仿真技术的特点精选(九篇)

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第1篇：仿真技术的特点范文

【关键词】汽轮机；故障；诊断方法

1 前言

汽轮机组振动事故的出现往往是对早期振动故障知识的缺乏或没有引起足够的重视所引起的,未能及时处理,从而进一步发展恶性事故。因此本文通过紧密结合实际,深入研究汽轮机组的故障机理、故障原因症状、发展趋势及其带来的负面影响,具有重要的意义。

2 汽轮机组振动故障的特点

2.1 汽轮发电机组振动的基本特点

描述振动的特征是振动的三要素，即振动的幅值(位移幅值、或速度幅值、或加速度幅值)、相位角和频率。对于非谐和的复杂振动，要进行谐波分析，以表征各种频率的分量。所谓振动数据的采集和处理，其实质也就是提供振动的表征特点。

2.1.1 振动故障的一般原因

旋转机械操作(即转子旋转时)必然会发生振动,振动量只要不超过一定程度上完全是允许的。但当机组出现一些异常振动或振动过大时,成为了故障的操作,必须及时排除保证使用安全。

引起机组不正常振动或振动过大的原因很多，例如：①转子的不平衡量过大；②联轴器的加工与轴的装配同轴度超出允许范围；③轴系的对中超出允许范围；④转子的失稳；⑤转子上的零件发生松动；⑥转子上有缺陷和损坏(如腐蚀、结焦、叶片断落和转子裂纹等)；⑦动静部分摩擦；⑧机组安装上的缺陷(如零部件松动、基座松动和热胀余地不足等)。

2.1.2 各种典型振动故障的特点

1)转子不平衡引起的振动特点

因转子不平衡而产生的激振力(离心力)是造成机组振动最基本和最普遍的原因，其激振力的大小与转子转速的平方成正比。因此，转速越高，激振力越大，在支承系统动刚度及其它条件一定的情况下，产生的振幅也就越大。振动频率与转子转速频率相同，即呈现同频振动。

2)联轴器加工或与轴装配误差引起的振动特点

联轴器加工或与轴装配所产生的误差，反映在转子振动方面的包括两个方面内容：其一，联轴器加工或与轴装配不良使端面与轴线不垂直，当拧紧连接螺栓后，轴颈处将变形而产生晃度，在旋转时便因附加的强迫力而受迫振动。其二，联轴器的有关圆柱面和连接螺栓孔节圆与内孔不同心，当两串联联轴器连接后将产生偏心(即两轴产生中心偏差)，旋转时也要引起附加强迫力而产生振动。

3)轴系不对中引起的振动特点

轴系的不对中通常是指相邻两轴安装于各自的轴承后，两轴线的倾斜或偏移程度。由上所述，轴系不对中实质上就是反映了轴承座标高和左右位置的偏差。通常的检查方法大都是用百分表检测两半联轴器的外圆偏差和开口偏差。

4)油膜振荡的特点

油膜振荡是转子失稳现象之一。转子失稳时，振动呈不稳定状态，严重失稳时，其振幅将很快发散增大。油膜振荡的发生过程如下：当转子到达失稳转速时，振动的频率约为转速之半，继续升速，振动频率总近似地保持这个关系，这种低频振动称为半速涡动，其振幅一般不是很大。当转速高于一阶临界转速的两倍之后，半速涡动的频率与一阶临界转速重合，半速涡动将被共振放大，振动剧烈增加，这就是油膜振荡。油膜振荡一旦发生，转速在继续升高，振动频率便保持一阶临界转速的频率而不会再变，共振范围较宽。油膜振荡时，一般不能如冲越临界转速那样用提高转速的办法冲越，要防止发散和及时采取措施排除。

5)动静摩擦引起的振动特点

动静部分发生摩擦可分为两种类型：一种是转动部分的摩擦，摩擦部位不在转轴本身(例如叶轮、围带等与静止部分发生摩擦)；另一种是转动部分的摩擦，直接发生在转轴本身。

6)转子上零件松动引起的振动特点

转子上零件发生松动的结果，会造成转子平衡状态的变化，反映出振动特征一般是无一定的变化规律。例如当平衡块在平衡糟内周向移动或套件与轴的过盈量不足而引起松动时，几次测得的振动值会发生变化，尤其在启停和变速过程中更易反映出这种变化。所以，诊断这类振动故障的方法，可以通过连续几次启停，分别测其振动幅值和相位。当出现每次的数值不同，并呈现随机变化的情况时，即可判断转子上有零件发生松动。

7)转子热弯曲引起的振动特点

转子热弯曲是指转子在运转状态下受热后因径向不对称变形而产生的弯曲。转子产生热弯曲的原因很多，有转轴的残余内应力过大、材质不均、转子径向温差不对称(由转子受热不均和传热热阻不对称等有关因素引起)、转子上套装件各台肩之间轴向间隙不足、转子中心孔内有液体以及动静部分发生摩擦等等。

8)轴瓦松动引起的振动特点

轴瓦因安装时紧力不足或经受长期的振动后，会产生在洼窝中松动的现象。这不仅造成轴承振动优其是轴振动)的增加同时还伴有较高的噪音。其振动或噪音的频率两者相符，且为转速的高倍频，这是轴瓦系统受转子激振力中非基频分量而引起的共振(即高次谐波共振)。通常在轴承座垂直和水平两方向测得的高频分量大小，由于系统刚度的不同会有所差异。

9)电机电磁激振引起的振动特点

电机转子在带有励磁电流的情况下，都要产生电磁力，其大小一般是各极均衡的。在工作时，此电磁力使静子产生振动其振动频率为转速的两倍f两动电极而言)，对转子本身则不会产生振动。但静子的振动免不了要传递至轴承，所以在轴承上也能测到两倍频的振动。这种振动由于与励磁电流有关，故只需根据有无励磁电流或改变励磁电流大小就可判断。

10)分频振动的振动特点

分频振动也称分谐波共振或亚异步振动。其振动频率为转速频率的1／n(n为整数)，一般出现的多为1／2。当工作转速处于临界转速的整数倍时，很易激发成强烈的振动，而且激发形成很快，有时措手不及而酿成重大的破坏性事故。因此，分频振动即便振幅不大，但却是一种潜在危险的振动，不能等闲视之。

3 汽轮机故障诊断的方法

汽轮机组的故障主要反映在振动上，振动测定法由两大部分构成。第一部分是振动信号的获取，即根据具体情况选用适当的传感器，将能反映机械状况的振动信号，即某个物理量测量出来：第二部分是故障诊断，即根据被诊断故障的性质以及所采集的信号的特点，采用相应的信号处理技术，将信号中反映机械设备状态的特征提取出来，由此确定设备是否出现了故障、故障的类型以及故障的位置等：

3.1 传统故障诊断方法

在故障诊断系统引入发电站之前，汽轮组实施定期检修，即到了检修时间不管机组有无故障都要进行停机检修。在实时运行过程中，现场运行人员要靠其运行经验和对现场机组状态的观察做出故障结论。在故障诊断系统应用于发电站站初期，系统只具有实时显示机组各关键部位振动的功能，故障的识别仍然要靠现场工程师根据信号中含有的信息，依靠经验做出。

