计算机仿真制造业论文范文

计算机仿真制造业论文范文第1篇

一、信息技术与计算机技术的区别和联系

信息技术(Information Technology)是信息的获取、理解、分析、加工、处理、传递等有关技术的总称。信息技术还可以细分为计算机技术、通信技术、微电子技术、传感技术等。计算机技术是当前信息处理的核心，在实际的应用中我们在很多方面都依靠着计算机技术。

计算机技术是早于信息技术的，它是21世纪高度信息化的主要物质承担者和技术支持者。例如：机场中飞机的起飞降落控制需要计算机的支持，我们去超市买东西是通过计算机来汇总计价的，天文学家对地外文明的探询需要计算机对收集到的大量信号进行分析。世界上第一台计算机ENIAC体积非常的庞大，但是发展到今天一台功能更强大的掌上计算机就只有手机一样大小。计算机作为信息获取、分析、处理的一种重要工具在信息技术教育中占重要的位置，但我们决不能以计算机知识与技能的学习、掌握代替信息技术的学习与掌握，只能将计算机作为信息获取、分析、处理的工具进行学习。对计算机技术的学习应从信息技术的高度、信息技术的角度进行学习，而不是脱离这个前提进行学习。

在实际教学中，我们的老师往往忽视了信息技术的实际含义，把信息技术课当成是计算机课来上，无怪乎信息技术老师很多时候被学生称作：计算机老师或微机老师。我第一次给学生上课时都会告诉学生信息技术与计算机技术的区别，希望他们在以后的学习和生活中能够将二者区分开来，并且信息技术的学习能够使他们的一生都受益匪浅。但是多年的误导使的学生们一下子转不过弯来，甚至还有家长也认为，信息技术课是计算机课，就是教学生怎样“玩电脑”的。其实，信息在我们的日常生活中无处不在，打电话，看报纸，看电视，发短信，甚至人与人之间的交谈都是信息的一种表现形式。而在我们的平时教学工作中，信息技术的运用也是无处不在，就拿我们学校的多媒体教学来说，教师上课做个课件，一张小卡片甚至讲课都是信息技术的一种传播方式。我们把信息技术课与其它学科整合到一起了，而学生还在认为信息技术课就是计算机课，那是错误的。

二、信息技术教学的几个误区

在几年的教学实践中，让我切实认识到信息技术等同于计算机技术给教学上带来的问题，会明显产生下列几大误区：

1　误区一技术学习是教学目标

將技术要求当成教学目标，会直接导致三种错误学习观念：

(1)重上机实践，轻理论学习。

信息技术课程教学主要有理论课、上机实践课两种形式，理论课时数远小于上机实践课时数。学生潜意识中认为信息技术课就是计算机课程，会使用几种工具软件就行，认为自己会打字、会聊天、会上网，信息技术课就学好了。我认为，教师应强调理论课的指导，培养学生利用信息技术解决实际问题的能力，转变学习信息技术的趣向。在平时教学中，应根据学生阶段发展特点，合理安排理论学习，掌握信息技术基础知识。

(2)重知识传授，轻信息素养培养。

教师进行纯专业知识教学时，往往容易忽视信息技术与现实生活的联系，忽视了学生使用信息技术工具解决实际问题的能力培养。如在计算机动画制作初步教学中，对不同基础的学生，教师可以设置不同层次的任务，如对基础比较弱的学生，可以设置一些典型的模仿性任务，引起其兴趣，激发其求知欲，使他们感到“原来我也能做”，从而增强他们的自信心。

(3)重课本内容传授，轻信息道德的培养。

当今的社会各种信息层出不穷，既有大量的、丰富的学科知识、动人事迹等信息，也泛滥着一些不科学、伪科学、不健康的甚至有害的信息垃圾;计算机犯罪、计算机病毒肆虐、个人隐私遭到威胁等都是信息技术发展所带来的消极后果，因此在进行信息技术课程中，加强对学生使用信息技术的人文、伦理、道德和法制的教育，培养学生鉴别信息真伪的能力和负责任地使用信息技术，就显得非常重要。

