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基于flash的力学实验的仿真系统

基于flash的力学实验的仿真系统
基于flash的力学实验的仿真系统

编号 2010212425

毕业论文

( 2014 届本科)

题目:基于flash的力学实验的仿真系统

学院:物理与机电工程学院

专业:物理学

作者姓名:

指导教师:职称:讲师

完成日期: 2014 年 5 月 10 日

二○一四年五月

目录

基于Flash的大学物理力学实验仿真系统的开发 (1)

摘要: (1)

关健词: (1)

0引言 (1)

1系统设计主线 (2)

1.1实验预习系统 (4)

1.2仿真模拟系统 (8)

1.3数据处理部分 (9)

2 软件系统功能分析 (12)

2.1导航功能 (12)

2.2操作简便、界面清晰 (13)

3系统开发的意义与不足 (13)

3.1系统开发的意义 (13)

3.2系统开发的不足及改进之处 (14)

4结束语 (14)

参考文献: (15)

致谢 (16)

基于Flash的大学物理力学实验仿真系统的开发

摘要:Flash软件具有良好的动画模拟功能和良好的数据运算功能,本设计基于此点将大学物理实验中的八个经典力学实验以Flash为平台进行了简单仿真并着重对其数据处理系统进行了开发。帮助学习者提高对基础物理实验的自学能力、实际操作能力和数据处理能力,为后续开设的实验课程打下良好的基础。

关健词:Flash;大学物理实验;实验仿真;生成图像

Abstract:Flash software has a good function of animation simulation and good data operation.This design is based on the eight classical mechanics experiments in college physics experiments and conducted a simple simulation by the Flash platform. It focus on the development of its data processing system.On the one hand,it helps learners to improve the ability of self-learning about basic physics experiment,on the other hand, people can acquire actual capacities of operation and data processing . In brief ,learners should lay a good foundation for the subsequent courses in experiments.

Keywords:Flash;universityphysics experiment;experimental preparation;image

0引言

目前,以计算机技术为基础的仿真实验已经成为高校物理实验教学的一个新亮点。仿真实验是利用计算机创建的一个可视化操作环境,在这种环境中学生可以进行各种实验,达到与真实实验相一致的教学目的。实践表明,将仿真物理实验应用于教学可以弥补传统实验教学的不足,提高实验教学效果。为了开发出符合学校物理实验教学要求的仿真实验,更好的发挥仿真实验的优势。学生可进行各种实验,达到与真实实验相一致的教学要求和目的,它具有仿真性,交互性等特点。

实验,是多数理工类课程和应用类课程的重要一环,对培养学生的观察和实验能力,实事求是的科学态度,引起学习兴趣都有不可替代的作用。实验教学正是通过让学生亲自动手操作,观察事物发展及变化,加深理解和认识从而使观察、思维、分析能力和创新精神得到培养和提高。实验教学一直是网络教育的一个薄弱环节。迫切需要建立多种实用、高效的网上虚拟实验室。利用网上虚拟实验室进行教学,可以解决传统实验教学方式在时间和空间上的限制,大大节约实验成本和经费。并可更好地培