3.2 人工智能技术在故障诊断中的运用

基于人工智能的故障诊断主要有两类，一是基于知识(符号推理)的故障诊断；二是基于智能模式识别的故障诊断。专家系统是一种基于知识的信息处理系统，类似于人类的逻辑思维，由于采用了模块化的结构，可方便地推广于不同的诊断对象。基于智能模式识别的故障诊断可以看成是典型模式识别问题，即对一系列过程参量进行监测，然后采用智能识别系统从测量空间映射到故障空间，从而实现故障诊断。

4 结束语

汽轮机的振动故障是涉及诸多方面有关的综合性问题，但其中很多方面与特性密切相关。只有掌握其发生的基本原理，才能在运行实践中充分保障汽轮机组的安全。

第2篇：仿真技术的特点范文

关键词：Proteus；电子技术；仿真

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）04-0215-02

一、引言

将EDA（Electronic Design Automatic，电路设计自动化）软件应用于电子电路的辅助教学，可以使课堂讲解和实验演示更生动、形象，使学生更快、更好地掌握课堂教学的内容，加深对概念、原理的理解。目前常用于电路设计、分析的EDA软件有PSpice、Protel、Multisim（EWB）和Proteus等，其中Proteus除了可以仿真、分析各种模拟和数字电路以外，其最大的特点是可以支持许多型号的微处理器仿真，所以非常适合电子信息专业基础课，如电路、模拟电子技术、数字电子技术、高频电路、通信原理和单片机等课程的辅助教学。

二、Proteus仿真软件

Proteus仿真开发平台是由英国Labcenter公司开发的，是目前世界上最先进、最完整的嵌入式系统设计与仿真平台，是一个完整的硬件、软件设计仿真平台，包括原理图输入系统ISIS、带扩展的ProSpice混合模型仿真器、动态器件库、高级图形分析模块和处理器虚拟系统仿真模型VSM，主要特点有以下几点。

1.可以仿真数千种模拟、数字器件和集成电路，并且提供了大量的动态仿真器件，使仿真运行效果更逼真；支持多种型号的微处理器、微控制器芯片的仿真，如51系列、PIC系列、AVR系列单片机、摩托罗拉的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软件那样对各种分立与集成的模拟、数字进行电路分析，如模拟分析、数字分析、混合信号分析、频率分析等。

3.提供了虚拟示波器、逻辑分析仪、信号发生器、计数器、电表、虚拟终端（VirtualTerminal使用电脑的键盘和显示器通过串口与外部的单片机系统通讯）等虚拟仪器仪表供选用。

4.由ISIS及ARES两大功能模块构成，既能够进行SCH（原理图）的设计，也能够进行PCB（印制板）的设计，并且在ISIS环境中能够对设计的电路进行交互式实时仿真。

5.能和Keil、Matlab等软件整合使用，使得用户可以在设计中直接编辑修改源代码，并即时观察运行效果。

鉴于proteus软件的特点，我们将proteus的应用融合进了教学的多个环节，进行了较为深入的实践应用。

三、Proteus在电子技术课程教学中的应用

模拟电子技术、数字电子技术是电子技术课程的两个分支，模拟电子技术一般设置在数字电子技术之前，这两门课程是电类相关专业的专业基础课，是后续专业课程的基石，具有实践性、系统性较强的特点，并且课程内容较多，相对学时较少。为了加强课程的学习，对于电子信息专业的学生我们在培养计划中设置了理论教学、实验、课程设计等环节，结合各个教学环节的特点，我们辅助应用proteus仿真软件加强教学效果，有效地提高了学生电子线路系统性设计及创新性的能力。

1.在模拟电子技术课堂教学中，将proteus的交互式仿真运行融于基于多媒体的课堂理论教学之中，具有即时、直观、生动的特点，有利于学生快速理解电路工作原理，了解相关器件的作用、掌握参数的调整、电量的测量方法等。模拟电子技术的主要教学内容是采用工程近似法对非线性器件二极管和三极管构成的单级、多级放大电路及集成放大电路的工作原理和性能指标的分析计算。我们利用proteus的ISIS编辑环境功能结合教材上的电路，搭建了各个章节中的主要基本单元电路的仿真原理电路，在相关教学内容中尽量充分利用仿真电路增强课堂教学的效果。例如在讲解固定偏流共射组态放大电路时，结合图1，分析了电路的静态、动态工作原理，利用交互式仿真功能，在断开vi时，调整相关器件参数，在虚拟电压表、电流表上观察Q点相关电量的值的变化。在加入vi时，利用示波器或通过添加探针，利用模拟图表观察输入输出波形放大情况和相位关系，同时还可以通过改变输入信号幅度或元件参数大小分析输出动态范围，观察饱和、截止失真，使学生在理论学习的同时，能够感受实验操作的生动性，提高学生的学习兴趣，并加快知识的掌握，为实验课程做好铺垫，避免学生在用实验箱进行实验时，不明就里，只按照指导书盲目接线测量。

在数字电子技术的教学中，proteus的仿真作用更加有效和形象直观。在基本逻辑门电路、门电路或集成电路构成的组合电路、时序电路、波形产生及电源电路的教学过程中，都融入了仿真电路运行演示，增强课堂教学效果，并且设计了有关单元电路的综合应用电路。例如，在讲完编码器、显示译码器后，仿真演示了如图2所示的组合应用电路，该电路能将BCD优先编码器74LS147的最高编码通过显示译码器74LS48驱动显示在数码管上，同时也可以改变译码器的控制信号状态，展示74LS48的功能，使学生对单元电路的原理、应用、接口、系统性有了更深入的理解。

又如，对于利用加法器实现减法运算的应用，我们设计了图3所示的电路，说明了加法器的应用及有符号数的补码、原码之间的关系，该电路可以将两个4位二进制数的差以原码的方式输出。

作业是学生巩固课堂所学知识不可或缺的环节，在布置作业时，我们建议学生对于设计性的题目利用仿真软件完成，加强电路设计、原理、功能等方面的理解。

2.利用proteus辅助实验及课程设计。虽然模电、数电实验都有现成的实验箱，但是硬件是固定的，实验课时是有限的，并且必须在规定的时间地点进行。而proteus却可以不受时间场地的限制，器件选择上也更具灵活便利性，虽然不能代替硬件实验，却是很好的辅助工具。在实验课的基础上，我们鼓励学生结合实验教材，利用proteus软件设计调试没有安排进实验课的有关电路，不少学生都根据自己的兴趣爱好设计调试了相关电路，培养了学生的自主学习能力。课程设计安排在理论教学及实验课结束之后，是电子技术课程重要的实践教学环节，经过前两个教学环节的学习，学生已经初步具备了分析设计、调试基本单元电路的能力。综合考虑系统性、实用性、启发性等因素，我们给学生提供了多个难度适中的选题，学生也可以自行选择合适的选题。要求学生首先利用proteus软件仿真电路，充分理解系统电路的工作原理，再安装制作、调试实际硬件电路系统，实现系统功能，PCB板的设计也最好利用proteus的ARES模块实现。学生按要求历经基于仿真基础上的综合应用电路的设计、分析、安装调试硬件电路的过程，进一步巩固了基本单元电路的掌握和应用，增强了系统设计的能力与综合分析问题、解决问题的能力，收获很大。

四、结语

在电子技术课程教学中，利用仿真软件将理论教学、实验和课程设计有机结合，提高了电子技术课程的教学效果，开发了学生自主学习的潜在能力，激发了学生的学习兴趣和创新意识，开拓了学生的视野，增强了学生综合运用知识的能力和实际动手能力，为后续高频电路、单片机等专业课程的学习以及参加电子设计竞赛等奠定了夯实的基础。在今后的教学实践中，我们将更加深入地研究、探索更加行之有效的教学方法。

参考文献：

[1]朱清慧，张凤蕊，翟天嵩，等.Proteus教程――电子线路设计、制版与仿真（第2版）[M].北京：清华大学出版社，2011.

