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仿真技術的應用范文第1篇

關鍵詞：數(shù)控加工；仿真技術；VERICUT；系統(tǒng)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.221

0 引言

在近五年的時間里，網(wǎng)商得到巨大的發(fā)展，消費個性化需求也成為了各個生產(chǎn)廠家所競相搶占的資源。在未來的時間里，廠家只有不斷強化對技術的應用，才能對產(chǎn)品的制作周期、精密度以及外觀等方面進行優(yōu)化，才能最終實現(xiàn)對競爭力的強化。仿真技術可謂是近年來最受青睞的技術，其代表著數(shù)控技術對虛擬仿真的應用，實現(xiàn)數(shù)控加工技能培訓的質效提升。對于制造業(yè)而言，雖然可以借助計算機對設計和制造進行輔助，但是三維環(huán)境下的刀具運動和加工軌跡還是需要仿真技術的再現(xiàn)。在通過計算之后對刀具的運行軌跡進行控制，并以此生成相應的數(shù)控機床科技識別的代碼，在VERICUT系統(tǒng)和仿真軟件的支持下進行模擬，在仿真的加工環(huán)境中呈現(xiàn)。這樣一來，產(chǎn)品的加工效率便得到了相應的提升，對于研發(fā)和制造周期都有不小的助力，對于企業(yè)而言更是綜合競爭力的體現(xiàn)。

1 數(shù)控加工方針技術在當今的研究現(xiàn)狀

21世紀的數(shù)控技術受到全球化的推動，其發(fā)展速率不斷提升，制造業(yè)在數(shù)控技術上的依賴性也不斷增加，成為決定行業(yè)發(fā)展的重要技術。對于數(shù)控技術而言，正確性的最大化也成為了技術發(fā)展的方向，雖然通過利用容易切削的材料來替換作業(yè)器具進行試切，但是也使得加工指令的檢驗變得更加充分。同時，也有不少的方法得以應用。例如：軌跡顯示法，借助劃針和筆替代刀具，以色版或者紙對刀具軌跡進行二維圖的呈現(xiàn)，是簡單的真模擬過程。

然而這類方法的應用也存在不少的局限性，尤其是對人力、物力以及時間的消耗，使得生產(chǎn)成本的壓力變得更大，而且生產(chǎn)周期也變得無法把握。據(jù)此，研究者在不斷的摸索研究后，通過計算機對仿真模擬技術進行更大程度的革新，不僅實現(xiàn)試切情境的模型化、仿真計算及圖形顯示等，也將模型模擬推向更加精密和方針的高度。這樣一來，企業(yè)的資源得到了較大程度的節(jié)約，同時也使得其他項目的生產(chǎn)和收益得到了真正的改善。

從目前的數(shù)控加工仿真模擬的技術研究來看，方向和重點主要針對刀具軌跡展開的，仿真模擬效果也得可喜的進步。然而，現(xiàn)階段的成果與希望值還存在一定的差距，在未來仍需要對機床加工采取進一步的研發(fā)，才能對機床加工階段的刀具過切、刀具及夾具與機床之間的磨損度進行實時監(jiān)測。與此同時，機床加工成效的預估也是重要的參考因素，因此，需要對刀具加工進行優(yōu)化，最終確保產(chǎn)品質量與零件加工效率與機床的利用率等等。

2 VERICUT仿真技術系統(tǒng)的介紹

2.1 VERICUT系統(tǒng)

從目前的實際應用狀況來看，VERICUT系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)具有相對廣泛的應用。該系統(tǒng)具有兩方面的優(yōu)勢，其一是能夠對數(shù)控代碼的查證步驟進行模擬；其二是能夠較大程度地增加數(shù)控材料的切削效率。該VERICUT系統(tǒng)工作原理是對數(shù)控加工的軌跡代碼進行模擬，并借此將其在計算機上進行呈現(xiàn)，為刀具軌跡精度的檢測提供了有效的平臺，更對設計師的設計標準和要求進行了根本的滿足。但是在運行的準備階段，需要對系統(tǒng)進行故障診斷、改進和調(diào)整，確保仿真系統(tǒng)可以發(fā)揮應有的技術效果。

2.2 VERICUT Machine Simulation系統(tǒng)

VERICUT Machine Simulation作為目前功能性最完備的數(shù)控加工仿真模擬系統(tǒng)，能夠最大限度地再現(xiàn)機床運行過程中的具體狀況，其效果較大程度地滿足了人們期望。然而，對于這一系統(tǒng)的運行最重要的便是能夠對識別數(shù)控代碼文件進行識別，并結合G-代碼開展模擬加工的環(huán)節(jié)。對于實際運行的仿真系統(tǒng)而言， VERICUT軟件首先需要和機床進行綁定，才能在使用過程中模擬機床的運用軌跡及其他具體狀況，確保數(shù)控加工階段的錯誤和問題可以被檢驗出，并加以改正，全面提高數(shù)控加工的質效水平。

3 數(shù)控加工中仿真技術的應用

從數(shù)控技術具體狀況來看，工藝路線已經(jīng)成為了編制的重點，刀具和加工參數(shù)也成為了整個工藝水平確定的重中之重。即使是相同路線的狀況，在不同的參數(shù)水平和刀具規(guī)格下，對于具體工作的效率和零件質量均具有較大的影響。因此，在生產(chǎn)過程中，無論是復雜程度和加工種類差別，均需要慎重選擇合適的刀具，這也成為了整個零件加工工藝的難點，產(chǎn)生的作用至關重要。