养学生的自学及创新能力。随着远程教育的不断普及,网上虚拟实验室也必将得到越来越广泛的应用。

大学物理实验一般划分为三个阶段,实验前的预习阶段、实验操作、完成实验报告阶段。在实际教学整个过程中, 普遍存在一些难以解决的问题,不仅影响了学生对实验的兴趣,还影响了实验课的教学效果。首先是预习阶段。学生虽然有充足的时间,但限于理论上的了解,而对实验仪器的工作原理和各功能键的倩方法很难掌握。进入实验室后,学生虽然能亲眼看到实物,但也存在由仪器名称的确认、实验原理与仪器间的联系、仪器及其控件的功能和继操作及伴随操作出现的实验现象等诸多问题。其次是完成实验报告阶段。实验报告是对所做实验进行分析、总结, 主要依据实验数据处理的基本方法和基本理论对实验所获取的数据进行分析, 总结物理规律。所以,学生是否掌握数据处理的基本方法和基本理论对实验所获取的数据进行分析,总结物理规律。所以, 学生是否掌握数据处理及误差理论是能否很好地完成实验报告的关键。然而,在总课时有限的情况下,为了让学生有足够多的实验操作课时,只有压缩误差理论的教学课时( 我们的误差理论只有2 个课时) ,教师在上课时,只能高度概括地把数据处理的方法和基本理论灌输给学生,使学生难以真正理解数据处理的方法,对误差和有效数字的概念还很模糊。直至实验课时快完成一半后学生才能基本掌握数据处理的基本方法。这样大大影响了物理实验的教学效果。而且在物理实验过程中,通常对数据采用手工处理的方法,但是有些数据处理较为复杂,手工计算比较困难,而且会引入人为误差。针对大学基础物理实验中存在的这些问题,本设计借用flash优越的数据处理功能和友好的界面制作出实用的实验自学系统,帮助学生提高对基础物理实验的自学能力、实验操作能力和数据处理能力,为后续开设的实验课程打下良好的基础。

1系统设计主线

设计主线是以Flash为载体,对大学物理实验中长度测量、用单摆测量重力加速度、自由落体运动、倾斜气垫导轨上滑块运动的研究、牛顿第二定律的验证、碰撞试验、转动惯量的测定、弹簧振子的研究八个经典力学实验进行实验预习系统、仿真模拟系统、数据处理系统和图像处理系统的开发。

Flash是一种用于互联网的动画编程语言。它采用了网络流式媒体技术,突破了网络带宽的限制,可以在网络上更快速地播放动画,实现动画交互;发挥个人的创造性和想象力;提供更为精美的网页界面。SWF文件在播放时非常方便,只需安装一个播

放器就可以了。除此之外,Flash作品还可以打包成可执行文件,可以在没有安装浏览器插件、没有安装Flash播放器的环境中运行。

根据当前实验所存在的问题和flash软件特点,我们对每个实验分三部分设计大学物理力学实验数据处理系统,具体框架如图1。

图1 系统总体设计框架图

本系统简单介绍了实验的背景、实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容和注意事项等,着重对预习系统、试验过程仿真模拟以及实验数据处理系统进行了开发。

1.1实验预习系统

传统的实验教学,一般在实验前学生阅读有关内容,了解实验的内容和操作方法 ,然后到实验室做实验。为了强化预习对实验教学的作用在课前对学生的预习情况进行检查,本系统在实验预习模块中加入了测验部分,同时后期可与数据库相结合,对学生的掌握情况进行管理和统计,如图2。

实验预习中的题目既包括与实验内容相关的专业知识也包括实验中的操作过程和注意事项,对学生的实验预习进行全面的考察。此部分主要是针对几个实验对应的知识点的掌握进行测评,从而使学习者明白哪方面不足,还有待进一步提高。促使学习者完善知识体系。

1.1.1判断题界面

提交界面如图3所示,判断界面如图4所示

图2 预习系统操作界面

1.1.2 填空题界面

填空题提交界面如图5所示,填空题判断界面如图6所示。

图3 判断题提交界面

图4 判断题判断界面

图5填空题提交界面

图6填空题判断界面

1.1.3 连线题界面

连线题提交界面如图7所示,连线题判断界面如图8所示。

图7 连线题提交界面

图8 连线题判断界面

1.2仿真模拟系统

随着教育信息化的不断深入,如何更好地优化教学过程、使信息技术和课程真正整合在一起便显得尤为重要。物理课堂由于其教学内容的特殊性,往往需要做大量的实验。传统的教学方式是教师在讲台上做演示,学生在下面观察,观察完后学生分成小组动手做实验。但对于偏远山区一些条件不好的学校,器材条件严重不足,另外有些实验本身具有危险性、不可重复性,且教师在实验室操作演示时,由于空间的限制学生无法细致地观察到实验的过程,这样学生在认识上的模糊就可能会导致独立操作实验的失败。还有些实验材料的采集工作非常困难,重复的实验操作也会造成大量人力、物力、财力的耗费,由于时间和教学经费的限制,实验教学的目标就难以实现。为了突破这些难题,仿真实验能够提供形象逼真的实验器材和实验材料,生动地模拟实验操作过程,成为实验教学的一种扩展。