第3篇：仿真技术的特点范文

关键词：计算机仿真技术；信息处理；可视化；三维模型

随着行业数量和体量的增多、增大，加上高新技术的助推，海量信息的处理就成为了各行各业关注的重点,与人工处理不同，利用计算机技术可以减少大量人力、物力，这也是计算机技术在信息处理方面得到推广的主要原因。计算机仿真技术作为计算机技术的一种，为信息处理提供了更快捷、更有效的方法，因此，只有深刻理解计算机仿真技术，才能更好地使计算机仿真技术与信息处理结合，对于信息处理的水平提升具有重要意义。

1计算机仿真技术

1.1计算机仿真技术的含义

计算机仿真技术，顾名思义，是仿和真的结合，利用先进的计算机技术，实现对目标物件的仿真，使其达到目标物件的大致轮廓及特点特征，通过命令及语言的输入，实现三维模型的可视化，实现对物体的模拟，在物体还没有建立时，已对其的基本轮廓、物件组成、彼此关系有了一个事先了解，这对全面掌握物体信息具有重要意义。目前计算机仿真技术已被应用到很多行业，例如建筑、地理、航天、生物、医学等，为科学技术的发展做出了巨大贡献。

1.2计算机仿真技术的技术分析

1.2.1物体数据模型构建计算机仿真技术对于模型的建立，首先应建立在数据上，通过演绎和归纳两种方法，将模型的信息形成彼此关联的链条，最终建立起数据模型。演绎和归纳两种方法，一般情况下，选择一种方法就能达到数据模型建立的效果，有时对于样式复杂的模型需要多重的方法，这就要求演绎和归纳两种方法相结合。利用演绎法，首先需要采集模型的基本数据，然后对采集的数据进行参数设计，并根据数据的特点进行演绎分析，让数据之间建立起相关关系，数据模型根据其关联性也就建立起来了。

1.2.2物体仿真模型的实现相对于仿真数据模型的建立，物体仿真模型的实现需要数据建立的程序化，建立程序化需要复杂的编程过程，即计算机编程、数据模型程序化、物体仿真模型实现。物体仿真模型的实现过程是复杂、众多的，需要技术人员准确分析模型的特征特点，然后利用编制程序进行仿真模型化，最终实现模型的程序化管理，建立仿真模型。

1.2.3仿真模型验证仿真模型验证需要数据验证和结果判断，仿真模型的结果是否有效，与数据模型的建立有直接关系，因此，检查模型成果首先验证模型的数据，检查数据是否有不合理的部分，在检查过程中可以利用边检查边修改的方式，这样更具有准确性，检查过后，需要判断模型结果，最终判定模型是否达到标准。以上验证过程是检查一个模型成功与否的重要手段。

1.2.4计算机仿真的类别分析计算机仿真技术应用广泛，实用性强，由于仿真技术的精度高、技术含量高，且经过多年的发展慢慢具有针对性，下面对计算机仿真技术进行分类，主要包括两个方面，即OOS及DIS两种，从形式来讲，OOS是面对对象的仿真技术，而DIS强调的是营造内环境，计算机交互互访的仿真模式，从差别上可以反映两者的区别，同时也强调仿真技术的形式多样，技术特点突出，反映仿真技术发展到今天的地步逐渐成熟。

2计算机仿真技术与信息处理结合的分析

计算机仿真技术与信息处理结合是一个真命题，两者本身是相对独立且又密不可分的，同时兼具优势特点，随着科学技术的发展，仿真技术需要做到更加准确、更加有效，计算机仿真技术与信息处理结合已是趋势，目前计算机仿真技术很大程度上依赖信息处理，根据结合后与结合前比较分析来看，与信息处理结合提升了仿真技术的显示效果，完善了所需的仿真实验。对于信息处理，可以把繁杂无用的仿真数据信息处理简单化，减少计算机运行内存，加快计算机仿真的运行效率，对于信息的处理成果来讲，可以使看似不相关的信息可视化，有效提高准确率。计算机仿真技术与信息处理结合，是技术要求，对于信息管理、仿真效率进行的程序化、精细化管理，使其得到所需的效果。

2.1计算机仿真技术与信息处理结合的处理措施

2.1.1注重关键信息通过以上的探讨，我们了解到理想的效果，离不开关键信息的选取，在计算机识别中，摒弃无用信息，提高科学识别关键信息的能力，最终实现精准模型的可视化。尽管软件编程可以使信息链条程序化，减少人为影响，最终实现数据信息化、图形化、可视化，但是在计算机仿真技术应用时，应以减少信息冗杂为目的，使程序信息条理化，减少计算机识别信息的难度，最终实现简单、精准、有条理，这些都离不开关键信息的选择。同时不同的专业应划分明确，对于不同行业在信息输入时应认为界定，这样在关键信息的选择上，更加高效，目标明确，程序运转快捷，可视化加强。

2.1.2进行合理模拟进行合理模拟是计算机仿真技术与信息处理结合的重要步骤，解释来源于对信息的理解，同样取决于对信息的分析，然后才能进行模拟，这样才能是在精准的模型仿真设计，总结起来，进行合理模拟对于计算机仿真技术特别重要，而且选用正确的方法，也是计算机仿真技术不可缺少的步骤，如果缺少这个步骤，模拟会出现很多预想不到的问题，无法得到满意的结果。在模拟过程中针对其中的不足，调整将要输入的重点信息，让计算机仿真效果更加理想。

2.1.3信息计算计算机仿真技术依托于对信息的处理，信息处理主要的方式是对于信息的程序化处理，重点是对数据的处理，从专业角度来看，主要是对于信息的计算及对于数据的程序化两大方面，这样也回归到，信息是模拟的源头，计算是计算机仿真技术的关键点，最终也是计算机模拟的关键所在。信息计算不光是数据的计算，还包括图像的计算，图像信息的计算将导致图片的识别度是否真实有效，以上几点都是信息处理的基础，说明信息计算在信息处理中的位置，因此，一套完整的计算机信息计算模式，对于完善信息处理具有重要意义，它也是实现计算机仿真技术与信息处理结合的关键，对于能否实现仿真模型，具有决定性意义。