從現(xiàn)階段的虛擬加工技術應用來看，雖然可以滿足對數(shù)控代碼的驗證，也能滿足對整個工藝路線的合理性和正確性的驗證，但是最終卻只能對道具和參數(shù)的選擇進行定性分析。這樣就需要結合其他軟件能進行相關定量分析的軟件，例如VERICUT軟件。該軟件的優(yōu)勢在于能夠開展自動化對比工作，而且通過零件加工過程的控制，能夠幫助工作人員進行更高效和準確的刀具確定。同時，也能夠通過具體條件開展虛擬驗證工作，對于運行過程中可能出現(xiàn)的潛在危險因子進行分析，并對工藝方案進行優(yōu)化。隨著時間的推移，也有不少的仿真軟件能夠對數(shù)控加工階段進行整體的仿真與模擬，這使得程序調(diào)控所需的時間和資源得到了有效節(jié)約，對于制造業(yè)的發(fā)展有了很大程度的推動。

4 結束語

數(shù)控加工仿真技術的迅猛發(fā)展使得復雜的零件加工質效水平有了很大程度的提升，同時也使得調(diào)試階段的廢品成本得到了極大的降低，更有效地解決了程序錯誤更機床和工件帶來的損傷問題。但是，該項技術的發(fā)展仍需要對產(chǎn)品的物理現(xiàn)象和規(guī)律進行深入的研究，才能更大程度地發(fā)揮仿真技術優(yōu)勢，最終使得數(shù)控加工的精度、質量、生產(chǎn)周期以及效率得到更大的提升。

參考文獻：

[1]武珍平.數(shù)控加工中仿真技術的應用[J].品牌（下半月），2015（01）：195.

仿真技術的應用范文第2篇

【關鍵詞】單片機開發(fā) 仿真技術 Proteus仿真軟件 應用

隨著電能路徑技術在單片機開發(fā)技術中的應用，仿真技術水平在我國的貿(mào)易、科技領域發(fā)展較為迅速。單片機仿真技術的開發(fā)原理是依托于集中解決機器和多類I/O暫停系統(tǒng)的技術原理，集合集中解決機器和多類I/O暫停系統(tǒng)的硅片，將仿真技術的數(shù)據(jù)存放在硅片上，進而建立一個系統(tǒng)化、全面化、層次化的仿真開發(fā)技術系統(tǒng)。作為集中電能路徑的重要組成部分之一的單片機，SCM、SOC、MCU是控制單片機仿真技術電能路徑的三個主要環(huán)節(jié)。其特點使耗電容量少、在集中解決機器和多類I/O暫停系統(tǒng)可以靈活延伸、制造工序簡單易懂、使用效率比較高。

1 單片機仿真技術概述

隨著我國計算機水平和通訊技術水平的日益成熟，單片機仿真技術成為現(xiàn)代教育領域的一門教學課程。作為單片機的智能化體系主要組成部分之一的微小解決機器，其不僅承擔著控制和檢測復刻電能路徑的責任，還要在電能路徑受到電容量壓力過大時調(diào)節(jié)電阻力，扮演調(diào)節(jié)角色。因此，對單片機仿真技術研究的核心內(nèi)容是合理控制電阻力對微小解決機器的影響、調(diào)節(jié)電能路徑，避免出現(xiàn)電阻容量過大或者電能路徑受阻的情況。據(jù)算計技術和數(shù)字技術理論的日趨成熟促使了單片機發(fā)掘技術的發(fā)展，也為仿真技術模擬體系提供了理論基礎。專家們在對單片機發(fā)掘技術理論進行研究的過程中，要運用任意存放機器設備的協(xié)調(diào)技術，保證仿真技術模擬技術在模擬平面得以正常施展，調(diào)節(jié)電能路徑。模擬仿真技術的應用不當可以減少單片機的成本，節(jié)約研發(fā)費用和時間成本，還可以減低生產(chǎn)單片機的設定風險。因此，模擬仿真技術不僅為單片機的大量生產(chǎn)提供了成長舞臺，還促進了單片機仿真技術的不斷發(fā)展。

2 Proteus仿真軟件的引入

計算機水平和通訊技術水平的不斷提升，促使各類模仿體系的產(chǎn)生。各類模仿體系的產(chǎn)生一方面為技術人員研發(fā)單片機仿真軟件節(jié)約了大量的人力、物力、財力，另一方面促使單片機仿真技術的誕生。Proteus仿真軟件作為單片機仿真模擬體系中的一員，是集虛擬電能路徑、數(shù)據(jù)電能能路徑為一體化的仿真軟件，不僅可以有效地將電能路徑于模擬體系得到結合，還可以在計算機仿真技術中對電能路徑的結構、單片機數(shù)據(jù)編碼、電能路徑理論模型進行虛擬制定和演練操作，把模擬仿真技術理論圖表成功實踐到單片機Proteus仿真軟件中，依托與單片機編碼的調(diào)節(jié)作用，從而生成PCB檢測體系。

目前，Proteus單片機仿真軟件與課堂教學試驗融為一體，不僅提升了課堂教學的質量，將仿真技術與計算機合成技術得到有效整合，還能夠降低軟件開發(fā)過程中的費用成本支出。我國的Proteus仿真軟件開發(fā)技術主要是結合設備設定生產(chǎn)、現(xiàn)代計算機開發(fā)技術、數(shù)字化研發(fā)技術的相關理論基礎，利用模擬模仿研發(fā)范圍，使Proteus仿真軟件再工程軟件開發(fā)領域、商品研發(fā)領域、服裝貿(mào)易研發(fā)領域得到廣泛應用，促進我國工程、服裝貿(mào)易行業(yè)的快速發(fā)展。另外，工程的兼容研發(fā)和商品的循環(huán)研發(fā)時間是有嚴格標準的，即不能夠超過模擬模仿研發(fā)環(huán)節(jié)的期末時間，確保商品的初始狀態(tài)在模擬模仿氛圍中得以真實展現(xiàn)。比如安裝Proteus仿真軟件系統(tǒng)中的LabView和Soliworks軟件在器材上，不僅可以保障機械運用元素在仿真技術三維空間中正常應用，避免出現(xiàn)三維度運作操作出現(xiàn)失誤或者失靈的現(xiàn)象。