本系统充分发挥虚拟实验开放性、经济性、交互性、重用性、安全性、抗干扰性、实用性、普及性。以系统中的“弹簧振子的研究”实验为例,首先对实验的背景和实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容、注意事项都做了详细介绍。动画部分克服了实验对环境的严格要求,完全模拟了真空状态下的实验过程,并且,在动画中可以随意的设定弹簧劲度系数和弹簧振子质量,在动画右上方的秒表形象地反映出振动,如图9。

图9 实验模拟操作界面

1.3数据处理部分

对数据处理方法理论的掌握与否直接关系到学生能否用科学的方法对实验所获取的数据进行分析、总结、绘图,从而得出物理规律,以达到实验目的。

ActionScript是用于控制Flash动画的高级后台编程语言,它既可以控制动画的播放亦可以与文本对话框结合进行简单的数据运算。

本系统数据处理方法有:求解简单方程、逐差法、最小二乘法、不确定度等 ,每个实验对应不同运算程序。例如“牛顿第二定律的验证”实验采用最小二乘法来处理数据,然后在做出测量次数与实验数据之间的关系图像。

具体过程为,首先建立与测量数据对应的输入文本框进行数据收集,并对每一个文本框定义变量。再将ActionScript2.0运算符代码写入按钮动作进行运算,部分代码如下:

on (press) {

a1 = (Math.pow(Number(d), 2))*((1/(Math.pow(Number(tb1),

2))-(1/(Math.pow(Number(ta1), 2)))));

a2 = (Math.pow(Number(d), 2))*((1/(Math.pow(Number(tb2),

2))-(1/(Math.pow(Number(ta2), 2)))));

a3 = (Math.pow(Number(d), 2))*((1/(Math.pow(Number(tb3),

2))-(1/(Math.pow(Number(ta3), 2)))));

a4 = (Math.pow(Number(d), 2))*((1/(Math.pow(Number(tb4),

2))-(1/(Math.pow(Number(ta4), 2)))));

a5 = (Math.pow(Number(d), 2))*((1/(Math.pow(Number(tb5),

2))-(1/(Math.pow(Number(ta5), 2)))));

a6 = (Math.pow(Number(d), 2))*((1/(Math.pow(Number(tb6),

2))-(1/(Math.pow(Number(ta6), 2)))));

f1 =

Number(m01)*9.801-b*((Number(va1)+Number(vb1))/2)-Number(m01)*(9.801-a1)*c ;

f2 =

Number(m02)*9.801-b*((Number(va2)+Number(vb2))/2)-Number(m02)*(9.801-a2)*c ;

f3 =

Number(m03)*9.801-b*((Number(va3)+Number(vb3))/2)-Number(m03)*(9.801-a3)*c ;

f4 =

Number(m04)*9.801-b*((Number(va4)+Number(vb4))/2)-Number(m04)*(9.801-a4)*c ;

f5 =

Number(m05)*9.801-b*((Number(va5)+Number(vb5))/2)-Number(m05)*(9.801-a5)*c ;

f6 =

Number(m06)*9.801-b*((Number(va6)+Number(vb6))/2)-Number(m06)*(9.801-a6)*c ;

}

on (press) {

m = Number(m1)+Number(M)+Number(zhehe);

a7 = (a1+a2+a3+a4+a5+a6)/6;

beita =

((Number(a1)-a7)*f1+(Number(a2)-a7)*f2+(Number(a3)-a7)*f3+(Number(a4)-a7)* f4+(Number(a5)-a7)*f5+(Number(a6)-a7)*f6)/(Math.pow((Number(a1)-a7),

