时，虽然通过多媒体教学技术能够进行演示，在课程结束之后，学生表示可以明白冲突检测和退避策略，但是采用这一技术究竟会对整个局域网造成什么的影响，学生的了解并不是很清晰。如果在进行教学中使用NS进行实际网络模拟，不仅会使教学工作更加生动、形象，而且能够极大提高学生对学习知识的理解程度，提高学生利用所学知识分析、解决实际问题的能力。
又比如在NS中提供了各种改进的TCP版本的协议，其中包括TCP慢启动、拥塞避免以及快速重传和快速回复机制。在课堂教学过程中，可以通过利用NAM观看数据报文和ACK报文的发送过程，使学生能够观察动画窗口，同时能够通过监视窗口了解当前数据库报文和ACK报文的序号、窗口的大小以及队列的长度等信息。在教学中，教师可以对仿真结果进行分析，通过图标的形式对不同版本的协议进行比较，使学生更加了解协议的工作原理。
实验教学的实施 计算机网络课程教学仅仅依靠课堂教学是远远不足的，因此将实验室教学工作作为补充。根据计算机网络课程的性质和教学要求，主要的实验课程内容包括网线制作、局域网组建以及网络操作系统的配置等，这些实验都会受到实验条件的限制。因此，在进行具体实验时，可以在实验中安排一些仿真实验，一方面可以有效弥补教学实验条件不足的问题，另一方面可以使学生通过实验对所学的理论知识进行验证。
实验教学工作的步骤一般包括实验准备、实验内容安排、实验过程、实验结果分析与实验报告。在实验教学中，由于选择NS以及不同学生呈现出来的不同特质，教师必须提前对实验进行充分准备。在实验中涉及的NS模块、相关协议参数以及实验步骤等内容，都需要详细体现在实验指导书中。在实验中，针对不同学生的不同情况，可以指导学生将NS安装到他们的实验器械上，这样可以方便学生在课外进行实验。在安排实验内容时，可以指导学生利用NS搭建网络仿真平台，直观了解各协议行为，洞察其工作模
式；可以通过改变其协议参数，使学生认识到不同因素对网络带来的不同影响。
如在教学中，当完成网络互连课程教学时，教师可以指导学生建立一个基于NS的网络，并且积极了解不同路由协议的工作原理，还可以引导学生对各种路由协议的性能指标进行对比研究。在进行实验教学时，可以将全班学生划分为不同的学习小组，将学习好的学生指定为小组长，带领学生根据实验指导书的内容共同完成实验教学任务。在完成教学实验之后，要求小组对实验结果进行认真分析和讨论，并撰写实验报告。
通过一个学期的实施，进行统计、分析调查结果；对仿真教学要素进行分析；针对课堂教学和实验教学中师生的良好沟通过程，提出教学过程中三大要素，即教师、学生和教学资源，有助于确定出建立教师、学生和教学资源三者之间良好的交互关系的基于NS仿真技术教学软件的可靠性和有效性。经过一个教学阶段的试验，根据学生的接受情况，最终形成实用的、基于NS仿真技术的计算机网络课程教学模式。
4 基于仿真技术的计算机网络课程教学模式的创新
1）鉴于仿真教学的快速发展，在计算机课程中应用这一技术是必然的趋势，但就我国现状来看，主要应用侧重于国内重点公办大学及部分高职高专的个别专业，以民办院校为对象进行研究和应用这一技术的教学模式较少。本课题正是以此为切入点，使得这一教学模式的发展更加全面。
2）在教学中以课程培养目标为导向，把仿真技术与学生的理论学习和实践学习相结合，让学生快速理解抽象的理论知识，提高学生的学习效率，并运用于实际工作中，做到活学活用。
5 小结
在计算机网络课程教学中，如何在教学活动中真实地展现网络场景，实施网络行为，使教学课堂更加生动，使教学形式更加活泼，进而提高学生在学习中的积极性和主动性，是当前计算机网络课程教学的重点。通过文中的分析发现，将NS仿真器和其开放接口应用在计算机网络课程教学中，使其作为一种辅助教学工具，通过与相应的教学方法相结合，能够取得更好的教学效果，革除传统教学模式的弊端。同时对教师提出更多挑战，一方面要求教师必须能够熟练使用NS开发体系；另一方面要求其在教学中必须选择合适的案例，并且在具体教学环节中要坚持循序渐进的原则，如此才能取得更好的教学效果。
参考文献
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篇6
Abstract： For the problems of high cost and poor training effect of traditional safety training methods in oil production plant， this paper designs and realizes the virtual simulation platform of safety training in oil production plant by using 3D simulation technology. The virtual human simulation modeling， static and dynamic objects three dimensional scene modeling method are mainly introduced， and the level of detail and collision detection key technologies are solved in this virtual simulation platform. The results of practice show that the interactive operation drill and the highly reduced accident case obviously enhanced the security training effects， reduced the cost of oil field training and improved staff safety awareness and operational level.