3 單片機開發(fā)中仿真技術的應用

3.1 性能要求

設定多向研發(fā)應用設備的前提是遵循單片機仿真技術原理，研發(fā)適合克服需求的單片機模仿機器。技術研究人員在開發(fā)多向研發(fā)應用裝備的同時，要考慮特殊客戶對單片機仿真機器的性能要求，實現(xiàn)小組共享多向研發(fā)應用器材的目的。研發(fā)小組共享機器設備不僅可以幫助提升單片機器材的使用效率，還可以避免單片機器材在研發(fā)過程中出現(xiàn)反復投資器材的現(xiàn)象，為形成和諧的研發(fā)模擬模仿提供良好的條件。

3.2 多路開發(fā)器整體結構

多向研發(fā)運用板是多路開發(fā)器設定的條件之一，不僅可以為單片機完成仿真技術提供原理，還可以幫助多路開發(fā)器在模擬模仿計算機體系中達到仿真技術標準。仿真多路開發(fā)器的原理可以看出，技術研究人員在開發(fā)仿真多路開發(fā)器時，在模擬模仿軟件系統(tǒng)中設置多個開發(fā)用戶的目的是為了提升仿真技術的使用效益。其中，多路控制器控制著多個開發(fā)用戶、多路請求電路、多路狀態(tài)指示，單片機開發(fā)板在仿真多路開發(fā)器中居于核心位置，其存在的作用就是實現(xiàn)單片機仿真技術目標的標準化。

3.3 多路開發(fā)器電路設計

仿真多路開發(fā)器研究原理可以得出結論，多路控制器控制者多類客戶主體機器，多類客戶主體機器在受到多路控制器的嚴格控制下，根據(jù)單片機開發(fā)板的相關規(guī)定進行遠程操控，以“多對一”或者“一對一”的形式開展模仿應用任務。所謂“多對一”形式就是多類客戶對應一個單機片開發(fā)板，“一對一”就是一個客戶對應一個單片機開發(fā)板。多路開發(fā)器電路設計的主要元素是電磁繼電器和74LSO4反相器，作為構建一類單片機遠程控制電能的數(shù)字化通訊設備，從而共同完成“多對一”或者“一對一”的模仿應用任務。

4 結束語

隨著計算機處理水平和通訊技術水平的不斷提升，以及Proteus仿真軟件的引入，仿真技術在單片機開發(fā)中的應用越來越廣泛。仿真技術在多路開發(fā)器電路中運轉還比較順利，不僅完成了“多對一”或者“一對一”的模仿應用任務，還提升了電能器材的使用效率。

參考文獻

仿真技術的應用范文第3篇

關鍵詞：仿真技術；電工；實訓教學

1項目的意義、現(xiàn)狀分析

2014年,在學校的大力支持下,我中心擴建了電工實訓室,學校結合實際情況,選用合適的實驗設備,并配套和完善了實訓室硬件設施,使實訓室成為了我校工科學生電工實訓教學基地，并為之創(chuàng)造了良好條件。同時，實訓室配備了計算機,實現(xiàn)了網(wǎng)絡化實訓教學,并提供了計算機仿真設計軟件（宇龍機電仿真軟件）的教學環(huán)境和條件。在電工實踐訓練教學過程中引入計算機仿真實驗平臺后，學生可進行一些虛擬仿真實驗，其意義也是對傳統(tǒng)電工實訓教學的一種有利的補充，是對傳統(tǒng)實驗教學方法的充實與改進。使用計算機仿真軟件作為實訓平臺，利用其元器件全、界面直觀、操作方便、電路分析手段完備等特點，學生根據(jù)指導，自主在模擬實驗臺上設計實驗，待設計成熟后，再在實物設備上進行實驗，這樣可以大大提高學生的效率和興趣。利用仿真實驗平臺，可以充分調(diào)動學生的主觀能動性，對于某些不易觀察到的現(xiàn)象進行仿真分析，可保存仿真結果、以做進一步的分析和處理，對實驗數(shù)據(jù)的分析處理方便快捷，提升了實驗水平，更有利于學生對實驗現(xiàn)象的觀察和分析。但由于各種原因也出現(xiàn)了一些問題。具體如下:（1）實訓對象范圍狹窄：目前，我校電工實訓教學僅面向全校理工類專業(yè)同一屆學生（大二或大三年級）學生開設。實訓對象范圍狹窄，不能夠實現(xiàn)大學四年不間斷的教學目標。另外我們的實訓室還沒有達到完全開放，對于一些創(chuàng)新能力較強的學生，不能提供一個良好的平臺。（2）教學內(nèi)容偏少：在電工電子實訓課程中，電子工藝實訓十幾年來一直以組裝調(diào)試收音機項目進行,實訓內(nèi)容已顯得陳舊。2010年起中心嘗試將室內(nèi)配線納入其中。目前電工實訓教學內(nèi)容有：1）常用電工工具的使用；2）導線的常用連接；3）室內(nèi)照明線路：一地控制和兩地控制；4）機床電路。電工實訓教學剛剛起步，該課程設置內(nèi)容不夠豐富，略顯簡單。不能完全滿足大學本科生的求知和自主創(chuàng)新欲望。2013年引入了機電實訓仿真軟件，采用虛擬仿真技術，我們只需要計算機，在計算機房就能完成很多實驗。2014年又投入140萬進行了電工實訓平臺基地建設，擴大了電工實訓課程建設的空間。（3）教學模式與手段使主體作用不能得到充分發(fā)揮：在之前的電工實訓中，由于課程內(nèi)容和實訓設備局限性，大大限制了同學們自由發(fā)揮的空間。一些基礎扎實、創(chuàng)新能力強的同學完成規(guī)定項目后，意猶未盡。還想做一些其它感興趣的、實用性較強的電路實訓也只能望而嘆息?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)的教學模式使主體作用得不到充分發(fā)揮。教學方法與手段不能充分調(diào)動學生積極性。利用模擬仿真技術進行理論教學，可以將復雜問題簡單化，抽象問題形象化，理性知識感性化，讓我們的學生在理論學習時不感到枯燥，調(diào)動起他們的思維，讓學生在不斷的探索中學習。在電工實訓平臺上，學生可以自主操作，提升了學習的主動性，也增強了創(chuàng)新意識。此項目的順利進行，不僅是我們教學理念的創(chuàng)新，教學內(nèi)容的創(chuàng)新，也是教學體制的創(chuàng)新。使我校的基礎實訓逐步的向現(xiàn)代化、多元化、多層次、開放式的方向轉化。構建與現(xiàn)代科學技術發(fā)展水平相適應的基礎工程訓練平臺。