2　误区二计算机是门独立学科

由于存在“学科本位”的思想以及应付会考等原因，部分教师只注重课本知识的教学，忽视学生综合能力的培养，缺乏与其他课程整合的意识，这也是信息技术教育的一大误区。信息技术课应融会到学校教育的方方面面，时时考虑到与其他课程的渗透，教师的这种意识甚至对学生的学习兴趣和能力都会产生很大影响。

以教学实例来看，同是讲VB程序课，一位老师只是把课本内容讲完了事，另一位老师则讲了如何用VB编写一个打印数学上的正弦和余弦函数图形，显然，后一位老师深刻领会了信息技术课的内涵，将这门课的学习与其他学科有机地联系在了一起，学生通过这节课不但能很好地掌握计算机知识也能联系到其他课程的学习，从课堂气氛和课后效果看，后者明显好于前者。如果计算机老师都能像这位老师这样，信息技术课的教学才会发挥应有的作用。其实，很多老师也知道计算机不过是一种工具，学习它的目的是希望能利用它更好地获取信息，掌握更高效的手段，从而更好地帮助学生学好各学科知识。

中学信息技术课程与计算机学科比较，它的综合性较强，所涉及的学科也需要更多些。它是一门综合学科和活动学科相结合的学科。

计算机仿真制造业论文范文第2篇

[摘要] 虚拟制造是虚拟现实技术和计算机仿真技术在制造领域的综合发展及应用。可以有效地提高产品的质量和生产效率，有助于降低产品开发成本，缩短开发周期。本文探讨了计算机虚拟制造技术的含义、特点、分类及其在实际中的应用等问题。

[关键词] 虚拟制造 仿真 应用

一、引言

随着经济的全球化和社会的信息化，市场竞争日益激烈，制造企业为了在竞争中求得生存与发展，就应该以最快的上市速度、最好的质量、最低的成本和最优的服务满足不同顾客的需求。随着信息技术的迅速发展和企业市场竞争的需求，美国20世纪80年代后期提出了虚拟制造技术，并在20世纪90年代得到极大重视并得到迅速发展。

二、虚拟制造技术定义

虚拟制造 (Virtual Manufacturing简称VM）是实际制造过程在计算机上的映射，即采用计算机仿真与虚拟现实技术，在高性能计算机及高速网络的支持下，在计算机上群组协同工作，实现产品设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，以及企业各级过程的管理与控制产品制造的本质过程，以增强制造过程中各级的决策和控制能力。它为工程师们提供了从产品概论的形成、设计到制造全过程的三维可视及交互的环境，使得制造技术发展到了全方位预报的新阶段 。

三、虚拟制造方法具有以下特点：

1.全新的研发模式：虚拟制造技术中，设计者采用三维方式，建立全关联的的数字模型。当需要绘图数据时，可以方便地从三维模型中抽取，实现三维数字无图纸设计，同时还要求进行产品总体的模型设计，而不仅限于设计单个部件或零件，设计者需要了解零件如何制造、装配，并应用于设计过程，各专业人员不再分开独立地工作，而是按照项目进行组织并同时开展工作，能够很好地解决设计过程中的同步问题。

2.降低研发成本、缩短研发周期、提高产品质量：通过计算机技术建立产品的数字化模型，可以完成无数次物理样机无法进行的虚拟试验，从而无需制造及试验物理样机就可获得最优方案，减少了物理样机的数量，缩短了研发周期、提高了产品质量。

3.实现动态联盟的重要手段：通过网络实现并行设计和制造，具有传递快速、反馈及时的特点，进而使动态联盟的活动具有高度的并行性。

四、虚拟制造的关键技术

虚拟制造技术涉及面很广，如环境构成技术、过程特征抽取、集成基础结构的体系结构、制造特征数据集成、多学科交叉功能、决策支持工具、接口技术、虚拟现实技术、建模与仿真技术等，其中后三项是虚拟制造的核心技术。

1.建模技术：虚拟制造系统的建模包括生产模型、产品模型和工艺模型。生产模型可归纳为静态描述和动态描述两个方面。静态描述是指系统生产能力和生产特性的描述。动态描述是指在已知系统状态和需求特性的基础上预测产品生产过程。虚拟制造下的产品模型不再是单一的静态特征模型，它能通过映射、抽象等方法提取产品实施中各活动所需的模型，包括三维动态模型，干涉检查，应力分析等。工艺模型是将工艺参数与影响制造功能的产品设计属性联系起来，以反应生产模型与产品模型之间的交互作用。