关键词： 三维模拟；虚拟仿真；场景建模；交互式控制
Key words： 3D simulation；virtual simulation；scene modeling；interactive control
中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）11-0078-03
0 引言
随着油田的深入开发，采油厂在石油开采过程中的各种作业工艺变得越来越复杂，安全生产过程中的隐患问题日益突出，安全事故经常发生[1]。因此急需对石油生产一线的作业人员进行切实有效的、系统的安全操作技术培训，特别是一些危险作业的操作方法的培训。提高油田工作人员安全技术水平和预防、处理事故的能力，对于石油的安全生产至关重要，其中向油田职工展示以往的错误操作致使石油生产过程中发生的事故案例非常必要，以此达到警示的作用。
魍秤吞锇踩操作培训大部分是以文字资料和多媒体课件为主、实物操作训练为辅的方式进行集中培训[2]。这种形式的培训存在很多问题，例如通过书本学习的培训方式枯燥无味，实物操作训练的成本很高，设备和培训人员的数量都受到限制，难以控制设备的操作时间，由于无法还原事故案例现场，很多事故无法真正再现给培训人员，如果在实际生产操作中遇到了紧急情况，员工依然是手足无措、容易发生事故，培训效果不理想，无法实现实时交互式操作训练功能[3，4]。
因此，针对传统培训方法的不足，本文借鉴现代化油田安全培训方法，将虚拟现实技术应用于采油厂的安全培训中，使用三维模拟仿真技术，再现采油厂发生过的事故案例现场，描述每个案例的经过和预防措施，以人机交互的方式展现在员工面前，实现三维的高度仿真效果，使培训者如亲临生产或事故现场。将三维模拟仿真技术应用到油田培训工作中，让培训者在这个过程中既能学习到正确的操作步骤，又能起到防范的作用，很大程度上解决了油田培训中的困难， 对油田的安全生产与管理起到积极的推进作用。
1 系统设计
采油厂事故案例虚拟仿真平台主要利用虚拟现实技术，将采油生产事故案例和安全防范措施进行仿真，仿真平台主要应用3DS Max进行建模、贴图和渲染，通过Virtools工具将各个三维模型按照一定的结构进行集成，用来组建完整的场景，仿真平台可以通过接口如鼠标、键盘、控制手柄、操纵台等输入设备实现设备操作、故障处理等来实现人机交互。
本文的虚拟仿真平台根据系统的分层结构进行划分，可以分为数据服务层，仿真管理层、用户界面层三个层次。操作者与系统进行交互时，通过界面显示层输入数据的访问请求，通过仿真层中的各种服务，转换为对数据服务层的访问请求，数据服务处理请求后，将结果通过中间层，返回给界面层输出。该系统的体系结构如图1所示。
采油厂事故案例虚拟仿真平台由模拟仿真训练、事故案例再现、应急救援措施三个部分组成。模拟仿真训练主要实现采油工、电力变电、抽油机等安全操作的三维仿真，同时可以自由漫游于井厂配电间等；事故案例再现主要通过三维技术再现采油厂近些年发生的典型安全事故案例，并且分析事故原因；事故应急救援主要针对采油厂易发生的配电失误、油气泄露导致爆炸等事故，制作完整的事故应急救援三维仿真。系统组成结构如图2所示。
2 场景建模
在三维仿真系统中最重要的是场景数据库的管理与三维模型的建立，整个场景三维建模过程也就是场景数据库的建立和管理过程[5]。建立场景数据库首先要做好前期准备工作，收集和处理数据，并且确定场景数据库的层次结构，其次是建立三维实体模型，最后对模型进行集成优化并测试，场景数据库建立流程图如图3所示。
采油厂事故案例虚拟仿真平台中的物体模型分为三大类：虚拟人、静态物体模型和动态物体模型。虚拟人为供操作人员控制的替身或是与操作人员控制的替身合作完成任务的助手或监护人等；静态物体模型为场景中静止不动的实体模型，例如房屋、树木、道路等地形、地物；动态物体模型指的是具有运动属性的各种仿真实体模型，如按钮、开关、阀门等[6]。
2.1 虚拟人建模
虚拟人是整个虚拟仿真平台的主体，其中人物模型的建立、人和动态物体间的行为描述对虚拟仿真平台的质量起决定性作用。由于虚拟人具有运动的特性，为了使虚拟人的动作看起来更加流畅、更加合理，本平台采用曲面细分建模技术来构建虚拟人的外形，其特点是虚拟人在运动过程中产生的皮肤拉伸和挤压不会失真，并且运用正向运动与反向运动学技术对人物骨骼的运动进行虚拟仿真，然后通过蒙皮技术将人物的外形与骨骼模型进行连接最终构建了完整的虚拟人。虚拟人的动作表现、行为控制、人与物体的交互也是虚拟仿真平台的关键问题[7]。
通过对油田作业中常见操作活动的分析，将油田工人的一个操作活动分解成几个基本行为，而每个基本行为是由几个基本动作的不同组合完成，现将这些基本动作进行分类，建立人物幼骺猓库中的动作包含了操作活动的所有基本动作，每个动作在语义上是独立的，并且具有可重用性和通用性，这样一个操作活动就可以通过基本动作的组合来实现。
2.2 静态物体建模
静态建模大部分是通过几何建模技术，利用建模工具从形状以及外观上对实体进行模拟，并且通过使用纹理映射等方式来降低模型的复杂度[8]。根据井场内实体的位置和重要程度确定建模顺序，然后分别对其进行建模，最后进行集成。3DS Max建模工具为用户提供了优秀的树状层次结构来组织管理模型，并且3DS Max中的图形操作非常灵活，因为可以从最基本的元单位点、线、面等开始建立自己的三维模型，而且建立的所有三维模型都是通过树形结构组织在一起的。
2.3 动态物体建模
在虚拟仿真平台中，阀门的开关，分离液的流动等都属于动态物体建模。对运动部件进行动态建模时，首要任务就是建立运动对象，其方法是在已经建好的模型文件中添加自由度节点，设立其相应的局部坐标，并进行定位[9]。在本文中通过粒子系统制作分离液和气体流动的动态效果，来实现液体、气体等不规则物体的模拟仿真。在不规则物体的建模方法中，相对来说粒子系统是一种比较好的方法，该方法的特点是能够用很小的计算代价达到真实感很强的模拟效果，能充分体现不规则物体的动态性和随机性[10，11]。本文中把分离液和被分离出的气体都定义为粒子，这些粒子是具有生命周期并且是随机运动的，而且粒子的运动状态能够被改变，通过动态控制粒子的运动轨迹来实现液体和气体沿着管道内壁流动的效果。分液的流动效果如图4所示。
3 关键技术
3.1 层次细节技术