2項目實施方案及實施計劃

2.1研究與改革的內(nèi)容、目標和擬解決的關鍵問題

（1）研究與改革的內(nèi)容和目標：1）改革原有“教學、實操”實踐教學模式，引入仿真實訓教學環(huán)節(jié)，按照創(chuàng)新理念培養(yǎng)目標，構建“教學、仿真、實操”電工實訓教學模式。同步優(yōu)化電工實訓教學內(nèi)容；2）改革目標以突出學生的自我參與，體現(xiàn)技能訓練的操作性、過程性、情景性、交互性，使學生了解工作場景、熟悉操作步驟、規(guī)范操作方法、培養(yǎng)職業(yè)意識；3）新引入的仿真實訓教學平臺，可以擴大學生的實訓范圍，為一些對電工方面感興趣、創(chuàng)新能力較強的學生，提供一個良好的開放式平臺。（2）擬解決的關鍵問題：優(yōu)化以創(chuàng)新理念為培養(yǎng)目標的電工實訓教學內(nèi)容，確立“教學、仿真、實操”一體化電工實訓教學模式，優(yōu)化電工實訓教學內(nèi)容，修訂并編寫教學大綱、教案、講義等

2.2實施方案方法及可行性分析

實施方案方法：（1）前期調(diào)研，即研究、分析當前多所高等院校實踐教學環(huán)節(jié)，以及通過對老師學生的調(diào)查，了解對新實訓項目內(nèi)容、教學模式及課程安排的意見和建議；（2）分析總結，即該專業(yè)教師對提出的意見和建議進行分析研究，總結出適合我校電工實訓課程的教學內(nèi)容和課程體系，找出以創(chuàng)新理念為培養(yǎng)目標“教學、仿真、實操”一體化電工實訓教學模式，優(yōu)化教學方法與手段；（3）實踐嘗試，即根據(jù)初步確定的方案進行小范圍實踐嘗試，將出現(xiàn)的問題再進行整理分析總結；（4）優(yōu)化確定：將實踐嘗試中的問題進行整改，優(yōu)化課程體系和教學模式。使教學體系更加完善。可行性分析：我基地現(xiàn)擁有2個電工實訓室，電工仿真機房和電工實訓平臺也基本就緒，能滿足140多學生進行實際操作和理論學習。為本項目的順利進行提供有力的保障。

3項目預期的成果和效果

該項目最終將在全校所有理工科類專業(yè)實施，最大限度的讓學生實現(xiàn)獨立動手能力，提高學生的創(chuàng)新能力。受益人數(shù)每年約4000人。

4本項目的特色與創(chuàng)新之處

仿真技術的應用范文第4篇

[關鍵詞]仿真技術；通信工程；仿真軟件工具

[中圖分類號]G40―057

[文獻標識碼]A

[論文編號]1009―8097(2009)13―0309―03

一　仿真在現(xiàn)代通信技術中已成為重要的工程設計手段

隨著通信技術和計算機技術的進步，通信系統(tǒng)仿真技術已經(jīng)逐漸成為通信系統(tǒng)設計和驗證的主要手段。近二十年以來，數(shù)字信號處理方法和軟件無線電技術得到了廣泛應用，傳統(tǒng)的設計手段和設計方法已經(jīng)不能適應急劇增加的通信系統(tǒng)復雜性的要求。今天，如果沒有計算機仿真方法，系統(tǒng)設計和性能測試是不可能完成的。

傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)設計中，主要考慮的是對熱噪聲的性能指標問題。傳輸信道一般建模為加性高斯信道，性能指標的評估采用傳統(tǒng)的解析計算方法就可勝任。然而，許多現(xiàn)代通信系統(tǒng)，尤其是工作環(huán)境十分復雜的無線電通信系統(tǒng)和抗干擾通信系統(tǒng)中，其工作頻率在數(shù)千兆頻帶，電磁波傳播特性也十分復雜，衰落和多徑效應成為系統(tǒng)設計主要問題。相應接收機的復雜性大大提高：例如復雜的同步算法，信道估計和符號檢測，RAKE體系結構以及非線性系統(tǒng)在現(xiàn)代無線電通信中被廣泛采用。對此，傳統(tǒng)的理論解析分析方法都不再總是有效的，對于現(xiàn)代通信系統(tǒng)而言，仿真方法是必需的設計和分析手段。

現(xiàn)代通信網(wǎng)絡和網(wǎng)絡協(xié)議的復雜也是必須采用仿真方法研究的原因。傳統(tǒng)的排隊理論和運籌學可以解決對簡單通信信息流量模型的性能分析和計算問題，但是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡協(xié)議的復雜性已經(jīng)遠遠超出了傳統(tǒng)數(shù)學的分析能力。為了快速、便捷而且準確地對通信網(wǎng)絡協(xié)議性能做出評估，采用基于事件的離散事件仿真方法幾乎是唯一的選擇。采用仿真方法可以避免理論性能分析的障礙，通過系統(tǒng)建模，參數(shù)選擇和調(diào)整，能夠迅速得出系統(tǒng)在模擬真實環(huán)境中的行為表現(xiàn)，從而對所應用的信號處理算法、通信協(xié)議做出評估和改進。