2.仿真技术。仿真就是应用计算机对复杂的现实系统经过抽象和简化形成系统模型，然后在分析的基础上运行此模型，从而得到一系列的统计性能。目前广泛使用CAD、Solidworks、UG、PRO/E等三维软件能较方便的构建三维模型，虚拟样机是基于三维模型的产物，能完成结构分析、装配仿真及运动仿真等复杂设计过程。

3.虚拟现实技术。虚拟现实技术VRT（Virtual Reality Technology）是综合利用计算机图形系统、各种显示和控制等接口设备，在计算机上生成可交互的三维环境（称为虚拟环境）中提供沉浸感觉的技术。由图形系统及各种接口设备组成。在计算机上建立起的虚拟制造环境是一种接近人们自然活动的一种“自然”环境，可以充分发挥技术人员的想象力和创造能力，相互协作发挥集体智慧，提高产品开发的质量和缩短开发周期。

4.虚拟制造的分类。按照与生产各个阶段的关系,虚拟制造可分成三类:(1)以设计为中心的VM，这类 VM 是将制造信息加入到产品设计和工艺设计中，并在计算机上进行数字化制造，仿真多种制造方案，评估各种生产情景，通过仿真制造来优化产品设计和工艺设计，以便作出正确决策。(2)以生产为中心的VM，这类 VM 是将仿真能力加到生产计划模型中，以便快捷化评价生产计划，检验工艺流程、资源需求状况以及生产效率，从而优化制造环境和生产供应计划。(3)以控制为中心的VM，这类 VM 是将仿真能力加到控制模型中，提供对实际生产过程的仿真环境，即将机器控制模型用于仿真，其目标是实际生产中的过程优化，改进制造系统。

5.虚拟制造技术在制造业中的应用。虚拟制造技术首先在军事、航空航天、汽车领域中获得成功的应用。例如波音飞机公司777飞机的设计，就是采用虚拟制造技术的典型范例，设计、装机、测试均在计算机中完成模拟，实时采集和处理数据并及时解决设计问题，使得最终制造出来的波音777飞机与设计方案误差小于0.001英寸，保证一次试制成功。

目前虚拟制造技术应用得比较成熟的有：产品的外形设计、产品的布局设计、产品的运动和动力学仿真、热加工工艺模拟、加工过程仿真、产品装配仿真、虚拟样机与产品工作性能评测、企业生产过程的仿真与优化、产品的广告与漫游等。

五、结语

采用虚拟制造技术，在三维可视化虚拟环境中，能充分发挥设计人员的想象力和创造力，使设计人员的经验和科学的计算分析完美地相结合，推进了产品设计的创新与发展，提高了机械产品的创新开发能力。随着制造技术和网络技术的发展，虚拟制造技术方面的研究将会进入一个更加崭新的阶段。

参考文献：

[1]严隽琪等:虚拟制造的理论.技术基础与实践.上海交通大学出版社,2003：1～24

[2]王志新:虚拟技术及其应用.上海理工大学学报第20卷,第1期：49～55

[3]李瑞涛:虚拟样机技术的概念及应用.机电一体化,2000年第5期：17～19

[4]陶亦亦:虚拟制造的研究与发展.机械制造与自动化,2006年第1期：4～6

计算机仿真制造业论文范文第3篇

一、计算机仿真技术内涵

从内涵上来看, 计算机仿真技术主要利用模型来模仿实际系统所发生的反应。计算机仿真技术应用了多种技术, 对系统的结构、功能、行为以及参与系统控制的人的思维过程和行为进行动态性逼真的模仿。在具体步骤上, 计算机仿真技术主要包括三个阶段, 分别是建立数据模型、数据模型程序化和仿真实验。如图1所示。在进行一些复杂系统的研究、实验和设计等方面, 计算机仿真技术起到了非常重要的作用。在应用领域方面, 计算机仿真技术和人工智能、自动控制、信息论、仿真模拟等学科密不可分。