在本平台中采用层次细节技术进行场景优化，使用一组复杂程度逐渐增加的层次细节模型描述相同的对象，在场景漫游时，根据虚拟人视点距离目标实体模型的远近来选择不同层次的细节模型，当视点和目标实体的距离较大时，选用细节程度较低的模型，反之则选用细节程度高的模型，动态调节虚拟场景中模型的复杂度，这种技术使系统在不影响整体视觉效果的同时又提高了场景的运行效率，实现不同视点观看到复杂程度不同的模型，建立的四合一罐效果如图5（a）、（b）所示。
3.2 碰撞检测技术
本文中虚拟平台的交互控制主要有系统漫游，控制阀门、开关等操作，而实现交互控制的重点就是碰撞检测。为了避免平台中两个不可穿透的物体彼此穿透，所以在虚拟现实的建模中经常会用到碰撞检测技术。
本文中的碰撞检测是根据两个物体的相对位置计算它们之间的距离，例如现在进行更换法兰垫片操作，虚拟人需要行走到设备前，系统实时检测虚拟人与设备的相对位置，当人与设备的距离L超过系统设定的距离Ls时，则不会发生碰撞，人继续朝着设备行进，当L
4 结论
本文建立了采油厂安全培训虚拟仿真平台，通过三维模拟仿真技术模拟了采油生产过程与典型事故案例的再现事故应急。由于在生产岗位中的各种关键设备，在正常生产情况下是无法看见其内部结构和它们的运转情况的，培训时为了能使学员们了解设备的内部结构，本文在三维软件中按比例建立了四合一罐实物的整体和分部模型，建立场景数据库，然后进行整体效果渲染，模拟设备的运行，使学员有身临其境之感。
本文中的虚拟仿真平台融入了采油厂安全培训的知识，并且其平台的交互性与可操作性极大地增强了培训人员的学习效果，提高了操作人员的应急处理能力与操作水平，并在很大程度上减小了油田培训的成本，对于油田的数字化发展有很大的意义。
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篇7
近年来，随着国内经济建设进程的不断推进和快速发展，机械工程行业开辟了崭新的天地，在面对前所未有的发展机遇的同时，机械行业内部之间的竞争也愈演愈烈。在这样的社会背景之下，现代化的机械工程为了使自身保持健康持续稳步发展，相关企业必须要做到在可控的生产成本范围内获得最优的产品质量。所谓虚拟制造技术指的是通过数值仿真和模拟等相关手段来取得最低的机械产品生产成本。因此，对于现代机械工程设计而言，虚拟制造技术应用的效果直接关系着行业的发展前景。本文针对现代机械工程设计中的虚拟制造技术进行了初步的探讨。
【关键词】
机械工程设计；虚拟制造技术；机械设计；探究
1前言
近年来，虚拟技术在机械工程设计当中取得了广泛的应用和发展，这是由于知识经济时代对产品提出了低成本、快速度、高品质等一系列要求。相关数据指出，虚拟制造技术在帮助企业提升机械产品质量的同时，还可以在很大程度上降低企业的生产成本，从而获取最大化的经济效益。虚拟技术的应用和发展受到了很多人的关注并有着广阔的发展前景。
2虚拟制造技术简介
虚拟制造技术指的是通过计算机来对模型进行模拟和虚拟分析的一种方式和手段。区别于传统的机械设计技术，现代化的虚拟制造技术在很大程度上避免了传统保守的设计观念和手段。虚拟制造技术实质上是机械制造对计算机的一种反射。在虚拟制造技术的支持下可以在计算机上实现对机械产品的模型设计、性能分析、产品加工等诸多功能。因此，在实际的生产过程当中就不需要再将所有的零部件产品都加工出来，帮助企业对机械产品的经营进行有计划地管理与控制。
3虚拟制造技术的核心所在
3．1虚拟制造中的建模技术
虚拟技术的虚拟指的是通过计算机语言将现实生产当中的机械制造流程映射出来，其中涉及到很多流程和步骤，主要有模型化、形式化以及计算机化等。建模环节涉及三种模型的建立。第一，生产模型。生产模型可以宏观的划分为动态和静态两种描述。动态描述需要基于系统状态以及需求性质均已知，然后进行全方位的预测和判断。静态描述主要考察的是系统生产的能力和特性。第二，产品模型。该环节的主要工作是对产品的外观特征以及各参数进行具体的描述。第三，工艺模型。这个环节需要在产品的生产过程当中充分联系各工艺参数，从而将现实制造系统映射出来。
3．2虚拟制造中的仿真技术
所谓仿真技术是指通过计算机语言将复杂的机械生产系统进行模型化处理，对其进行模型化和简洁化从而获得最终的系统模型。对于仿真得到的系统模型进行应用分析，便可以实现在虚拟状态下对产品的性能参数进行分析。仿真和实际的生产系统是两个互相独立的系统，他们之间不会产生相互干扰作用，与此同时，仿真系统可以充分地利用计算机的计算能力，从而大大缩短生产过程当中所耗用的时间成本，可以帮助我们最大化地减少人力、物力以及财力的浪费。仿真技术涉及到的环节比较复杂，其中，制造的仿真和加工的仿真是两个互相独立的过程。
3．3虚拟制造中的虚拟现实技术
虚拟制造中的虚拟现实技术是基于计算机图像系统、计算机显示系统以及计算机控制等接口设备，为人类展现出一种沉浸体验的计算机技术。虚拟现实技术主要是为了改善以往使用的传统的计算机交互方式，从而更好地提升计算机的操作性能。此外，虚拟现实技术中的操作者、机器以及人机接口是目前为止最有力的一种仿真形式，极大地便利了人们对虚拟环境的体验，给人以身临其境的感觉。
4虚拟制造技术在现代机械工程中的应用
4．1具有强大的通用性和功能性
虚拟样机技术的建立和发展离不开分析力学和多刚体动力学，这两门学科是该技术得以快速发展的必要基础条件，虚拟样机技术的核心所在是解决复杂状况下的机械系统建模问题。实际上，虚拟样机软件在对机械系统的运动进行分析计算的时候绝大多数采取的都是带有约束乘子的微分方程。建立该微分方程的基础是假设系统当中构建的自由度是六，对于多余的自由度分别进行限制，从而保证其通用性和适用性。
4．2极大的简化了建模过程
传统意义上的建模是在对机械系统的运动状况进行分析的基础上作出相应的动力分析和计算，因此，该过程当中不可避免的是对图形的分析处理以及相关公式的大量计算。考虑到系统运动的复杂性，所以，图形及其公式处理都是相当繁琐的，这就导致在对图形分析和公式计算的时候很容易出现各种各样的错误。与之相对应的虚拟制造技术当中的建模不需要做这些大量的前期工作，而仅仅需要工作人员将构建的连接方式、基本的物理参数进行输入，然后借助强大的计算机来完成后期的分析和求解，不仅大大减少了工作量还有效提升了设计的精准度。
4．3具备高效的数据处理能力