微處理器和數(shù)字信號處理芯片技術的進步在硬件上保證了現(xiàn)代通信系統(tǒng)的實現(xiàn)問題，在此背景下，算法和協(xié)議的軟件實現(xiàn)越來越成為系統(tǒng)功能實現(xiàn)的主要手段。仿真中應用的算法和真實系統(tǒng)中的功能實現(xiàn)算法已經(jīng)融合。同時現(xiàn)代微型計算機的處理能力大大超過了數(shù)年之前的大型計算機，已經(jīng)基本能夠滿足通信仿真軟件和仿真數(shù)值計算對計算機運算能力和存儲空間的需要?，F(xiàn)在，在整個通信業(yè)界，基于仿真技術的系統(tǒng)設計分析已經(jīng)被廣泛采用，成為研究新理論，開發(fā)新技術的主流方法。掌握仿真技術也是通信業(yè)界所必需的技能之一。

二　仿真技術是現(xiàn)代通信實驗必不可少的環(huán)節(jié)

學習和研究現(xiàn)代通信技術是一個理論與實踐相結合的過程。在通信工程實踐環(huán)節(jié)中，仿真技術得到了廣泛的應用。透過仿真技術，通信工程專業(yè)的學生可以學習和研究比傳統(tǒng)通信理論所研究的對象更為復雜，更為接近真實工作環(huán)境的通信模型。而在傳統(tǒng)理論框架中，系統(tǒng)模型必須加以簡化才能得出解析結果。另外，利用仿真技術可以十分方便地修改系統(tǒng)參數(shù)，并且可以很快評估這些參數(shù)變化對系統(tǒng)整體性能的影響。隨著交互式仿真環(huán)境的成熟，設計者利用簡單的程序編寫和系統(tǒng)方框圖建模方法就可以模擬出復雜系統(tǒng)的工作行為，這樣，通信工程師就能夠將主要精力集中在通信系統(tǒng)的設計和本身改進的關注上，而不需將精力浪費在仿真程序，的編程技巧和調(diào)試上。

在復雜工作環(huán)境中，通信系統(tǒng)性能研究的基礎是對傳輸信道的建模仿真問題。因此，信道仿真也就成為了系統(tǒng)評估中所必需的。同時，為了適應復雜的和時變的傳輸環(huán)境，現(xiàn)代通信系統(tǒng)的信號處理算法趨于復雜化。例如采用信道估計自適應算法，多天線技術，智能天線波束成形算法，CDMA蜂窩網(wǎng)絡中的多用戶檢測算法，正交多載波調(diào)制算法，信道編解碼算法等等。這些技術的實現(xiàn)必須依靠高速信號處理芯片和軟件實現(xiàn)。對算法在實際通信環(huán)境中的適應性驗證和評估就必須借助于仿真來完成。

現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，通信協(xié)議設計和驗證幾乎都是基于仿真技術的。為了保證通信的實時性和利用效率，現(xiàn)代通信系統(tǒng)中提出了各種復雜的具有層次結構的通信協(xié)議，從而構成通信網(wǎng)絡。排隊理論和運籌學只能對通信協(xié)議做出簡化的性能估算，與實際系統(tǒng)中的運行往往存在較大差別。由于實際系統(tǒng)行為的復雜性，解析分析幾乎是不可能的，因此，對通信協(xié)議在實際網(wǎng)絡環(huán)境中的評價就成為了網(wǎng)絡協(xié)議仿真分析的主要任務。

現(xiàn)代通信系統(tǒng)的實現(xiàn)也是基于仿真技術的。通信功能的軟件化實現(xiàn)、通信節(jié)點傳輸行為的智能化以及軟件無線電技術本身是計算機技術和通信技術結合的結果。通信系統(tǒng)的電路級設計已經(jīng)從基于純硬件集成電路的模式轉變?yōu)橐钥删幊踢壿嬈骷榫幊虒ο蟮腣HDL軟件編程映射模式。VHDL程序設計和調(diào)試都是以仿真方法完成的。在系統(tǒng)級設計中，系統(tǒng)仿真和系統(tǒng)實現(xiàn)是統(tǒng)一的，仿真算法可以直接映射為DSP的實現(xiàn)代碼。而在更高層的協(xié)議級設計中，通信網(wǎng)絡協(xié)議仿真代碼也就是協(xié)議實現(xiàn)的核心代碼。軟件無線電技術使得通信信號處理方法得到廣泛應用，在基帶信號處理中可以通過軟件實現(xiàn)信號處理變換，得出射頻波束成形，預編碼，自適應均衡，自適應數(shù)字調(diào)制，解調(diào)，信道編解碼，信源編解碼，信息安全算法等等，而對這些算法的仿真算法和實現(xiàn)算法相同，代碼可以直接應用于實際系統(tǒng)中。

現(xiàn)代通信系統(tǒng)的測試設備價格高昂，而且，實際工作中的通信系統(tǒng)往往具有不可測試特性。例如，對營運中的通信網(wǎng)絡性能測試對于高校學生來說是幾乎不可能的，也是營運通信網(wǎng)絡所不允許的。但另一方面，對于通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡的研究是必須有實踐對象的，在這種情況下，通信仿真和網(wǎng)絡仿真是就必然成為唯一的選擇。

總之，現(xiàn)代通信系統(tǒng)是一個復雜巨系統(tǒng)，對現(xiàn)代通信技術的學習和研究必須采用現(xiàn)代系統(tǒng)論的觀點和方法?，F(xiàn)代系統(tǒng)論指出，復雜巨系統(tǒng)往往是非線性系統(tǒng)，對系統(tǒng)的數(shù)學建模已屬不易，對所建立的數(shù)學模型進行解析分析計算基本上是不可能的。對復雜巨系統(tǒng)的研究，關鍵在于把握系統(tǒng)在外界環(huán)境中的交互行為和系統(tǒng)狀態(tài)的變化。對于計算機仿真來說，可以充分利用計算機的數(shù)值計算能力，在解析計算十分困難的情況下，采用相對簡易的數(shù)值計算獲得工程上可用的結果。工程設計的目的是得出符合實際的結果，在這個意義上來說，仿真方法是一條捷徑。