2.2计算机仿真技术与信息处理结合的解析

2.2.1计算机仿真技术与光处理相结合从技术上来看，光处理技术是比较先进的，技术性指标较为明显，也是计算机仿真技术所需要的，首先光处理容量较大、速度较快，还可以并行，这十分符合计算机仿真技术的硬性要求，因此，把光处理技术分为一类技术。通过将光处理与计算机技术相结合，兼具了计算机对二维图像处理的显著优势，由此导致对于图像信息的识别增强，对图片的处理能力大大提升，以现有的软件CAI及CAD为例，都是光处理的新手段。实践表明，计算机仿真技术与光处理相结合，进一步带动了计算机仿真技术的发展，提高了模型显示与图像识别能力，使仿真实验更加完善，改变了以往仿真技术的粗糙模式，使技术更加精细化，计算机仿真技术与光处理相结合，使得模型的可视化程度提高，虚拟信息更加真实化，大大提升了所需信息的准确性。

2.2.2计算机仿真技术与软件信息处理相结合除了前面所提到的计算机仿真技术与光处理相结合的模式，还有一种比较重要的模式就是计算机仿真技术与软件信息处理相结合，它与光处理不同，强调的是信息处理的灵活性，这是它的一个优势特点，以典型的Matlab软件为例，它是计算机软件中的一种，它有两大特点，一是矩阵运算，二是信息处理。在运作过程中，主要是对信号及输入信息进行仿真模拟，利用原有的计算机技术，开展信号信息的可视化，最终实现仿真模型。从整个输入及运算过程来看，软件信息处理更加快捷，运行效率更高，效果更明显，功能更加强大，安全性能更高。近些年来，计算机仿真技术与软件信息处理相结合模式越发普遍，极大推动了计算机仿真技术的发展。

3结语

计算机仿真技术的出现，改变了人们对于计算机技术的认识，为各行各业提供了前所未有的便利，但是我们应清楚认识到，计算机仿真技术的进步，离不开信息处理，信息处理功能的强大与否，直接影响计算机仿真技术的真实性。笔者从计算机仿真技术的介绍开始，同时正确理解信息处理在计算机仿真技术中的作用，探讨计算机仿真技术与信息处理结合的措施，以及计算机仿真技术与光处理相结合的方式方法，计算机仿真技术与软件信息处理相结合的模式，最终对于计算仿真技术与信息处理相结合进行完整的阐述，对于此项内容的研究分析更加完整。

参考文献

[1]李圆明.计算机仿真技术与信息处理探究[J].信息与电脑:理论版,2015(21).

第4篇：仿真技术的特点范文

关键词：仿真技术；媒体素材；实践创新；应用研究

现代科学技术飞速发展，计算机技术也在激烈的竞争中不断改革创新。这样的技术现状对一些高等院校来说存在很大的挑战，教学要求在逐年提高，教学大纲在反复修改，这些都对教师的教学模式产生了影响。怎样做到将传统授课模式的内容更加形象化，让学生能够充分地提起对化学的兴趣，有目标的学习钻研是目前化工教学面临的最大难题。计算机仿真技术的出现，有针对性地缓解了这一僵局。仿真技术可以将现场的工作生产过程模拟还原，给学生带来一种真实的、身临其境的感觉，这种技术的应用大大调动了学生的积极性，充分提高了课堂教学质量。

一、仿真技术的特点

1.仿真技术为教学提供了媒体素材支持

传统的教学方式很多都是讲究理论的，学生在枯燥的教学中很可能会失去兴趣，一些重点和难点需要在实操和亲眼证实中才能真正领悟，这点是传统方式所力不能及的。利用计算机技术来表现仿真技术，可以使枯燥的理论知识更加生动形象化，它不仅能够激发学生的积极主动性，还可以提高课堂效率。仿真技术能够在教学中模拟化工生产过程，让学生亲眼见证实验的发生，整个教学过程都在有效的控制中，学生通过媒体影像技术认真观察时，教师可以在重点和难点的地方答疑解惑，及时有效地解决学生在学习过程中遇到的问题，这种互动教学的课堂模式对学生的知识掌握很有益处。

2.仿真技术在教学中理论联系实际

基础理论课的知识一般都是较为严谨的，需要用严密的逻辑思维来思考问题。相比较之下，化工作为工程科学，它所注重的都是一些实际问题的解决，而实际问题所涉及的复杂性，是要求学生能够把他们在平时基础理论课学习中一直沿用的思维方式和思维习惯进行转变，学会在错综复杂的影响因素中，通过自身周密地分析比较，抓住影响整体的关键因素，把复杂的问题进行合理简化，找到解决实际问题的正确途径。仿真技术在教学中能够很好地把书本的理论知识与实际操作联系起来，就拿仿真实验室来说，实验预习和操作都可以像专业生产实习的现场一样，学生通过对实验室内的仿真练习，逐渐熟悉操作过程，为之后真正实际的生产打好坚实的基础。

3.仿真技术为学生提供实践创新平台

学生对专业设备只有通过充分的了解之后才能更好地运用。对典型化工设备的结构、生产流程进行熟悉了解并能掌握它的基本操作是一个化工专业学生所要具备的基本功。仿真技术在教学中的应用给学生创造了一个轻松但不失严肃的学习氛围，它不仅可以锻炼学生自主探究、思考解决问题的能力，还能通过对仿真视频录像的观察研究，发现书本上所不能看到的现象。某一方面对于思维活跃的学生来说，这种方式能够很大程度上拓展他们的想象力和创新能力。仿真技术是模拟真实的场景，学生可以在这虚拟的场景里进行实际操作，大胆尝试心中所想，培养实践创新的能力。仿真实验室还能真实地了解可能因操作不当而引起的严重后果，学生可以对此进行总结分析，增强他们的操作安全意识。

二、仿真技术的应用

仿真技术模拟的工作过程与实际操作中的过程是完全一致的，它能够在教学中给学生一个更直观的认识。传统的化工原理实验如果因为操作不当，很可能会造成设备的故障、财产的损失，更严重的还可能会危及性命。而仿真技术是模拟真实的场景，学生如果在实际中操作不当，仿真技术系统会给出相应的提示，不会有安全事故发生。学生通过对系统屏幕上的不当分析，能够及时找出错误点，分析并解决问题，在这样一来一往的过程中，学生实际处理问题的能力也就不断加强了。仿真技术的应用，使教师在教学中由主宰者变为引导者，学生在接受知识中由被动者变为吸收者，教师与学生在良好的互动中一起探索并解决问题，大大改善了传统教学中存在的弊端，达到了双赢的结果。

仿真技术的出现是历史潮流发展的必然趋势，在教学中被应用的仿真技术因为它独有的生动形象性，所以它能够更好地被中专学生所接受。学生因为仿真技术不断提高了学习兴趣，它可谓是拉近理论与实践距离的桥梁，学生在边学边用、边用边学的过程中不断探索，解决问题的能力相较于之前已经大为改观了。同时，仿真技术可操作性强的特点在教学中被广泛运用，通过对情境的设置、设备的了解，以及仿真模拟素材的支持，教师和学生在实际操作中的技术也越来越成熟了。可以说，仿真技术是改善教学方式的有力工具，是提升教学质量的重要保障。

参考文献：

[1]邹春萍，王玉强.从企业需求出发，改革化工原理教学[J].广州化工，2008（4）：74-75.

[2]王振芳，张长桥，任晓红.化工原理教学中的工程特色教育[J].理工高教研究，2007（2）：98-99.

[3]李景鹤.化工原理课案例教学的探讨[J].高等教学研究，1995（2）：40-42.