二、计算机仿真技术在交通领域的应用

交通系统相互复杂, 在仿真模拟过程中涉及到多种因素, 比如行人、机动车辆和非机动车辆、交通信号灯等, 安全因素对交通系统的正常运行造成了较大的影响。长期以来, 交通事故频发, 给人们的生命和财产造成了巨大的损失。在进行交通系统安全评价时, 应综合考虑人、车辆以及环境对交通系统造成的影响, 充分考虑它们潜在的安全隐患, 力图从根源上加以预防和控制。随着信息仿真技术的迅猛发展, 为交通系统领域的运营带来了极大的便利。信息仿真技术是建立在虚拟现实技术和可视化技术上的一种方法, 在计算机设计的虚拟现实的场景中, 工作人员可以考虑多种安全诱发因素, 比如路段的建设情况、交通工具的不同种类情况、实时天气情况以及行人的感知和行为等因素, 然后将其以程序形式输入到电脑中, 模拟出实际的交通运营情况, 并能对交通系统的长期运行起到跟踪和检测的作用。计算机仿真技术的应用, 为交通系统的顺利运行提供了有效保障, 改善了交通运营环境, 为人们的生活提供了极大的便利。

三、计算机仿真技术在药检管理中的应用

药品的质量关系着民生, 在进行检验时要求非常高, 人工检验可能存在误差、营私舞弊的情况, 计算机仿真技术的应用在很大程度上提升了药检的效率。检品收检是药品检验业务管理中最基本的环节, 在传统的药品检验过程里, 药检员必须要人手一张检验单和一支记录笔, 在检验每个药品时都要将详细信息记录到检验单中, 这种传统的检验方式大大增加了检验员的工作量。随着药品市场的扩大, 传统的检测方法已经满足不了当前阶段的发展需求, 计算机仿真技术在药品检验领域的应用, 为药品检验提供了广阔的市场前景。工作人员可以把订单生成、订单到达、药品检验、检验标准、信息统计和检验报告打印等工作环节及其影响因素输入到计算机中, 通过计算机的运行对药品检验的程序进行一个细致的仿真模拟。通过模拟, 检验员可以从中发现一些未知的不可靠因素, 从而能够在实际的检验工作中采取高效的预防措施。此外, 计算机仿真技术可以自动识别药品的二维码, 在进行多种规格药品的检查时, 利用计算机可以实现药品的检验和分类, 有效提升了药品检验的工作效率。

四、计算机仿真技术在教育领域方面的应用

在教育领域, 利用计算机仿真技术可以为学生提供丰富多彩的图片、视频和音频等资料, 在教学模式上教师可以进行自主设计, 从而形成针对性、效果良好的教学方式。和多媒体技术相比, 计算机仿真技术的应用充分迎合了教师和学生的爱好, 例如教师在进行实验教学时, 可以充分考虑到每个学生的心理活动过程和动手能力、学生在实验过程中存在的一系列潜在的安全因素、仪器的数量和状态、实验室的实时环境情况、实验的具体步骤、教师的指导过程等多个环节, 并把这些环节的每一个细节都以计算机语言的形式输入到计算机中, 从而得到一个真实的三维模拟动画, 从动画中, 教师和学生能够清楚的看到每一个人的实验过程以及在实验过程中可能发生的任何问题, 以此来指导教师在实际的实验教学中应该如何的操作, 同时也指导学生应该如何正确的运用实验仪器又如何掌握好实验的具体步骤。可以说, 计算机仿真技术的应用有效提升了课堂教学效率, 对于教学的长期发展具有非常重要的现实意义。

五、结语

总而言之, 计算机仿真技术在研究领域发挥着重要作用, 随着系统数据建模的应用, 为计算机仿真技术的发展提供了较大的便利条件。可以肯定, 在未来的发展中, 计算机仿真技术定能体现出巨大的价值。在应用领域上, 计算机仿真技术会渗透到生活、物流、文化等多个领域, 具有非常广阔的市场前景。

摘要：作为信息技术的核心, 计算机技术经历了长期的发展, 在社会各个领域中得到了广泛的应用。进入21世纪以来, 随着仿真技术的发展, 计算机技术和仿真技术相结合, 形成了新的信息综合技术。本文首先阐述了计算机仿真技术的内涵, 然后着重介绍计算机仿真技术的应用, 希望对有关人士有一定的参考价值。

关键词：计算机,仿真技术,发展,应用

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, 4 (19) :233.