三　仿真是培養(yǎng)學生的學習興趣、創(chuàng)造性思維、建立理論與實踐結合的橋梁

通信工程專業(yè)對學生的數(shù)學基礎要求高，除了傳統(tǒng)微積分知識之外，還要求具有積分變換，概率論和隨機過程、信息論的基本知識，排隊論和離散數(shù)學的基本知識等等。通信工程專業(yè)課程都是建立在這些數(shù)學基礎之上的。對通信工程本科學生的學習調(diào)查結果顯示，大多數(shù)學生是出于對就業(yè)前景憧憬和單純向往選擇了該專業(yè)的。他們對通信工程專業(yè)的

技術素質要求和未來從事的工作性質并不十分了解。于是，雖然學生有很高的學習熱情，但又普遍存在著對數(shù)理基礎知識的輕視和畏懼。抽象的理論和工程實際脫節(jié)是本專業(yè)面臨的教學困境之一：一方面通信系統(tǒng)的復雜性使得實驗室不可能擁有系統(tǒng)級實驗環(huán)境，另一方面通信工程的實際工作環(huán)境正是對系統(tǒng)級的通信網(wǎng)絡設備的設計、運營和維護。如果把通信工程比喻為有血有肉活生生的人，那么通信理論就好比是人的骨架。如此，學生對學習理論知識的畏懼心理就是可以理解的了。如何在通信理論這個骨架上附著血肉，將專業(yè)知識作為活生生的技術事物展現(xiàn)給學生，是專業(yè)課程教師必須思考的問題。學習興趣是通過教學藝術培養(yǎng)出來的，教學藝術不是空洞的，而是具體的適應與專業(yè)特征的方法。學習心理學指出。對于學習成效而言，學生的學習興趣比刻苦精神重要得多。

在多年探索中，我們發(fā)現(xiàn)，對于通信工程專業(yè)的教學實踐，通信仿真方法較成功地成為了理論聯(lián)系實踐的橋梁。首先，仿真方法將純粹的數(shù)學理論知識通過計算機轉化為生動的數(shù)學實驗，成為理論實驗的有效工具。利用仿真方法，通過數(shù)值計算得出生動的曲線圖表，學生可以從中理解數(shù)學理論的實際內(nèi)涵，從而加深對理論知識的理解和掌握。重建學習的興趣。其次，仿真建模分析可以通過相對簡單的仿真過程去對比理論解析結果，將抽象的理論模型通過仿真實現(xiàn)為具體的可以進行行為調(diào)試的軟通信機。通過仿真建模過程，學生既對理論分析有了深入的認識，同時也清楚了實際通信系統(tǒng)的工作原理和系統(tǒng)參數(shù)對通信機性能指標的影響。例如，對調(diào)制解調(diào)的波形及其頻域分析使得學生能夠直觀地感受到調(diào)制解調(diào)的作用，噪聲對傳輸?shù)挠绊懸约案道锶~分析的應用：對糾錯編解碼的仿真可以直接測試出編碼的抗干擾能力；而對信道和通信收發(fā)信機的仿真可以得出信號噪聲功率比對系統(tǒng)傳輸差錯率的曲線關系，并可比較各種調(diào)制制式的性能。這樣，通過仿真實驗將通信理論的核心問題實例化，從而深刻理解理論本身的實質和意義。通過系統(tǒng)仿真，學生可以從理論到數(shù)學建模，再到計算機建模和仿真，在得出結果的過程中，從建模過程和實驗結果中體會通信系統(tǒng)的實質。經(jīng)過這樣的過程，學生就不再視通信系統(tǒng)是抽象的死的東西。

大學教育不僅僅是對專業(yè)知識的灌輸，專業(yè)教育應更加重視創(chuàng)造力的培養(yǎng)。沒有適當?shù)膶嵺`手段和方法，是很難有效地培養(yǎng)創(chuàng)造性，利用仿真手段，學生可以將其頭腦中利用專業(yè)基礎知識和創(chuàng)造靈感得到的系統(tǒng)模型在計算機中加以實現(xiàn)，創(chuàng)造性地構建通信系統(tǒng)，驗證其思想，不斷總結工程經(jīng)驗，驗證系統(tǒng)行為的過程，如此反復，會使得學習的主動性大大提高。創(chuàng)造能力也就在這一生動的實踐活動中逐步培養(yǎng)得以形成。

通信仿真實驗是對傳統(tǒng)硬件軟件實驗的綜合和升華。對于通信工程的學生，具備基本的電子技術知識是十分重要的，尤其是電子技術的實踐經(jīng)驗對于專業(yè)學習和未來的工作能力起著關鍵作用。電路模塊是通信系統(tǒng)的構成元素，線性系統(tǒng)是電路的功能模型，而信號處理則是線性系統(tǒng)理論的應用提升。通信工程專業(yè)是一門系統(tǒng)級的工程學科，通信系統(tǒng)就是通過通信協(xié)議聯(lián)系起來的以信號處理為功能實體的復雜系統(tǒng)。從層次上，只有對傳統(tǒng)的硬件和軟件具有實踐經(jīng)驗的人才能夠真正理解通信系統(tǒng)，也才能在系統(tǒng)仿真中把握物理實質。通信仿真實驗通常是系統(tǒng)級的，即把通信系統(tǒng)模塊視為功能模塊。以協(xié)議聯(lián)系這些模塊，仿真就是考察系統(tǒng)行為的過程。