第5篇：仿真技术的特点范文

关键词：计算机仿真技术 电子专业教学 应用

课 题：本文是在建设江西省冶金工业学校电子技术应用重点支持专业建设项目“改革教学模式”过程中的实践研究成果。

一、计算机仿真技术的特点

1.计算机仿真技术的基本特性

沉浸性、交互性、虚幻性、逼真性。虚拟仿真技术是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物，是一种更高级的仿真技术。将虚拟仿真系统应用于电子技术专业教学，可使使用者获得视觉、听觉、运动感觉等多种感知，绘制的电子图形与实物十分逼真，具有界面直观，易学易懂的特征。因此，用计算机仿真技术进行教学，学生能够更加直观地进行观察和学习。

2.仿真技术能够提供各种分析手段

计算机仿真技术具备完整的混合模拟功能及数字信号模拟功能，可以对电路图中的电波及各种工作状态数据进行储存、打印。计算机仿真技术不仅具备对静态、动态以及失真情况进行分析处理，而且对于电路中出现的短路及其他故障能够进行及时、合理的判断和分析。

3.仿真技术在教学中的作用

计算机仿真技术不仅实验方法简单明了，而且成本低，便于系统的检修和维护。学生进行实验时，不用担心因错误操作而引起不良效果。学生能够独立进行实验。学生进行反复操作的过程，也不会造成实验器材和原料的浪费。并且可以进行一些难度系数较大的实验，达到身临其境的真实感觉。

二、计算机仿真技术在电子技术教学中的应用

1.在课堂运用仿真技术，进行演示实验，能够提高教学效率

以往在进行理论课教学过程中，过于注重原理分析、公式推导，学生常感到枯燥无味，难于理解，需要配合演示实验，而教师需要花费大量时间进行演示实验的准备，并且常需要将多种仪器搬到教室，使用起来非常不便，演示操作过程时间长，常常影响教学进度。如今将仿真软件的虚拟实验功能引进课堂，在进行理论讲解的同时，利用多媒体同步进行演示，使一些抽象的概念形象化、直观化、简单化，弥补了理论讲解的不足，而且学生更易掌握、理解。

2.利用仿真技术进行实验教学具有较强的灵活性、精确性

通常情况下，实验操作过程经常存在不可预测的因素，往往会得到不同的结果。采用计算机仿真技术绘制图形，与实测数据相结合，可以减小因为不定性因素引起的误差。与传统实物实验相比，计算机仿真技术可以弥补实物实验不能任意改变电路参数的缺点，能够在不更换实验器材和元件的情况下，利用计算机仿真技术通过变换参数来观测结果的变化，从而得出精确的分析数据。

3.仿真技术教学生动有趣，能有效激发、提高学生的学习兴趣

实验课的真正目的就是让学生能够通过实验课程的学习来验证理论知识，能透彻清晰地理解理论知识，巩固学生的专业技能。传统的实验教学主要靠老师的讲解和演示，学生动手时间少之又少，导致学生无法加深对原理的理解，计算机仿真技术避免了这种现象，大大提高了学生的实验实效，调动了学生的积极性，激发了学生对实验课程的兴趣。

4.仿真技术为教学提供了理想的教学方案

由于学生对知识掌握和熟练程度不同，学生的认知能力存在差异性，对新知识的理解掌握能力不一致，因此教师在制定教学方案时需要考虑到学生的实际情况，因材施教。计算机仿真技术的引进，无疑给教学提供了理想的教学方案，教学内容更加规范化、标准化，并且以重点培养专业技能为目的，设计的教学方案更加合理实用，符合学生的特点。

三、仿真实验应注意的问题

第6篇：仿真技术的特点范文

【关键词】计算机；三维仿真技术；水利工程；应用

中图分类号： TV文献标识码：A

前言

文章对计算机三维仿真技术的特点和在水利工程中应用的意义进行了简要介绍，对计算机三维仿真模拟技术的实现过程进行了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对计算机仿真技术在水利水电工程中的应用研究进行了探讨。

二、计算机三维仿真技术的特点

三维仿真技术是利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术，以模拟的方式为使用者创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图形界面，使之在感知行为的逼真环境中，获得一种身临其境的感受。例如《韶关市城市规划三维辅助决策系统》，利用地理信息系统、三维空间建模、遥感等现代信息技术，以数字地形数据、遥感影像数据、数字高程模型数据以及三维城市要素模型等数据为基础，在三维虚拟空间内实现局部的规划和建筑设计方案与区域景观的实时、多方案综合分析与决策。计算机三维仿真技术的特点如下：

1.可快速对多种施工方案进行比较：如对于某个混凝土坝工程的浇筑施工模拟，通过计算机仿真技术可在短时间内就能仿真模拟出若干个可行性施工方案，施工技术人员在分析模拟结果的基础上，再分析判断出对工程浇筑施工有较大影响的因素，获得浇筑施工过程中的关键时期阶段信息，据此便可提前做好充分的预防准备措施。

2.成本相对较低，与进行真实的模型试验不同，计算机仿真模拟技术是对原型结构进行虚拟模拟，不需要制作真实的原型结构模型，只需要相应的软件购买费用，而且购买一个软件后可相对的长期进行多方案的模拟计算，软件的重复使用率较高，使得应用成本低。

3.模拟结果的可靠性较高，计算机的高准确性决定了在软件系统模型设置正确，以及软件程序编制正确的前提下，工程相应的施工模拟仿真分析就会满足在进行模型的模拟仿真分析前预先考虑到的各种约束条件。

4.实用性强，计算机仿真技术可应用的领域极为广泛，只要能用数学方式进行表达和描述的问题模型，基本上都能够用计算机进行相应的仿真模拟计算。

三、计算机三维仿真在水利工程中应用的意义

1.提供可视化功能支持

三维仿真技术可以依靠相关的软件进行辅助操作，对水利工程规划方案和规划过程进行详细的系统设计，能够提供可视化的支持，能适当的对规划的对象进行高度、方向、颜色等方案筛选和比较，使得规划的决策更为科学、合理、直观。同时，相比传统的设计辅助图，三维仿真技术拥有更强的决策和设计功能，可以降低规划决策的失误率，规避设计所带来的风险。如，2006年9月，人民大会堂公映的大型传奇史诗影片《圆明园》，通过先进三维仿真技术，将“圆明园”真实的再现在世界人们的眼中。

2.多样化的数据服务

利用三维仿真技术进行三维模拟和三维仿真系统的设计，可以利用三维仿真系统查询相对对象的信息资料，为规划设计者提供水利工程的信息资料。在水利工程规划三维辅助决策系统中，在功能方面提供了三维基础功能、规划信息查询、规划方案评审、规划辅助分析、规划辅助设计、三维管网管理等六大功能，并利用现有水利工程综合管理信息系统和基础数据共享平台进行对接。

3.提高规划项目的管理效率

通过制作项目模型或者提供静态的三维效果图来展示项目的整体规划过程，这具有很大的局限性，无法完成规划对象的修改和管理。水利工程三维仿真技术可以设计一个可操作的三维仿真系统，为开发机构或城市规划单位提供高精度的数据服务和视觉质量。在需要修改或增减项目工程的过程中，可以直接导入或更新相关的数据信息，可以及时作出方案调整和实施，提高规划项目的整体管理质量和效率。