[2] 王志伟.计算机仿真技术的应用及其发展趋势[J].内燃机与配件, 2018 (7) :42.

[3] 伍乐生.计算机仿真技术的发展现状与创新研究[J].吉林广播电视大学学报, 2017 (10) :34-35.

计算机仿真制造业论文范文第4篇

摘要：“计算机控制技术”是电子信息学科的一门专业基础课程，它涉及到多门课程的知识，理论和应用性都十分强，因此它给本科理论和实验教学上带来了很大困难。重庆邮电大学自动化学院在分析了传统的教学方式的基础上，提出了结合课程群设计、真实工业环境的实验系统和科学研究的立体化教学模式，提高了学生的学习效果，提升了学生分析问题和解决问题的能力。

关键词：计算机控制技术；课程群；教学模式

作者简介：谢昊飞（1978-），男，重庆人，重庆邮电大学自动化学院，副教授；蔡龙腾（1990-），男，湖北孝昌人，重庆邮电大学自动化学院硕士研究生。（重庆 400065）

基金项目：本文系重庆市高等教育教学改革研究项目“工程训练中心建设的研究与实践”（项目编号：1201019）、重庆邮电大学研究生教育创新计划重点项目“自动化类研究生创新教育基地建设”的研究成果。

一、课程教学模式研究现状

随着计算机技术、自动控制技术、嵌入式技术以及网络通信技术的快速发展，计算机控制系统在机械制造、过程控制、航天航空、交通运输、流程自动化等领域得到广泛的应用。因此“计算机控制技术”是一门工程性很强的本科专业课程。但是由于本课程融合了单片机知识、自动化控制理论、现代控制技术、计算机技术和数字通信原理，涉及面十分广，给传统的理论课程体系、实验系统和教学方法带来了很大挑战。为此，90年代中期以来，各高等院校纷纷开始对传统的教学模式提出改进措施以增加教学的效果，提高教学质量。

改革内容大致体现在三个大的方面：课程理论体系结构、实验体系结构和教学方法。课程理论体系结构的改革主要体现在选择主流的微型计算机为工具，以完成的应用案例为主导线展开课程内容，与传统的连续控制系统的对比教学提高效果。[1，2]基于计算机控制中若干基本概念，介绍了由连续控制器到离散控制器的设计方法。[4]实验体系结构是众多教师着重考虑的环节，以增加学生对理论的理解力和实际的动手能力，减少了验证性的实验，增大了设计性、综合性和研究性的实验内容。[5]教学方法涉及面十分广泛，包括应用现代的信息技术教学手段、典型案例教学。

上述改革措施的实施很大程度解决了一部分教学过程中的问题，但是仍然有一些难题还需要解决。首先，“计算机控制技术”课程理论内容和实验内容与“自动控制原理”、“单片机原理”、“微机原理”、“现代控制理论”以及“信号处理”等相关的课程未有统一考虑。其次，实验教学中，仍然是原理性验证，遇上实际的工业现场系统时，学生同样存在束手无策的现象。最后，学生缺少主动查阅资料独立解决问题的能力。本文针对上述问题开展立体化教学模式的研究，让上述的因素相互关联，形成一个有机的整体，从而提高教学效果。

二、“计算机控制技术”课程群建设

考虑到自动控制原理、计算机控制技术的发展趋势以及对学生在自动化专业知识、创新能力、综合素质的要求，将“微机原理”、“单片机原理及应用”、“计算机控制技术”、“嵌入式系统”和“网络控制技术”五门课程构建一个计算机控制技术类课程群，整体考虑课程衔接、理论教学内容、实验教学内容、教学方法、理论与实践的合理配置以及课程群内容的优化，从而让学生从大二年级到大四完成一个有机系统的学习过程。

在建设课程群主要讨论各个课程理论内容、实验内容、课时的分配以及课程间的衔接。将“微机原理”课程放于大二的第二学期，它是整个后续课程的基础。它主要给理解基于IBM 8086系列计算机的经典结构以及外部接口的设计。同时将一部分关于A/D、D/A内容删除，划分到“计算机控制技术”课程中。单片机原理及应用则主要展示基于MCS-51单片机的原理和接口设计部分。接口包括键盘、数码管、LCD灯、功率接口、通信接口设计。计算机控制技术则着重于数字控制器的设计过程、状态空间的设计、过程通道设计以及整个系统的设计过程。嵌入式系统和网络控制技术最近发展的热点技术，前者着重于嵌入式操作系统的学习和接口驱动的设计，而后者是计算机控制系统的网络化、智能化，因此侧重于大的现场总线控制系统的介绍。