数据处理一直以来都是一个比较繁琐的过程，出来对数据理性的归纳分析以外还必须要求工作人员具备极高的工作素养。虚拟制造技术不仅帮助我们直观的看到运动的整个过程，还可以对机械的性能进行全方位的掌握。
5结语
目前，虚拟制造技术在现代机械工程设计当中得到了广泛的应用，充分实现了机械工程设计的可视化，有效提升了机械行业的生产效率和水平。虚拟制造技术作为一种全新的技术理念，为今后机械制造业的发展提供了新的思路和方向。此外，虚拟制造技术对现代机械工程设计的强大作用使得其拥有了广阔的发展前景，必将对社会生产生活产生更深远的影响。
作者：黄岳阳 单位：广西强荣实业有限公司
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【关键词】proteus仿真技术;单片机教学;改革;问题;作用
因为“单片机技术”课程是电子信息工程，自动化和机械等专业的重要部分，所以如果能熟练掌握单片机系统设计和熟悉相关先进技术将对该专业学生的发展和就业产生积极影响，也会对proteus仿真技术和单片机系统的创新有很大帮助。如果想要更详细和深入地了解单片机教学改革，就要对单片机的基本概念和单片机教学问题进行分析，根据基本认识对改革后的单片机教学的作用和做法进行阐述。单片机技术是一门对实践性要求较高的课程，不仅要求老师在教学中注重培养学生动手能力和操作能力，使学生具备软硬件开发的综合素质，还需要学生在学习中激发兴趣和保证质量，使得提高教学质量和培养全能性人才的目标得以实现。
1 基于proteus仿真单片机教学的概述
由于社会经济和科学技术发展飞速，使得传统的单片机教学脱离了发展趋势，逐渐被现阶段教学所抛弃。为了挽救这种消极的教学状态，研究人员和老师在实际操作和实验尝试中发现了proteus仿真技术的有效作用。所以，为了给单片机教学研究进一步深入做好铺垫，就需要对传统教学模式和proteus仿真技术及其在单片机教学改革中的应用进行初步了解。除此之外，proteus仿真技术已经在实际应用中有了显著效果，通过把课堂教学流程分类区别，搜集与proteus仿真技术有关的教学案例，总结传统教学中出现的问题，为单片机教学改革的措施执行与作用体现打好基础。
1.1 传统单片机教学的问题
虽然单片机教学已经十分普及，但是其传统僵化的教学模式使得学习效率和教学质量都不能得到保证，出现了许多问题。根据单片机教学的流程，可以在四个环节上总结出现的问题。第一，课堂教学。单片机教学中片内资源，程序设计和接口电路是主要内容，但是由于缺乏实际操作而使得学生在学习后也会对知识一知半解。第二，课内实验。验证性实验较多的特点使得操作实验时只是按照连接导线和观察效果的步骤来做，使得程序编写和电路设计完全被忽略，增加了出现错误的几率。第三，课堂设计。老师在设计课堂时，偏重于讲解和实验，不重视学生个体的差异化。第四，毕业设计。一方面，学生对基础原理和知识不理解，使得实物制作十分困难;另一方面，操作能力和实践机会的缺乏使得仪器破坏的事件频发。
1.2 基于proteus仿真单片机教学的改革
随着科技的快速发展，针对传统教学中的问题，对单片机教学中应用proteus仿真技术的呼声越来越大。首先，proteus的仿真CPU和电路以及资源库可以顶替硬件仿真器进行前期实验，进行调整后再实际操作，减少实验中出现偏差和问题的可能性。其次，单片机教学中直接应用proteus仿真技术。比如，把proteus引入课堂，通过更加真切的仿真技术使得学生对单片机系统有一个完整的概念;还可以运用proteus仿真技术系统中的内外模型，针对课堂实验进行自主设计再进行检验，学生就能在实验整体过程中对编写程序和电路设计有深刻的认识;另外在毕业设计中，老师要给学生充分的学习自主性，在学生进行选题和仿真时进行技术指导，既减少硬件投入的浪费和元器件的损坏，又能提高学生的综合能力。
2 基于proteus仿真单片机教学改革的作用
基于对proteus仿真技术在单片机教学中应用的了解，老师在进行教学时要在基本理解和创新发展中提高教学质量和培养学生能力。所以，为了更好地对proteus仿真技术进行应用，就需要相关人员在研究中实际操作，熟悉单片机教学应用仿真技术的做法，总结出有效的措施和积极的作用，才能在以后的发展和创新中紧跟教学改革的潮流，迎合技术发展的趋势。根据现阶段已经获得信息和技术进行进一步研究，为学生的学习降低难度，为老师的教学开发创新，为proteus仿真技术的发展和单片机教学的改革总结教学经验，提高积极影响。
2.1 提高教学质量，实现教学目标
单片机教学需要改革一方面是因为教学方法的落后，另一方面是课程本身特点的难度。如果在课堂教学中只是进行讲解和多媒体展示，学生对相关知识不理解，学习积极性就会下降。而引进proteus仿真技术使得课堂实验变得实际可操作，学生在把知识具象化的同时锻炼了操作能力，提高了综合能力。例如，中断优先级是众所周知的难点和重点，老师可以在proteus仿真技术的帮助下对实验进行程序和电路的设计，通过操纵不同的开关演示“高优先级中断能中断低优先级中断”的现象，学生在实验过程中参与思考和实际操作，从而使得学生能自主学习。这种先进技术的引用不但为课堂教学和教学计划的顺利实施提供帮助，而且在促进教学事业的发展，提高教学质量，实现教学目标方面有积极作用和良好影响。
2.2 学生学用结合，加强动手能力
针对单片机教学中学生时间机会少，动手能力得不到锻炼的情况，引进proteus仿真技术使得教学实验的操作更加方便，结果更加直观，学生在学习到理论知识的同时能进行实验，这种学用结合不但提高了教学质量和学习效率，而且对于综合能力的培养有很大的帮助。比如，在“拓展单片机RAM技术”的实验中，传统教学方式通常会因为出现实验箱显示和信号出错等问题，实验操作不达标，导致实验结果出现偏差，学生把各种知识弄混。但是proteus仿真技术避免了这些问题，实验过程和结果的清晰呈现在帮助学生完成学习计划的同时，增强学生学习的信心，对学生未来的成长和发展起到良好作用。
2.3 完成独立操作，培养创新能力