四　現(xiàn)代通信仿真技術的層次和軟件需求

根據(jù)仿真對象的不同，相應的仿真手段、方法和適用的軟件也有所不同。隨著仿真技術在通信領域的推廣，在通信技術的各層次都產(chǎn)生了相應的仿真工具。通信技術從底至上，大體可以劃分為：電路系統(tǒng)、功能模塊、通信系統(tǒng)方框圖以及通信網(wǎng)絡等幾個層次。

在電路系統(tǒng)層次，工程目標是設計滿足要求的電路系統(tǒng)，對于模擬電路，如設計放大器、頻率綜合器、鎖相環(huán)、變頻、調(diào)制解調(diào)器等等。對于數(shù)字電路，如各種時序邏輯電路、偽隨機碼發(fā)生器、編解碼器等等。在電路系統(tǒng)層次的設計關鍵是電路拓撲設計和電參數(shù)選擇。仿真語言Pspice可以勝任模擬電路領域的設計和仿真問題，集成了Pspice語言的可視化仿真軟件眾多，常用的有EWB、ORCAD、Protel DXP以及最新的Altium(Protel)EDA設計軟件。其中EWB簡單易用，目前已經(jīng)廣泛用于模擬電路課程教學和實驗中，0RCAD和Protel DXP是電路設計的專業(yè)軟件，從電路原理圖設計、原理圖級仿真到印制板圖生成和印制板級仿真都可完成，Altium(Protel)EDA設計軟件則逐漸成為了現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計中從芯片開發(fā)、板級設計、電磁兼容到機電一體化設計整個環(huán)節(jié)的統(tǒng)一仿真設計平臺。數(shù)字電路的設計現(xiàn)在已經(jīng)轉入了大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷r代，主要以VHDL語言作為軟件設計語言，不同廠商為其產(chǎn)品提供了相應的設計和仿真平臺，如Max-Plus Ⅱ等等。對于數(shù)字信號處理芯片(DSP)的設計，也有廠商提供的編程仿真環(huán)境可用，如T1的DSP編程仿真平臺CCS，可完成編程、軟件仿真和目標板硬件仿真直到代碼下載全過程。功能模塊層次的仿真任務是解決通信功能模塊的輸入輸出參數(shù)指標設計問題，也包括模塊內(nèi)部的結構和算法問題。如電磁傳播環(huán)境仿真、信道均衡，波形估計和信號參數(shù)估計，智能天線、編碼調(diào)制等等。在通信系統(tǒng)方框圖層次的任務是根據(jù)設計目標構建通信系統(tǒng)，包括發(fā)信機、信道以及收信機。仿真目標是研究整個通信系統(tǒng)在使用信道環(huán)境下的適應性，如傳輸差錯率性能，抗干擾性能等等。

適用于功能模塊層次和通信系統(tǒng)方框圖層次的仿真軟件眾多，有Matlab／Simulink，Scilab和SystemView等等。其中，SystemView是通信系統(tǒng)專用的系統(tǒng)級仿真軟件，軟件模塊庫提供了全面的通信系統(tǒng)模塊，完成可視化模塊建模后立即可得出仿真結果。Matlab／Simulink則是較為通用的系統(tǒng)仿真和科學計算平臺，幾乎所有理工學科的仿真實驗和數(shù)值計算均可在該平臺上完成。Matlab通過編程可完成算法仿真，Simulink是Matlab的擴展，是可視化方框圖建模仿真工具。Matlab提供了C／C++編譯和C／C++語言的接口，其信號處理工具箱還提供了DSP代碼翻譯接口，將仿真和算法實現(xiàn)統(tǒng)一起來。Scilab是法國國立信息與自動化研究院INRIA開發(fā)的一個開放源碼的免費科學計算仿真軟件，與Matlab相兼容。

在通信網(wǎng)絡層次的仿真問題以通信網(wǎng)絡協(xié)議仿真為主，主要以網(wǎng)絡信息流量和阻塞率指標為參數(shù)。廣為采用的仿真平臺有OPNET和NS，OPNET是商用專業(yè)網(wǎng)絡仿真軟件，工作于Windows平臺，在C++編譯器的支持下，可進行從廣域到局域，有線到無線的全網(wǎng)絡仿真。NS是Linux下的開源軟件，也是廣為應用的網(wǎng)絡仿真平臺。

五　實踐效果評價和建議

仿真技術的應用范文第5篇

關鍵詞：仿真技術 計算機網(wǎng)絡 仿真技術應用

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）07-0000-00

隨著電子計算機和網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，遠程計算機網(wǎng)絡仿真技術的應用變得越來越普及，并且滲透到了越來越廣闊的方面。在這個綜合平臺上，各種新的計算機技術得到施展，并且為世界的發(fā)展作出了杰出的貢獻。

1仿真技術基本知識介紹

網(wǎng)落仿真技術是最近幾年來，伴隨著計算機技術的發(fā)展才逐漸興起的一門新型的技術手段和網(wǎng)絡操作的工具。這種技術是根據(jù)數(shù)學創(chuàng)建模型的原理加上相應的統(tǒng)計學只是，進行虛擬模仿的一種情況，也是進行網(wǎng)絡技術的優(yōu)化、完善和更新創(chuàng)造的一種新型的應用技術。一般情況下，仿真技術所用到的網(wǎng)絡系數(shù)主要包括整體網(wǎng)絡情況的統(tǒng)計以及網(wǎng)絡應用各個環(huán)節(jié)的具體數(shù)據(jù)變化情況等等。運用仿真技術對網(wǎng)絡進行整體的研究和把握，并且給出相應的評價分析的報告可以盡快的找到設計網(wǎng)絡系統(tǒng)的過程中存在的問題，并且能夠在最短的時間內(nèi)制作出一套準確的評估優(yōu)化、改進的方案。這樣的系統(tǒng)必然給整個網(wǎng)絡運行系統(tǒng)以及網(wǎng)絡的管理等帶來了絕對高的效率對外來網(wǎng)絡技術的發(fā)展奠定了強有力的后盾。當前，網(wǎng)絡的仿真技術主要包括對網(wǎng)絡系統(tǒng)進行整體的規(guī)劃、設計相關的網(wǎng)絡程序，開發(fā)新的網(wǎng)絡軟件等等，他們擁有十分獨特的因素：