为了保持实验课程的一致性，实验内容是具有严格的衔接性的，除“微机原理”外，其他课程的实验系统开发平台均是基于统一的芯片。因此当整个课程群实验完成时，学生将学会从简单接口设计到一个单回路控制系统的设计，然后到一个多回路的网络控制系统的设计过程。

此外，设立专门课程群的管理机制，规范各个课程理论和实验系统、课程设计和综合设计内容，对课程中出现的问题及时处理，建立网络管理系统。

三、真实工业环境的实验系统建设

针对传统的实验系统缺乏真实工业环境的特点，构建实际的工厂控制环境，让学生体会实际的现代工业生产过程，从而理解计算机控制技术课程的各个知识环节是必要的。

因此在保留传统实验系统的基础上，以一个完整的计算机控制系统为目标组织实训，让每位同学担任工程师、管理人员、材料采购人员、生产人员或其他角色，并在其间发挥作用，要能和团体内的其他成员协调配合，使学生能敏锐地发现应该由他解决的问题，并知道自己应该如何去做。为此，构建如图1所示的真实工业环境，形成计算机控制产品设计、样机试制、定型设计到电磁兼容性测试与可靠性试验的一套系统的产品实验、开发与测试环境，培养学生以可靠性为核心的产品化、工程化意识与能力，提高学生的产品设计能力、工程测试能力和综合运用所学知识的能力。

第一，电子产品生产线包括电子产品设计、生产和测试全套流程的设备配置。能实际生产计算机控制产品与智能仪器仪表、智能电器的电子部分。测试包括电磁兼容测试、高低温测试等可靠性产品测试内容。系统配合机械产品生产线生产的智能仪器仪表、智能电器可在流程工业控制系统或供配电系统进行試用。

第二，機械产品生产线包括机械产品的设计、生产和测试全套流程的设备配置。能实际生产计算机控制产品与智能仪器仪表、智能电器的壳体，并配合电子产品生产线生产的计算机控制产品、智能仪器仪表、智能电器可在流程工业控制系统或供配电系统进行试用。

第三，以典型的流程工业生产过程为对象，体现多总线集成的网络化控制系统特点，并可为学生设计开发的基于总线技术的计算机控制产品与智能仪器仪表提供试用条件。其中现场总线技术及无线技术方面形成基于单元设备、通信卡、芯片、协议栈和多总线集成等各不同层次的系统性、设计性、综合性、创新性的实验、开发与测试平台，培养学生分析问题、解决问题的能力和技巧，提升学生的综合性、系统性、创新性思维能力。

第四，构建完善的车间供配电系统，并可为学生设计开发的计算机控制产品、智能仪器仪表或智能电器产品提供试用条件。

四、科学研究与课程教学相结合

科学研究与课程教学主要体现两个方面：

第一，科学研究可以帮助任课教师和上课学生掌握与课程相关的技术发展趋势、相关应用领域的科学研究方法。任课教师可以从科研中更加深刻理解课程中内容，提高其课堂水平，形成理论和实践有机结合。同时，课题组的相关科研工作积极吸纳学生参与，不但他们可以掌握本领域的前言动态，还可学习如何主动分析问题，获取相应的专业知识，解决现实的工程科研问题，从而具有较高的综合素质。

第二，科学研究可以促进课程纵深发展。科学研究较大丰富了办学的资源，可以利用科研的仪器仪表和其他研究工具，加强实验系统设计不足。目前，本课题组已利用相关资源，形成了课程的实验、课程设计、综合设计和毕业设计的设计平台。同时，还可以提升整个课程的地位。通过科研，可以将研究内容整理出有实用价值的信息融入相关课程，甚至可以编撰相关教材和专著。

自2004年来，课程组一直致力于一种“科研促教学”的教学方法，利用承担的国家和企业等相关科研项目，构建了工业以太网的计算机控制系统、智能汽车控制系统等教学平台，并利用了平台进行与课程的课程设计、综合设计，取得十分好的效果，甚至有部分同学提出了许多十分新颖的设计。