独立操作和创新能力的重要性一般体现在毕业设计的完成上。由于操作能力不足，实验设备易损和创新思维缺乏等的问题出现，使得学生在完成设计时没有信心和决心，这就直接影响了学生未来的发展和教学目标的实现。举例来说，在单片机接口技术的实际操作中，首先利用proteus技术对设计图进行仿真检验，对出现的错误进行纠正;其次是进行实物制作。一般来说，如果仿真结果正确，安装和调试不出错，就能完成一件优秀的毕业设计。所以，在进行实验课堂和毕业设计时，需要在正确运用prouteus仿真技术的前提下，给学生自主锻炼和独立操作的机会，注重创新能力和新型人才的培养，为我国信息技术教育和相关先进技术运用的发展打下良好的基础。
3 总结
综上所述，基于proteus仿真单片机教学改革的研究对转变传统教学理念和优化教学模式有很大帮助。首先需要对单片机教学的传统方法和改革进行了解和研究，针对出现的问题进一步分析，才能系统地阐述出应用了proteus仿真技术的单片机教学的作用。虽然proteus仿真技术有积极影响，但是在教学中不能抛弃已有的教学模式和实验手段而仅仅依靠虚拟实验环境。在应用proteus仿真技术时，既要避免出现其他问题，也要重视其产生经济效益，提高教学效率和培养学生软硬件开发能力的作用。基于proteus仿真单片机教学改革的研究不仅促进了单片机教学水平的提高，还为信息技术教学课程未来的发展和创新提供了新思路。
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篇9
关键词 工程设计能力；电工电子实习；教学资源
中图分类号：G642.44 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）04-0063-03
Research on Improvement of Education Resources under Goal of Engineering Design Ability： A Case Study of Electrical and Electronic Practice//ZHU Jianhong， WU Xiao
Abstract It is imminent due to great demand for components and
teaching places in electrical and electronic practice teaching. Project
development of virtual laboratory can be integrated into the commu-
nity graduation project， realizing training in engineering design capabilities， saving education funding. Meanwhile， in the practice procession， task decomposition is done according actual situation and virtual environment. Students are free to allocate study time according to their actual situation. With the help of learning videos，
simulation operation is made in advance and self-learning is per-formed using the virtual environment， part of the task is completed，
reducing time of occupation on real experiment room， thereby cushioning problem of laboratory resource constraints， enhancing self-learning ability the same time improving the effectiveness of teaching.
Key words engineering design ability； electrical and electronic practice； teaching resources
1 前言
随着实体教学资源的日渐紧缺，网上虚拟实验室逐渐成为人们研究和应用的热点。虚拟技术在教学中应用首先借助多媒体技术动画演示；其次是仿真技术中引进电子线路设计；再后来开发建立虚拟实验及虚拟实验室，来缓冲教学中的硬件资源问题。因此，许多虚拟仪器及成熟软件陆续出现。鉴于专业背景及应用领域差异对实验仿真模型和工作运行环境及表现形式等要求不同，虚拟实验设计和应用方面尚未出现完全通用、符合要求的虚拟实验运行平台，需要持续注入研究开发[1]。
电工电子实习教学环节面向专业广，涉及电工方面与电子方面的元件及仪器仪表检测设备繁多，虚拟环境开发既有动画演示操作，又有电路的仿真与调试、故障的报错，需要开发的测试仪器的技术含量及复杂程度参差不齐，开发过程跨多个软件环境，加上电工电子技术领域的新技术、新元件不断出现，电工电子虚拟实验室的开发必将是一个长期积累、不断完善的过程。虚拟实验室的建成迎合少投入多产出、资源共享的全新办学理念，是高校未来发展的必然。
2 电工电子类社会人才需求与高校教学环节设置
电工电子类社会人才能力需求 根据社会对电工电子类人才的职业能力需求，在专业能力方面必须具备计算机操作与应用能力、电气识图与绘图能力、计算机绘图能力、电工基本技能应用能力、电子基本技能应用能力、检测技术与常用电工仪表应用能力、自动化设备与生产线安装调试及操作能力、自动化设备与生产线故障排除与维护管理能力等；在社会能力方面必须具有较强的开拓发展的创新能力；在方法能力方面必须具有较好的对新的技能与知识的学习能力、解决问题的方法能力、制订工作计划的能力以及具备逻辑性、合理性的科学思维方法能力。
电工电子实习教学环节设置的内容与目标 电工电子实习为代表的整周实践教学环节在高校多专业均有设置，实习的主要目的是将理论与实践相结合，使学生加深对理论知识的理解和巩固，激发学生创新意识，培养学生踏实认真的工作作风和严谨的治学态度。通过此环节，学生不仅能够在理论上了解常用低压电器的识别与使用方法、各种电子元器件的识别与测量方法、常用电子仪器的使用方法和原理，以及电子产品的制作流程，更能亲自动手参与到电子产品的装配、焊接与故障检测、调试过程，为以后的课程设计、毕业设计积累必备的知识，达到理论知识与实践动手能力的真正结合。