第一點，網(wǎng)落仿真技術能夠在最短的時間內(nèi)，創(chuàng)作出一套相對比較完善的網(wǎng)絡基礎模型，并且進行模擬使用?；谶@一特點，網(wǎng)絡仿真技術能夠很好的適應網(wǎng)絡的特點和發(fā)展，并且能夠對電腦系統(tǒng)的完善還有運行提供完整的數(shù)據(jù)支撐。第二點，網(wǎng)絡仿真技術不但可以進行網(wǎng)絡的設計和規(guī)劃而且能夠對相關的程序進行仿真處理，從而得到相應的網(wǎng)絡預測方面的數(shù)據(jù)情況，這寫數(shù)據(jù)能夠對網(wǎng)絡設計方案的改進提供一份十分可靠的保障。所以，這種仿真技術在很大程度上避免了以往計算機出現(xiàn)的計算問題以及程序故障問題，它能夠進行職能的選擇和優(yōu)化，將錯誤降到最低處。第三點，網(wǎng)落仿真技術不但可以進行網(wǎng)絡程序的優(yōu)化，改進而且能夠擴大網(wǎng)絡系統(tǒng)的容量。創(chuàng)建更加先進的網(wǎng)絡系統(tǒng)。特別是一些規(guī)模較大的網(wǎng)絡系統(tǒng)設計的過程中有著十分大的好處。第四點，最開始進行仿真技術的應用耗費的資金并不多，而且可以持續(xù)的循環(huán)利用。

雖然，網(wǎng)絡仿真技術有著如此之多的過人之處，可是它也僅僅是一種設計網(wǎng)絡的方式和工具。盡管，它有如此多的有點，可是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡設計的手段仍然不能拋棄，只有將傳統(tǒng)的手段與網(wǎng)落仿真技術相結合起來，才能夠達到十分優(yōu)秀的網(wǎng)絡設計效果，最大程度上避免出現(xiàn)誤差。

2網(wǎng)落仿真技術軟件介紹

2.1 OPNET軟件的簡要介紹

OPNET是OPNET公司創(chuàng)造的一個具有商業(yè)化特征的仿真性軟件，這種軟件擁有很強的建造模型的特點，而且擁有強大的、容量豐富的數(shù)據(jù)庫，而且對外優(yōu)化網(wǎng)絡程序和系統(tǒng)等也十分的先進。它擁有眾多的優(yōu)勢，能夠給眾多的使用者提供仿真服務，創(chuàng)造一個相對真實的環(huán)境。這種仿真技術，主要用于對網(wǎng)絡通信技術的改進還有相關性能的分析，能夠使單獨的端口接收到來自世界各地的網(wǎng)絡信息而且使用的通信系統(tǒng)十分的完善。特別是OPNET使用詳細的協(xié)議模型還有相關的數(shù)據(jù)分析等都可以對不同規(guī)模的通信網(wǎng)絡、普通的網(wǎng)絡系統(tǒng)等進行快速的建模和模擬。當前，這款軟件作為作為網(wǎng)絡仿真工具中十分優(yōu)秀的軟件，它在網(wǎng)絡仿真的環(huán)境中應用的十分廣泛。

2.2 OPNET的網(wǎng)絡建模環(huán)境介紹

OPNET的建模環(huán)境主要分為三個層次，它們分別為網(wǎng)絡層面、各個節(jié)點的層面、以及發(fā)展階段的層面。與此同時還會提供相應的編輯器。這些編輯器對該仿真技術的發(fā)展和建模有著重要的作用。在這三種不同的層次中，OPNET的網(wǎng)絡模型確定了網(wǎng)絡的物理環(huán)境并且對每一個節(jié)點進行了分析和定位，找到了各個節(jié)點之間的聯(lián)系。并且繪制出相應的圖形。這些模型能夠描述系統(tǒng)的發(fā)展情況以及協(xié)議還有各個子系統(tǒng)與主系統(tǒng)之間的相互作用的關系。然后再有這一仿真軟件對其每一個環(huán)節(jié)進行定義并且提出多樣的建模方案。

3網(wǎng)絡仿真技術未來發(fā)展走向

這些年來，伴隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡程序的逐漸復雜化，使得網(wǎng)絡規(guī)模日趨壯大，網(wǎng)絡技術的發(fā)展越來越需要網(wǎng)絡仿真技術的支持和保障。當前，網(wǎng)落仿真技術作為一種全新的網(wǎng)絡設計工具以及程序優(yōu)化方法，能夠采用獨特的方法對網(wǎng)絡技術進行改進。現(xiàn)如今已經(jīng)成為了支持網(wǎng)絡技術不斷發(fā)展、革新的重要工具?？v觀國內(nèi)外關于網(wǎng)落仿真技術的研究，越來越全面并且波及的行業(yè)也越來越廣，由此可以推算伴隨著網(wǎng)絡程序的不斷復雜化、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的不斷繁瑣，網(wǎng)落仿真技術將有更加廣闊的發(fā)展和應用的前景。我國關于網(wǎng)絡仿真技術的研究比較晚，但是仍然在不懈的努力。

4 結語

仿真技術作為一種重要的計算機應用技術，對于各行各業(yè)的貢獻都十分的巨大。它不但能夠對網(wǎng)絡進行總體的規(guī)劃，而且還能夠減少網(wǎng)絡建設過程中出現(xiàn)的問題，提高決策的準確性和精確度。其對科學、醫(yī)學、計算機、教育、通信等行業(yè)的貢獻不可小覷。在未來的發(fā)展過程中仿真系統(tǒng)以其直觀、便捷、人性化等諸多優(yōu)點，在更多領域發(fā)揮作用，其技術也會變得更加的強大以及科學化。

參考文獻

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