五、教学改革的效果分析

1.教学效果

通过立体化的教学，学生对课程的理解得到了进一步的加深，对课程在各个领域的知识应用有了形象的认识，对课程数字控制器、控制通道等重难点内容有了实质的提高。从近5届本科生的考试平均卷面成绩来看，从最初的63.8分提升到最近78.4分，其中85分以上提高到了42.4%。实验效果从反馈效果来看，学生的动手能力有了十分的改善。从最初的验证性实验，已经可以完成了一些综合较强的设计实验。

2.实践效果

由于融合了科研资源和面向真实的工业环境等策略，学生实践能力得到极大的提高。学生已经从最初的被动式接受知识，改为了主动式思考面临的实际问题，并解决现实生活存在的一些问题。近5年，与课程相关的学生科技竞赛获得奖项30余项，学生设计的许多课程设计和综合设计作品都列入实验室展览室。

总之，在结合课程群设计、真实工业环境的实验系统和科学研究的立体化的新的教学模式下，经过多年的努力，开始取得了一定的成绩，学生的课程实践能力取得很大的进展，对课程的理解有了很大提高，“计算机控制技术”课程也成为重庆市精品课程。

参考文献：

[1]刘莎.计算机控制技术课程教学的探索与实践[J].中国电力教育，2008，9（121）：118-119.

[2]周欣欣，宋人杰， 李红彪，等.计算机控制技术 课程教学改革初探[J].东北电力大学学报（社科版），2008，（3）：29-31.

[3]于海生.自动化专业“计算机控制系统”课程的改革与实践[J].电气电子教学学报，2000，8（22）：15-17.

[4]杨志军.开阔思维 抓住本质——“计算机控制技术”课程教学探讨[J].广东工业大学学报（社会科学版），2008，（S1）：82-83.

[5]王佳庆，玉瑞， 谢陈跃.微型计算机控制技术教学改革的探索与研究[J].广州大学学报，2003，（4）：397-399.

[6]袁少强.计算机控制实验教学的改革与探讨[J].实验室研究与探索，2003，（2）：34-35.

（责任编辑：王意琴）

计算机仿真制造业论文范文第5篇

一、大气激光通信传输带宽的蒙特卡洛仿真

在大气激光通信过程中, 光子与气溶胶粒子多次碰撞造成光波传输的多径效应, 造成激光传输时间延迟。对于多次散射大气信道, 不仅要考虑平均延迟时间, 还需要考虑接收机的接收面积与视场大小。这就需要采用蒙特卡洛光线跟踪法 (MCRT) 来描述激光光波在多次散射环境下的传输时间特性[1]。MCRT是一种针对单个光子在多次散射环境下会出现各种运动情况的仿真方法, 模拟出每个光子在气溶胶介质中多次散射的概率, 最终统计出可以被接收机接收的有效激光信号。大气的吸收和散射系数 (主要是气溶胶) 影响着光子被吸收或被散射特性。MCRT对光子运动状态的模拟设置需要满足以下条件: (1) 光子被吸收; (2) 光子进入接收器; (3) 光子散射后到达接收视场顶面; (4) 光子散射后溢出接收视场之外。由于实际的大气层中所包含的气溶胶粒子大小不同, 这就需要将不同粒子的半径尺寸进行归一化处理。光子传输途中遇到多次散射, 造成了激光脉冲展宽, 其展宽程度制约了信号在信道中传输的最大速率, 一旦超过这个速率限制, 系统的通信误码率会急剧增加。假定M为接收机实际探测到的信号能量与传输总能量的比值:

式中, tc为接收探测器的脉冲能量接收时间。根据系统要求M为定量时, 可以针对tc求解。M值反映了激光通信系统中相邻两个激光脉冲被容许的最大重叠区域, tc值反映了时间间隔的最小值。那么整个通信链路在大气气溶胶影响下容许下的最大传输带宽B可以表示为

现阶段的星地光通信常用工作波长为1550nm波段, 可以使用MCRT方法结合气溶胶粒子散射函数在1550nm近红外波段的散射系数进行数据仿真, 然后对仿真结果进行双Gamma拟合, 以此数据对大气信道中激光光波传输时间特性进行分析。