实习的主要内容是在充分熟悉和掌握低压电器、电子元器件以及相关操作方法的基础上装配一个低压电气设备（如收音机、万用表或其他电气装置），主要由元器件识别、焊接方法和技巧训练、设备工作原理解析及装配与调试等几个环节组成。其中装配与调试是该实践较重要的环节，有助于提高学生动手能力、综合分析能力和解决实际问题的能力，有助于学生问题分析与解决工程师素质的培养。
3 实习环节教学资源需求现状分析
实体教学资源环境供应紧张，设备更新需求强烈 电工电子实习环节传统教学手段基本为全程实体教学、设计与制作，此种教学办法必须首先以实体教学资源环境及师资数量给予保障。高校的招生规模逐年扩大，实验室场地早已超过容限，设备台套数也远不能满足逐年递增的生源需求，烙铁每批次的损坏率极高，调试设备不足，很多都是过时陈旧的设备，教学设备运行保障机制不够完善，维护工作量大，不能满足社会日新月异的变化。另外，由于用于该环节的实验室未全配置多媒体设备，教师只能借用教室统一讲解，学生无法边听边操作。这些都暴露了硬件配置同步问题。
元件供应及设备管理难度增加，影响教学效果 在实习过程中，由于每位学生的元器件都是预先向厂家定制，许多杂散细小的元器件易损、丢失不便保管，整个过程持续有学生索要元器件，部分元器件本地又难以购买，影响实习进度和产品的装配，结合烙铁的管理问题，无形中加大了实验室管理难度。另一方面，为便于教学统一管理，实现成绩评分公正公平，实习内容基本固定，元件材料统一预定，这基本能保证对所学课程知识的巩固，但要满足学生兴趣的多样性及创新性的拓展实习，元件备用需求方面有一定难度。部分自我提高要求较高的学生完成实习任务过程中，本想设计性能更好的电路，也由于缺乏其他类型的元器件及先进的器件而不得不放弃自己的想法。
实习指导教师工作量明显增加，现有师资力量显露不足 学生装配实体对象，如收音机，由于整个过程不熟悉原理，靠元器件外形“依葫芦画瓢”，加上粗心、焊接基础差等原因，直接制造了许多故障，须在教师帮助下解决问题，往往出现排队等候教师帮助的情况，这对实习指导教师的能力及工作强度也提出很高的要求。另外，鉴于收音机类调试设备较昂贵，实验室设备投入无法实现人手一套，因此调试环节一直采用实验室全天开放的形式。这样虽然可提高设备利用率，节省费用，便于学生充分利用课余时间进行调试，避免了固定调试时间学生抢占调试设备及调试效果不好的情况，但同时也加大了教师的指导工作量与管理强度[2]。
4 虚拟教学资源在电工电子实习教学环节改进
基于虚拟教学资源实习实施计划再制订，促进自学潜能培养，缓解实验资源压力 电工电子实习的任务包括电子电路的设计、元件的选择及认识、电路的装配及调试、问题的分析及故障排除。其中电路的装配及调试可安排实体实验室进行，其他环节可借助现代化教学手段，引进虚拟实验室。部分实习任务可在网络上实现，通过虚拟网络首先设计电路、模拟元件装配，学会调试。实体实验室配置只是为了检验锻炼学生的电子电路实体装配及焊接技术，故障的排除也可借助仿真技术解决。因此，在此实习环节，教学环节的内容实施安排及计划中，可针对学生专业的差异，改革同模式、固定实习项目内容、定时间、定要求、定步骤的批量培养方式，努力解决新器件、新设备、新技术的短缺问题，从有利于创新型人才培养的角度，研究新的实习教学手段，促进实践教学水平提高，缓解实验室资源、资金及用地压力。
实习虚拟环境功能灵活多变，资源与时俱进，满足部分实习任务需求 基于虚拟联网的开发平台的新型实验场所可摆脱传统面对面的实体实验室授课模式约束，给学生提供一个含有各类虚拟仪器设备的逼真实验环境。其中的仪器设备有别于商用软件中预先已经定义好的仪器设备，可根据现实技术发展重新“生成”新的仪器设备，保证教学内容的不断更新需求，使实习课题制作及训练能及时跟上测试技术的发展。虚拟实验框架灵活可变，指导教师可以结合电工电子新技术发展持续完善备用元件库及检测仪器设备数据分析功能，实习者可以依据大纲，根据自己的需要和兴趣，利用虚拟实验室的实验模型库，自由搭接、组合、拆装实验框架，自行设计实验步骤和实验方法，自主学习[3]。在此基础上，进行实习内容模块任务分析，预先进行电路设计与调试，完成部分实习任务。
循环开发与教学效果检验，以学生工程设计能力提升引领虚拟实验室建设 虚拟实验室开发建设应为长期渐进过程，为减少仪器设备经费的投入，解决高校实验室经费不足问题，其中的建设模块可划分为若干子课题，利用毕业设计环节鼓励指导高年级学生利用多媒体技术、仿真技术与虚拟技术相结合的方法，开发设计有别于传统实验室的现代化实习平台。设计成果在低年级学生实习环节中进行应用检验，检验发现的不足可作为下一年度学生毕业设计课题的立项来源，如此循环建设开发与检验、信息反馈与再设计，持续推动虚拟实验室建设的更新完善，解决资源陈旧问题。通过此类项目的过程锻炼，学生在校期间的工程综合设计能力明显得到提高，为顺利走向社会打下扎实基础。
建设成果联网，实现资源共享，营造自学环境 为解决实习用地问题，借助互联网，将授课实验室延伸到因特网所覆盖的任何一个场所，处于不同地理位置的学习者可以同时对一个实习项目进行操作，接触最新的仪器[4]。实习者可以在仪器库中提取所需要的实习器材，自由进出实验系统，拓宽实习的时空观，提高实习效率。避免设备的重复购置，减少重复投资，提高办学效益，比传统实习模式更容易挖掘教学潜能[5]。同时，不断设计增加具有高新技术的实习项目，引导学生接触电工电子新知识及新技术，开发学生的潜能，培养学生跨学科自主学习研究的意识。对学生的成果进行分析完善与改进，将制作优秀的作品加入到虚拟实验室中，以达到资源共享。
5 小结
电工电子实习虚拟环境建设作为资源共享平台，在该平台上学生能远程接受多媒体授课，自主学习电工电子电路设计步骤及工作原理，认识元件的外形及功能，初步实现实体项目电路焊接实验之前线路设计测试仿真及调试功能。平台承担整个实习环节的部分任务，减少实体实验室占用时间，缓解了实验室的压力。同时在虚拟环境开发项目工作中融入高年级工程设计能力培养部分元素，总任务拆分成若干子项目，作为毕业设计课题，引导学生进行工程设计开发，熟悉开发步骤，锻炼发现问题与解决问题能力，迎合社会对高校人才培养的需求，增强教学效果。
参考文献
[1]王青.微机接口网上虚拟实验室的研究设计[D].山东：中国海洋大学，2004.