四、计算机三维仿真模拟技术的实现过程

计算机仿真模拟技术是以数学理论为基础逐渐发展起来的一门技术，对于客观现实的事物和问题，计算机并不能直接对其进行分析和处理，而是需要建立一个能反映待研究事物或问题的本质特征，同时还要求能被计算机所分析处理的”模型”。计算机仿真模拟技术的实现流程主要如下：研究对象特征分析，建立数学模型，计算机分析处理，获得仿真结果。在实际应用过程中通常表现为以下步骤。

1.建立模型：根据具体的研究目的和研究对象的特征，在进行计算机仿真模拟计算前，应先根据实际问题的特征确定一个适当的分析系统，并结合实际工程参数确定系统的约束条件和边界条件。再利用相关的数学、力学及其他相应学科的有关理论，把抽象出来的分析系统用一个数学模型表达式描述出来，即建立了相应研究问题的“数学建模”，模型建立的准确程度决定着仿真模拟计算结果与工程实际情况相符合的程度。

2.输入模型：模型的输入过程即是对上一步骤建立的“数学建模”结合软件的功能特点转化为计算机能够识别和处理的形式，这种形式所体现的模型内容，即是相应的“计算机仿真模拟模型”。建立和输入模型是进行计算机进行仿真模拟计算的关键环节。

3.仿真计算分析：将上面输入计算机的仿真模型载入相应的计算机计算模块中，按照预先设置的各种施工方案，来进行相应的仿真模拟计算，这便是所谓的“计算机模型的仿真计算”过程。

4.仿真模拟计算结果分析：仿真模拟计算的目的是为了反映一个问题的发展状况，仿真模拟计算的结果包含着系统对输入模型运行处理的信息，对这些信息的分析和评估是进行计算机仿真模拟研究的最终目标，因此我们应充分结合工程的实际情况，结合经验来分析和处理仿真计算的结果，使防止模拟能够指导真实的实际工程施工。

五、计算机三维仿真技术在水利水电工程中的应用研究

1.复杂地下洞室群施工动态可视化仿真与优化方法研究

地下厂房系统施工开挖量大，施工强度高，施工条件复杂，是一个极其复杂的过程。由于工序的作业时间的随机性，容易产生随机排队现象而影响其他作业；由于地下洞室系统纵横交错，布置密集，高差大，施工通道少，使得各工序配合与相互干扰错综复杂；在安排各个洞室施工先后顺序及隧洞施工顺序时，需要考虑对工程的总工期、围岩稳定、通风散烟条件、施工强度以及交通运输等问题的影响。各个洞室施工在时间、空间上的逻辑关系复杂，传统横道图难以直观地揭示其复杂的时空关系。因而仅靠设计人员采用传统的方法分析计算，难以确定合理的施工机械设备配套方案、制定合理的施工进度计划和施工组织设计方案，难以全面、快速、准确地掌握施工全过程。

2.水利水电工程施工导截流三维动态可视化仿真方法研究

水利水电工程施工导流设计和管理过程，往往需要涉及大量的数据及图形信息，如坝区的水文、地形、地质资料以及枢纽设计、施工场地布置和施工导流方案设计等各种数据及图纸。高效、简便地对这些信息进行管理，是提高设计效率及施工管理水平的关键之一。同时，施工导流方案设计是施工组织设计的重要环节，其设计过程复杂，对不同的导流方案很难进行直观的比较，所以实现施工导流形象直观的表达具有重大的现实意义。

结束语

计算机三维仿真技术已经实现了可视化，这对水利工程中的相关施工和维修检测中相关问题的解决具有实际意义，随着计算机三维仿真技术的进一步发展，它在水利工程中奖发挥更好的效果，让我们拭目以待。

参考文献

第7篇：仿真技术的特点范文

关键词：计算机；仿真；制造业

中图分类号：TP278

计算机仿真技术在制造业的作用越来越明显，它在产品设计和整个生产流程中都发挥着不可估量的作用。这种技术的应用为开发和制造企业节约了大量的经费，减少了不必要的损失，大大缩短了产品的开发周期并提高了产品质量。计算机仿真技术在日趋激烈的制造业竞争中占有越来越重要的地位。现代制造业的飞速发展为计算机仿真技术带了新的机遇，同时也提出了新的要求。我们放眼计算机仿真技术的发展历程，它已经突破了在传统领域的运用，发展到了产品的设计开发以及销售方面。现代社会网络技术的发展也为计算机仿真技术开辟了新的发展空间，使得这种技术表现出许多新的特点。如交互性、分布性，集成化等。这也将成为计算机仿真技术新的应用趋势。

1 在制造业中，计算机仿真技术应用的分类

计算机仿真技术在制造业中按照模型种类，可大致分为三种，它以产品模型、开发模型以及制造系统模型为中心进行拓展。

1.1 仿真技术以产品模型为中心的应用。在产品模型中，计算机仿真技术的应用对产品的静态与动态性能，可制造型、可装配性进行分析。因为设计者在开发产品的时候，不仅要考虑它的实用功能和需求，还要考虑诸如外形，外观以及尺寸等方面的因素，而且还要考虑产品的可制造性，可批量生产或者是在装配、保养、维护等方面的因素。这就需要计算机仿真技术在产品模型中发挥作用。

1.2 仿真技术以制造系统模型为中心的应用。制造系统模型包括制造设备的高仿真智能运用、相对复杂的制造系统的模拟运行。在检测设备的运行能力与实际运行状况时，如物料供给、资源分配或者是加工流程上发挥着巨大作用。

1.3 仿真技术以开发过程模型为中心的运用。以开发模型为中心的仿真包括设计和制造过程的仿真。很多产品的性能以及生产成本在设计阶段就基本定型了，设计阶段对于一种新产品的开发非常重要，它需要反复设计和试验，复杂的计算以及多学科的共同协作，这些特点决定产品的开发过程迫切需要一种能建立模型并仿真试验的计算机仿真技术。而在制造过程中运用仿真技术将制造系统模型和产品模型结合到一起，多方位模拟，整体运算，再综合考虑库存、成本控制以及负载等因素，开发出合格的新产品。

2 在当代制造业中计算机仿真技术的广泛应用

计算机仿真技术是一门高新科学技术，在当代制造业中，产品的设计和制造都离不开它，尤其是一些诸如航空航天工业、国防工业等规模大，复杂性强的系统研发中，作用更加明显。它作为一种新型的科学手段和工具，有效地减少了不必要的经济损失，节约了大量研究经费，并大大缩短了产品的开发周期和提高了产品质量。计算机仿真技术贯穿于产品的设计、制造和测试运行的全过程。当代企业的研发部门只有重视质量、成本、时间、服务和环境这五项指标，才能获得更好的发展。这种需求也促进了计算机集成技术、模拟测试系统，仿真运行环境等技术的相互结合。他们已经成为制造业不可缺少的重要技术手段。上世纪八十年代以后，计算机仿真技术的发展越来越快，应用最为广泛的就是“虚拟制造”。通过在计算机上模拟产品的设计和制造过程，提前发现在制造中可能出现的问题，减少不必要的经济损失。