光学厚度τ分别为1、3和5时, 大气信道激光脉冲传输时间响应如图1所示。气溶胶厚度的增加与激光脉冲传输宽度的展宽成正比。根据信道最大码元传输速率计算准则, 接收器实际接收能量效率M取不同值时, 大气信道最大激光通信带宽B的变化如图2所示。随着M值的增大, 大气信道最大通信带宽在不断减小;在相同的M值下, 气溶胶 (光学) 厚度越大, 大气信道允许的最大传输带宽越小。

二、结束语

在天气条件良好的情况下, 大气信道气溶胶厚度平均约为0.3左右, 对激光脉冲的传输时延和脉冲展宽几乎没有影响;雾霾等污染严重时, 气溶胶颗粒会导致大气光学厚度直线上升, 边界层内光学厚度维持在2.8~3.2之间, 甚至会达到4以上。由图2可知, 即使没有云层遮挡等自然现象的影响, 雾霾等大气污染造成的气溶胶厚度增大也会导致星地激光通信传输带宽大大降低。当气溶胶厚度大于等于3时, 信道带宽已经降低到接近2GHz或更低, 对于几Gbps∼几十Gbps量级的高速星地激光通信链路信号传输很容易产生码间串扰。这种情况下, 即使能够持续地增加激光发射功率, 也无法进一步提高信号传输速率和降低接收探测器的通信误码率, 只能适当降低通信速率, 来适应大气信道的带宽限制。

摘要：星地激光通信链路中, 激光脉冲作为信号载波在大气信道中传输, 气溶胶散射特性是影响整个通信系统质量的重要因素。本文利用蒙特卡洛光线跟踪法 (Monte Carlo Ray Tracing) 对激光脉冲的时间响应特性进行仿真研究, 进一步推导出大气信道中光通信链路最大带宽与气溶胶粒子厚度的关系。

关键词：大气激光通信,气溶胶,脉冲延时

参考文献

计算机仿真制造业论文范文第6篇

1 不同管径、伸入时间和传热模型的仿真及云图分析

1.1 管径5 0 m m伸入时间1 0秒无对流的仿真

模拟现场的情况, 采用腔体管径50mm、伸入时间10秒且无对流、低导热、管壁绝热的仿真条件, 用ANSYS进行温度场仿真云图见图2。由于伸入铁水时间较短, 铁水热源对腔体温度场的主要影响项为辐射传热。图2中可见, 腔体上端温度不太高, 空气洁净, 是前端铁水辐射光进入光电探头的最好时机, 也是温度传感器正常工作的基本条件。

1.2 管径3 0 m m伸入时间3 0秒有对流的仿真

将管径缩小, 用ANSYA进行有对流情况的仿真。这是模拟高炉现场空腔伸入铁水较长时间的情况, 此时腔内空气受热源的对流、传导和辐射的共同影响, 使腔体内几乎形成近稳态的温度分布, ANSYS温度场仿真云见图3。图3中可见, 空腔上端温度已经高于200℃。

1.3 管径20mm伸入时间3秒无对流的仿真

为了进行减小传感器体积的设计, 将管径更加缩小, 且伸入时间缩短, 得到的无对流ANSYS仿真云图见图4, 可以看出与图2的趋势接近, 说明可以进行减小传感器体积的设计。

与图3比较说明, 这种传感器使用测量时间不宜长 (5秒内) , 其传感器的工作模式只能是间歇式的。

2 结语

对仿真云图研究分析认为:本研究的测温传感器管腔的体积可以减小;要缩短测量时间, 避免腔体内过早形成高温温度场;注意高温防护设计, 保证器件的工作安全;使用本传感器的工作模式只能是瞬态间歇式, 不能用于在线连续测量。

摘要：借助ANSYS对铁水测温传感器的空腔温度场进行了仿真分析, 其仿真研究结果对温度传感器腔体的结构设计和传感器测温采样的工作模式设计具有指导意义。

关键词：ANSYS有限元,柱形温度场,传感器,设计

参考文献

[1] 张国智, 胡仁喜, 陈继刚, 等.热力学有限元分析指导教程[M].北京:机械工业出版社, 2007:18～31.