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[3]刘静.基于X3D的虚拟实验平台研究与实现[D].济南：山东理工大学，2008.
篇10
关键词： 模拟训练器； 遥控武器站； 3DSMAX； Virtools； Qt
中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）04?0097?04
Research of simulation shooting trainer for a certain remote control weapon station
YANG Shuo， TIAN Xing?ke， CUI Xiao?ying
（China North Vehicle Research Institute， Beijing 100072， China）
Abstract： The simulation trainer of fire control system is a new training equipment adapted to modern information warfare. A design scheme of shooting trainer is proposed for the fire control system of a certain remote control weapon station. Proceeding from hardware and software， the implementation method of each module is introduced in detail. The signal conditioning box was designed to achieve communication among different signals from the modules. 3DSMAX and Virtools are used to realize and drive three?dimensional virtual battlefield environment and the target. The display and control interface consistent with the real equipment was designed by means of Qt. The simulation results show that the design of shooting trainer can meet the training needs.
Keywords： simulation trainer； remote control weapon station； 3DSMAX； Virtool； Qt
0 引 言
坦克等装甲车辆是现代战争中不可或缺的重要作战装备，但也是对手打击的重点目标。怎样降低装甲车辆的损失一直是各国现在研究的重点，遥控武器站便是在这样一种情况下形成的产物[1]。所谓遥控武器站，又称顶置武器站，是将武器配置在顶置炮塔上，而车辆乘员在车舱内通过遥控实现对武器操纵的一种武器装备。遥控武器站克服了传统炮塔对空间的需求，外形将变得更矮小，易于隐蔽；遥控武器站还可以有效降低因二次效应对成员和装备造成的伤害。
由于遥控武器站自身结构和操纵的复杂性，为在作战中充分发挥其威力，车辆乘员必须经过长期的训练。然而随着现代战争模式的快速转变，传统的经验归纳式训练已远不能满足当前战争模式对装甲车辆乘员训练水平的要求，各国一直在探寻如何使车辆乘员能够在短时间内熟练的操作遥控武器站。近年来虚拟现实技术的出现和发展，使装甲车辆模拟训练成为可能[2?3]。
本文设计了一种基于虚拟现实技术的遥控武器站模拟射击训练器，该模拟射击训练器所采用的设备与某型遥控武器站的实装完全一致。由于实装火控计算机硬件资源限制，在文中采用工控机替代火控计算机实现数据处理。在硬件方面，设计了一种信号调理盒，以完成各个模块间不同信号类型、不同接口间转换。在软件方面，通过3DSMAX完成了战场环境及目标的三维建模，通过Virtools完成了模型的视景驱动，采用Qt搭建了系统所有显控界面。最后通过串口协议实现了模块间的数据传输，完成了基于虚拟现实技术的模拟射击训练器设计。
1 系统总体框架
本文设计的遥控武器站模拟射击训练器主要由5个模块组成：操纵手柄、信号调理盒、工控机、显示与控制终端和电源供电模块。系统整体框架如图1所示。各子模块的功能作用描述如下：
图1 系统整体框架
1.1 操纵手柄
操纵手柄采用双手操作与开关按钮相结合的实现方式，通过双手对手柄垂直/水平方向的旋转实现理想高低/水平方向的角度位移输入，手柄上的开关按钮负责击发复位、激光测距复位、光学变焦、自动装填弹复位等动作信号的输入功能。采用DSP处理器对角度位移信号和开关按钮信号进行处理，并通过RS 422总线将处理后的两种信号送入到信号处理盒中。
1.2 信号调理盒
由于各模块之间的输入/输出信号、电压及接口类型上的差异，必须要有硬件装置实现各不同类型信号接口的转换，才能使各模块的信号正确地传输，以上实现均在信号调理盒中完成。
1.3 工控机
工控机作为整个系统的核心，接收来自操纵手柄的角度位移信号和开关按钮信号，驱动可视化引擎，实现视景偏移、测距、击发和爆炸等动作，同时将视景信号传输至显控终端，实现三维可视化显示；同时工控机还接收来自显控终端的系统设
置指令（校炮，弹种与工作模式选择，不同视角的画面切换等），指令处理后反馈至显控终端，完成人机交互下不同需求的显示。
1.4 显控终端
显控终端采用电路基板与功能单元板组合的形式，完成信号接收处理和显示，同时具备不同显示需求的设置功能。
1.5 电源模块
完成各个模块不同需求的供电。
2 系统硬件设计
该模拟器系统中操纵手柄与显控终端为实装产品，可直接使用。鉴于不同模块间的信号协议不同、接口形式不同及工作电压的不同，本文设计了一种信号调理盒实现了信号调理、电源供电、电气接口转换等功能。信号调理盒连接工控机和其他模块，是系统所有信号的中转纽带，其工作原理如图2所示。图中实线代表数据信号，虚线代表电源信号。