虚拟运行环境，也称虚拟现实技术或者是灵境技术，它通过模拟人在自然环境中的感官和行动，实现高级人机互动，对产品的性能和运行状况进行测试。它综合运用了计算机图形学、高仿真技术以及计算机传感技术等多种科学技术手段。“灵境感”和“交互感”是虚拟现实技术的基本特征。通过计算机虚拟现实技术，将事物内部各种关系的交互与真实作用模拟运行，仿真出一个几乎真实的虚拟环境让用户体验，从而使用户的感受更加真实，人机交流的方式更为先进。这种计算机虚拟现实技术，可以支持产品的各个阶段，客户可以通过虚拟的现实环境，验证产品的各个部件是否合格，产品的性能是否稳定，功能是否能够满足人们的日常需要。

随着当代制造业的发展，人们开始对仿真技术的另一个应用热点，即虚拟产品开发技术越来越重视。并行工程的运用促进了虚拟产品开发技术的出现和发展。并行工程思想将现代哲学、文化等与现代先进组织思想集合起来，将产品的设计、制造、使用和支持过程并行运作，进行一体化的设计和开发。并行工程从产品开发之初就将投资、制造、装配以及销售维护等产品生命周期中各种因素考虑在内，有效地解决了产品设计与开发之间存在的矛盾。而虚拟产品开发技术就是在并行工程思想的指导下，将计算机辅助设计、CS和大型的产品数字化管理系统综合运用，虚拟一个产品的开发环境。方便产品开发人员在近乎真实的环境下进行策划、设计和预测产品在现实环境中的性能及其他状况，将产品在现实工况下的真实运行能力，这样就可以避免反复设计，不断变更设计方案，避免因反复制作样机而造成的资源浪费和经济损失；方便对产品的设计进行检验、指导和优化，使产品的开发周期大大缩减，从而节省了大笔开发费用。在计算机仿真技术的发展中，虚拟产品开发技术是又一重要发展，它深入到产品复杂的制造过程中，产生的经济效益不可小觑。

现在，仿真技术的应用已经从单一的系统走向开放复杂的大系统。当仿真对象分布于广阔的时空领域，仿真任务要求将不同地理位置、不同类型（包括人在内）的仿真对象构成一个统一整体进行仿真时，产生了分布交互化仿真（DIS――Districted InteractiveSimulation）。这种仿真系统里包含有不同类型的实体―虚体、真实实体和构造实体，这些实体可以基于不同目的系统、不同年代的技术、不同厂商的产品和不同产品组成，并允许它们交互操作。DIS实现用计算机网络将不同地点的仿真设备连接起来，通过实体间的数据交换构成时空到合成仿真环境的一种先进仿真技术。在这种复杂的分布综合的系统进行实时仿真时，必须提供快速、高效、大量的信息通道和相应的处理。美国是最早研究这种技术并投入使用的国家，已经完成了多项基于虚拟仿真的DIS工程项目，相关的协议与标准已经完成或正在完成。

在制造行业，已经产生了类似于DIS的虚拟研究开发中心或虚拟企业。香港生产力促进局和香港城市大学共建的快速科技中心就是一个虚拟研究开发中心。此外，为了适应快速变化的世界市场，克服单个企业难以在短期内具备所需资源的局限性，出现了在一定时限内，为了某一市场机遇，通过网络临时联结的一种动态联盟――虚拟企业。美国波音（BOEING）公司可以把777飞机的研制、生产做到几乎“无图纸”的程度。波音777飞机的研制、整机设计、装配、部件测试以及各种试飞，都是由计算机完成的。它能将开发周期从原来的8年缩短到5年，节约了数百万美元经费。

3 结论

当代制造业中，计算机仿真技术已经成为一种综合性的高新科学技术，它综合了计算机技术、计算机辅助设计技术、多媒体技术、网络技术、信息技术、软件工程、数字化控制技术等多种科学技术，在制造业中发挥着越来越大的作用，在一些大型的复杂形同研发中，更是必不可少的重要工具，它有效地减少了企业的经济损失，节省了大量的研发经费，使产品的开发周期大大缩减，产品质量得到显著提高。

参考文献：

[1]吴秀平，梅江平.大批量、多类型电池自动分选装备的建模与仿真[J].组合机床与自动化加工技术，2008，4.

[2]尚炜，宁汝新.一种以拓扑结构信息为骨架的线缆数字化模型[J].计算机集成制造系统，2012，12.

第8篇：仿真技术的特点范文

关键词 单片机开发；仿真技术；应用；电子琴系统；软硬件协同仿真

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）56-0180-01

0 引言

目前，单片机正以高集成度、高可靠性，体积小、控制功能强，低电压、低功耗，便于生产便携式产品、性价比高等优点广泛应用于人们生活的各个领域。现如今，单片机的开发应用越来越受到重视。在单片机的开发应用中最突出的就是仿真技术，在开发过程中使用软硬件协同仿真技术，模拟整个系统，能够达到降低设计风险，节省开发时间和费用的目的。

1 单片机仿真技术综述

单片机是采用超大规模集成电路技术把中央处理器、随机存储器、只读存储器、定时器等功能集成到一块硅片上而构成的功能完善的高集成计算机系统。现如今它的开发应用已引起人们的高度关注和重视。虽然单片机技术的发展极大地推动了电子、计算机、通信等行业的飞速发展，成为当前科研和教学中的热门技术。但是在单片机开发过程中，由于原理设计完成后需要反复调制电路，往往会增加单片机的开发成本，成为推广单片机研发的最大障碍。

近年来，计算机仿真技术已取得了突飞猛进的发展，这在一定程度上，也促成了单片机仿真技术。计算机仿真技术是一个多学科综合技术，基于计算机的工具，通过建立模型来模拟，数据处理分析，核查程序，使用真实的测试环境系统的动态仿真模型。它具有高效、安全、受环境约束较少的特点。而软硬件的协同仿真计算机仿真技术作为一个非常独特的应用程序的分支，近年来得到迅速发展。它主要是在最终硬件没有准备好之前就进行软件和硬件的协同验证。可以通过软件和硬件的协同仿真技术的使用对虚拟模型进行早期调试，并提供了一个虚拟平台软件调试，从而对整个系统包括硬件在内，进行功能验证，为准备硬件平台大大节省了时间。

可以说，软硬件协同仿真技术的出现为单片机开发应用提供了一个很好的发展平台，具有十分重要的推广价值。

2 仿真技术在单片机开发中的应用分析

目前，软件和硬件协同仿真技术对于低级别的模拟研究还比较完善，一般的模式是软件调试环境、微处理器模型和硬件协同仿真RTL描述。在正常情况下，软件环境和硬件环境有其自身的控制接口，通过一个总线周期由处理器和硬件交互发起的系列软件。笔者在这里以电子琴的开发为例，介绍了软硬件协同仿真技术在电子琴系统中的应用。主要是采用伟福单片机仿真器模拟电子琴，以实现单片机软硬件同步仿真。

2.1 系统总体设计

在电子琴系统中，仿真板作为硬件仿真和调试界面，单片机仿真软件负责系统执行、单步执行、监控断点、内存和寄存器数据返回给硬件仿真板时产生和捕获、内部功能模块的运行等功能。电子琴系统的设计应包括AT89S51单片机、矩阵键盘、音频模块和显示模块。其主要目的是在该系统的硬件和软件设计的前期验证其正确性和性能效率。

2.2 AT89S51单片机设计

AT89S51单片机，其中有40个引脚，4K字节闪存芯片上的程序存储器，128字节的随机存取数据存储器，32个外部双向口，五个中断优先级嵌套中断，两个16位可编程定时计数器，两个全双工串行通信端口，WDT电路，片上时钟振荡器，低功耗、高性能的8位芯片。芯片兼容标准MCS- 51指令集和80C51引脚结构，使用高密度，非易失性内存技术，可为许多嵌入式控制应用提供具有成本效益的解决方案。

2.3 矩阵式键盘结构设计

由于电子琴系统的按键数量较多，所以在本系统中将按键排列成矩阵形式。与直接连接式键盘结构相比，虽然矩阵式键盘结构要复杂些，识别方式也要复杂些，但它却可以提高端口利用率。每个键的行和列，行线和列线通过电阻器的功率连接，每个键的状态将成为数字“0”和“1”。输出端行线，没有按下按钮时，产量高，意味着没有键按下列线输入连接到芯片，一旦按下一个键，在输入端电压低，这种阅读状态输入线可以告诉一个键是否被按下，能够大大提高系统的性能。

2.4 音频模块及显示模块设计

AT89S51的定时器使用音频脉冲，每个反向输出脉冲的时间，到时候再反向，因此产生了各种不同频率的脉冲信号后，蜂鸣器发挥出来，我们可以形成一个优美的音乐，因而就形成了电子琴系统的音频模块。另外，将AT89S51单片机的P2端口的P2.0～P2.7连接到一共阴数码管a－h的引脚上，可以实现电子琴系统的显示模块，能够在数码管上循环显示数字0～9。

总之，单片机仿真技术由于考虑到软件的实际情况，模拟运行验证可以更真实的应用环境，系统设计更容易早期发现问题，避免设计错误，克服芯片的开发成本高的缺点。模拟整个系统的软件，可以降低设计风险，同时节省了开发时间和开发成本，在运行过程中，硬件连接和硬件仿真器是同出一辙。

3 结论

综上所述，软硬件协同仿真技术的使用，微控制器硬件将能够不仅不需要模拟的全部功能，而且还能提高一个成功的系统设计信心。也就是说，软硬件协同仿真技术可以方便系统设计调整，可以在设计前期评估性能，方便软硬件的检测。可以说它在单片机开发中表现出来的卓越的仿真能力使其成为当前最好的仿真工具之一，由此可见在单片机开发中仿真技术是一个十分值得推广的技术。可以预言，随着科学技术的不断发展和计算机仿真技术的日益完善，单片机仿真技术定将得到更加广泛的应用，最终实现单片机开发应用的最大效益。

参考文献

[1]王卫东，孙福玉.浅谈计算机仿真技术[J].赤峰学院学报，2006(2).

[2]刘娜，孙美英，赵英.如何提高单片机开发水平[J].科技信息（机械与电子），2007(21).

第9篇：仿真技术的特点范文

关键词：虚拟仿真；电子类实验教学；应用

TP391.9；TN0-4；G642

一、虚拟仿真技术的概念与优势

虚拟仿真技术在电子类实验教学中的应用主要有两种方面：虚拟仪器技术和仿真。最早虚拟仪器这个概念是由美国仪器公司提出的，其主要含义就是“软件就是仪器”通过对应的软件来实现仪器的主要功能。在使用过程中利用LabvIEW编写虚拟的仪器面板，将各种数据信息采集设备和软件的仿真平台搭建出一个不同的仿真系统。仿真则是利用模型进行实验，对电路环境与电路过程中进行模拟，得到真正实验的全过程。虚拟仿真技术的核心内容就是将虚拟与实际结合，从而达到最佳的实验教学效果。同时，在虚拟仿真技术在使用过程中有以下几种优势

（一）节约成本

在传统的教学模式创新中需要不断的增加各种教学仪器设备，增加教学成本，而且要想进行实验只能在实验室进行。虚拟仿真技术的出现更好的解决了这些问题，在教学过程中只需要具备仿真软件计算机就能在任意地点进行实验，方便教师教学。

（二）理论与实际结合，激发学生兴趣

虚拟仿真技术可以将虚拟与实现结合，学生在接受新知识时还锻炼了学生的动手实践能力。将实验教学内容以更直观的形象展现出来，激发学生的学习兴趣，提高学习效率。

（三）实验平台的统一性和可恢复性

在使用虚拟仿真技术时，可以将多门课程实验进行统一，并为学生提供一个设计、原型、科学、的应用平台，这样不会丢失原有的实验信息，还会完成从原型设计到系统部署之前所有工作，从而将虚拟教学内容与实际教学实验的理论、知识更好的结合起来。

（四）教学内容的灵活性与创新性

虚拟仿真技术不同于其他试验箱数量固定的实验内容，在使用其技术时还会根据不同的需求搭建出一个不同的实验电路，让学生更直观的了解教学内容，同时还有利于教师开展一些综合性与设计性的教学实验，从而培养学生的创新能力。

二、虚拟仿真技术在电子类实验教学中的应用

随着电子技术快速发展以及教学内容不断的更新，传统的实验教学模式已经跟不上社会的发展，其中还存在着一些不足，虚拟仿真技术的出现将实验教学进行全新的完善，激发学生的学习兴趣，提高学生学习效率。电子电路课程是电子类专业必修课程，其中包括了：电路分析、模拟器电子技术、数字电子技术。在这三门课程中虚拟电子技术被学生们认为是一个难度最大，理论性较强的的一门课程。一般来讲，虚拟电子技术是与教学理念同步，有时也会落后于教学课堂。在传统的实验教学过程中，学生对实验的电路理论不够了解，对实验中可能出现的问题还没有特别清楚，因此，对于多数学生来说，在实验过程中一旦出现问题找不到任何的突破点，从而降低学习兴趣。在虚拟仿真技术中以二阶段有源低通滤波器为主的教学实验可以帮助学生加深对知识的了解，锻炼学生的动手动脑能力。

（一）二阶有源滤波器的仿真实验

在虚拟仿真技术中，常用的仿真软件有：Multisim、Pspice、Proteus等。在此，本文对Multisim在虚拟仿真技术中的使用以二阶有源滤波器电路进行了仿真。该技术操作简单容易上手，它在使用过程中具有非常多的元器件、虚拟仪器，它的功能强大，在使用过程中还为学生提供专用的万能表、示波器等常用仪表设备，而且还为学生提供了虚拟仿真技术的网络分析仪、频谱分析仪等仪器设备。二阶有源滤波器在教学过程中具有仿真的电路图，只需要在使用时输入信号频率和幅度，就可以通过滤波器的示波器进行观察，并让学生做出总结。同时，在使用时还可以利用波特图测试仪，设定使用频率的反问，保证学生可以更加直观的观看到二阶有源低通滤波器的频率响应线，学生在上课过程中就可以通过幅频特性曲线找到滤波器的频率。这样，学生就可以搭建出一个更为实际的电路，进行实验，从而总结出自己所得结果，并于教师交流。

（二）二阶有源滤波器的实际电路测试