工控机输出为VGA信号，而显控终端仅接收LVDS信号，两种信号类型不同，需将VGA信号转换成LVDS信号。本文设计了信号调试板，通过主要系统编程微控制器芯片SM5964和Realtek公司平板显示控制芯片RTD2013B实现对信号的解码、转换和编码等功能，将VGA信号正确转换为LVDS信号。工控机输入采用的是RS 232串口形式，而操纵手柄和显控终端采用的是RS4 22串口输出，因此在信号调理盒中通过内置芯片实现RS 422到RS 232的转换。显控终端及操纵手柄采用接插件形式传输数据及视频信号，而工控机接受的是DB9等形式的接口输入，因此在信号调理盒中要实现接口转换。显控终端及操纵手柄需要24 V供电，因此还需要在信号调理盒中采用开关电源S?50?24将220 V电压进行变压处理。
图2 信号调理盒组成图
3 视景仿真软件总体设计
视景仿真软件是模拟射击训练系统的核心组成部分，通过三维视景仿真技术，构造坦克等目标的三维模型，根据训练需求虚拟逼真的战场环境，如此可代替真实的战斗场景输入，实现在整车不上电的条件下即可进行射击训练[4]。整个视景仿真软件可分为仿真环境建模与视景驱动2个部分，其组成结构如图3所示。仿真环境制作主要包括：模型设计、场景构造、纹理设计制作、特效设计等，它要求构造出非常逼真的三维模型和制作逼真的纹理和特效；视景驱动主要包括：场景驱动、模型调动处理、分布交互、大地形处理等，它要求高速逼真地再现仿真环境，实时响应交互操作等。
3.1 基于3DSMAX的仿真环境制作
3D Studio MAX，简称3DSMAX，是目前使用最为广泛的三维建模、虚拟现实建模的软件之一。3DSMAX 是一个集成化环境，把模型的建立、绘图和渲染以及动画制作3大部分集成在一起，利用 Windows 的图形化界面，在一个窗口中即可完成场景建立、渲染和动画制作等各项工作[5]。
图3 视景仿真内容
本设计选用3DSMAX对地形、植被、敌对坦克等进行3D匹配建模，不仅可以满足模拟器训练的实时性和真实感的要求，而且营造了交互性好、沉浸感强的虚拟战场环境。大致的制作步骤可分成如下2个步骤：
（1） 建模前需要参照大量的实景和目标照片，建模过程需要对照这些实景和目标的三视图作为依据，把握好透视比例，完成素模制作。这一步骤会大量运用到挤压、倒角、布尔及线段的圆角和渲染功能；
（2） 完成了素模建立后需要对模型进行贴图，其中对于一些复杂模型（坦克，装甲车等目标），还需使Photoshop对其进行纹理绘制[6]。
3.2 基于Virtools的视景驱动设计
本文通过Virtools设计了击发、校炮、二次瞄准等效果。Virtools是一套具备丰富的互动行为模块的实时3D环境虚拟实境编辑软件，其具备交互性强、开发难度低、易学易用、可扩展性强等特点[7]，并且可以与三维软件无缝结合，渲染效果好，能够保证虚拟实验具有较高的沉浸感和仿真性，因此本文选用Virtools作为交互功能的实现平台。
首先利用 Virtools ExPorters输出插件将上述基于3DSMAX制作的场景、模型输出成Virtools可直接调用的.nmo格式文件[8]。然后将模型.nmo格式文件添加到Virtools中，组合运用其各类Building Blocks（互动行为模块，简称BBs） 去实现设计好的交互功能，整个虚拟实验开发完成后，要进行反复的测试，找出程序流程中出现的错误和不足，不断的进行调试、完善和优化。同时为了实现Virtools 交互程序的可重用性，本文还利用Qt对Virtools 交互程序进行二次开发，其核心是将Virtools输出的.cmo文件以控件的形式嵌入到Qt工程中[9]，利用Qt中的QAxWidget类对.cmo文件进行控制。
3.3 基于Qt的界面设计
由于本文设计的是基于实装的模拟训练器，因此除视景部分外应该给士兵与实装完全一样的视觉效果。本文采用Qt对参数输入、系统各项指标显示等界面进行了设计。
Qt 是一个多平台的C++ 图形用户界面应用程序框架。它完全面向对象，有良好的封装机制，模块化程度高，可重用性好，容易扩展，允许真正的组件编程，提供给应用程序开发者建立艺术级图形用户界面所需的功能，提供了信号/槽机制替代回调函数，使组建间信号传递更安全、简单[10]。它拥有强大类库具有跨平台开发环境。本文选取Qt制作屏显界面，设计流程图4所示，具体过程为：
（1） 程序初始化，加载初始界面；
（2） 读取串口数据，判断是否有输入；
（3） 根据读入的串口数据及来源进入不同的槽函数，若无输入继续等待；
（4） 若是显控终端的串口有数据输入，则根据当前页面号用switch语句对不同Widget进行changestatus（由于屏显界面切换十分复杂，要穷举所有的显示状况，因此采用分块设计方式，将屏显区域划分为4个部分。在一个project下创建并创建4个widget，分别为：TOP WIDGET，RIGHT WIDGET，WINDOW WIDGET，BOTTOM WIDGET）。Break后继续等待串口输入；
（5） 若是操纵手柄串口有数据输入则对应视景的变化，如行进、瞄准、测距、二次瞄准、射击等。之后继续等待串口数据输入。
4 仿真结果
通过视景仿真、界面设计本文完成了基于某遥控武器站模拟射击训练器的设计。通过Qt制作生成的界面如图5所示，通过3DSMAX构建的敌方坦克模型及最终的模拟射击训练的效果如图6所示。本文设计的模拟射击训练器，可以在遥控武器站不上电且不需要其他装甲车辆等真实目标的情况下，对操作人员进行有效而逼真的训练。由仿真结果可知，该设计满足遥控武器站对模拟射击训练的需求。
5 结 语
本文对遥控武器站模拟射击训练系统进行了初步研究，根据其特点，确定了系统的总体框架；设计了一种信号调理盒实现了不同模块间的数据传输和接口转换；利用视景仿真技术及Qt界面设计完成了技术仿真环境制作与视景驱动。
图4 基于Qt界面设计流程图
图5 模拟训练器综合显控终端效果图
最后通过对系统的仿真验证了本文设计的遥控武器站模拟设计训练器满足基本射击训练任务的需求。基于此设计的思想，可以进一步开发装甲车辆其他系统的模拟训练器。
图6二次瞄准及击发效果图
参考文献
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