2)+Math.pow((Number(a2)-a7), 2)+Math.pow((Number(a3)-a7),

2)+Math.pow((Number(a4)-a7), 2)+Math.pow((Number(a5)-a7),

2)+Math.pow((Number(a6)-a7), 2));

}

(由于张掖地区与北京纬度相近,故在本次计算中取北京重力加速度值

9.801m/s2。)

计算完毕后,添加对应的动态文本框对运算结果进行输出。由于本次试验是一个验证型的实验,在本模块的最后对最后运算值与真值进行比较,对结果进行分析。部分代码如下:

on (press) {

x1 = beita-m;

if (Math.abs(x1)<3) {

x2 = "恭喜!测量结果和牛顿第二运动定律的预期值是一致的。";

} else {

x2 = "测量结果于预期值存在一定偏差,请重试。"

}

}

生成图像代码如下:

on (press) {

gotoAndStop(22)

lineStyle(2 ,ox3535ff ,90);

moveTo(190,ydy-t1*3);

lineTo(235,ydy-t2*3);

moveTo(235,ydy-t2*3);

lineTo(280,ydy-t3*3);

moveTo(280,ydy-t3*3);

lineTo(325,ydy-t4*3);

moveTo(325,ydy-t4*3);

lineTo(370,ydy-t5*3);

moveTo(370,ydy-t5*3);

lineTo(415,ydy-t6*3);

lineStyle(2 ,ox000000 ,90);

moveTo(625,ydy-l11*3);

lineTo(670,ydy-l21*3);

moveTo(670,ydy-l21*3);

lineTo(715,ydy-l31*3);

moveTo(715,ydy-l31*3);

lineTo(760,ydy-l41*3);

moveTo(760,ydy-l41*3);

lineTo(805,ydy-l51*3);

moveTo(805,ydy-l51*3);

lineTo(850,ydy-l61*3);

}

生成图像如图10所示:

2 软件系统功能分析

2.1导航功能

本系统界面功能介绍清晰,方便用户使用,而且每一页都有清晰明确的导航。内容按模块的方式组织,结构层次清晰明确,符合逻辑和认知规律,如图11。

(1)页面导航实现连续翻页和向头尾跳转。

(2)层次结构导航实现下层向主页的跳转和主界面向下层的跳转, 将同时在各个界面都可以导航软件的使用。

(3)在首页导航界面有音乐播放器(MP3)和实验后的课后娱乐(飞机大战)。

(4)功能导航有时为使用者提供使用说明。

图10 图像生成界面

2.2操作简便、界面清晰

操作界面的设计仓库WEB 的设计风格,非常漂亮,色彩显示以蓝绿为主色调,背景采用黄绿保护色有助于防止长时间看电子版资料造成的眼疲劳和近视。 3系统开发的意义与不足

3.1系统开发的意义

Flash 动画应用到物理实验中, 对激发学生对物理实验的兴趣起着重要的作用。特别是flash 通过代码实现的优越的数据处理功能有助于学生数据处理能力的培养, 我们相信应用此系统将有助于学习者实验设计能力、 独立思考能力、 计算机应用能力和误差分析能力等综合实验能力的提高, 为学习者今后参加专业实验及学生创新思维的发展打下坚实的基础。另外,运用flash 系统开发出的大学物理力学实验数据处图11系统导航界面

理系统有一个友好的图形用户界面,操作该系统,使用者无需任何专业计算机数值处理知识就可以应用。

3.2系统开发的不足及改进之处

由于时间和条件所限,加上作者技术水平有限,本文在某些方面还存在不足之处。首先,开发出来的实验还不够细腻,环境不够逼真,在动作交互设计方面也有所简化。今后还应该从以下两个方面继续努力:

1.积极扩展实验,完善系统。本文主要介绍了力学实验中的其中八个实验的仿真模拟及数据处理系统的开发,大学力学物理实验内容较多,还需要不断增加。

2.将仿真实验积极应用于教学实践。从实践中得到反馈信息,确定仿真实验中的缺点与不足,进一步改进。同时,要在教学实践中积极探索仿真实验辅助实验教学的新模式,使仿真实验能切实提高教学效果。

4结束语

实践证明,基于flash的大学物理实验数据处理系统能够圆满的完成大学物理各实验室的数据处理、分析工作,从而减轻实验者的计算任务并帮助其找到实验中可能存在的误差;在科学研究上可以帮助科研工作者减少大量的复杂数学运算。对一些大型或者精密测量领域,修改该系统就能够提供很好的实验依据,提高实验准确性和降低实验重复性。

在四年的大学本科学习过程中,学院里的老师都从各方面一直给予我热心的帮助和指导,使我的知识与技能得到了很大的提高。在这里本人向我们学院的所有领导和老师致以衷心的感谢!

感谢我的毕业设计指导老师,在做毕业设计期间,得到他很大的帮助,并且教会了我很多Flash的知识和开发经验,而且他那严谨的学术态度和对学生孜孜不倦的精神令我非常感动,再一次向他致敬!

参考文献:

[1]孔德伟,何晓霞.Flash cs3 ActionScript 3.0 高级编程与实例详解[M].北京:中国铁道出版社,2008.

[2]吴东伟,张益成等.ActionScript 3.0编程技术实战宝典[M].北京:清华大学出版社,2010.

[3]梁瑞仪,梁斌等.Flash多媒体课件制作教程[M].北京:清华大学出版社,2010.

[4]李秀玲.计算机虚拟实验模拟训练系统的设计[J].软件,2012.04.

[5]黄熙岱.培养学生实验操作能力的研究[J].中国教育技术装备,2010.33 .

[6]安小龙.Flash动画艺术设计案例教程.清华大学出版社.2010.06.

[7]周京燕,黄海琪.FLASH MX全新网上动画大制作[M].北京:中国宇航出版社,2003:12-22.

[8]金盛恩.Flash动画设计150例[M].北京:电子工业出版社,2009:06-14.

[9] 陈冰.Flash第一步Action Script编程骗[M].北京:清华大学出版社,2006.

[10]康有明,吴东伟.FLASH CS3标准教程[M].北京:清华大学出版社,2008:01-05.

[11]王慧萍.Flash游戏设计与制作[M].北京:高等教育出版社,2008.

[12]朱永金.用FLASH制作交互式课件[J].四川职业技术学院,2004,01(38):245-316.

[13]姚斌.Flash制作元素周期表的拼图游戏[J].化学教学报,2003,02(28):47-633.

[14]尹小港.FLASH网络动画[M].北京:人民邮电出版社,2007:01-07.

[15]余燕芳.基于WEB和FLASH交互式仿真课件设计[J].中国科学信息报,2010,01(145):391-434.

致谢

毕业论文暂告收尾,这也意味着我大学的四年的学习生活既将结束。回首过往,自己一生最宝贵的时光能于这样的校园之中,能在众多学富五车、才华横溢的老师们的熏陶下度过,实是荣幸之极。在这四年的时间里,我在学习上和思想上都受益非浅。这除了自身努力外,与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。论文的写作是枯燥艰辛而又富有挑战的,但是我却从中学到了很多。

非常感谢贺老师在我大学的最后学习阶段——毕业设计阶段给自己的指导,从最初的定题,到资料收集,到写作、修改,到论文定稿,他给了我耐心的指导和无私的帮助。为了指导我们的毕业论文,他放弃了自己的休息时间,他的这种无私奉献的敬业精神令人钦佩,在此我向他表示我诚挚的谢意。同时,感谢所有任课老师和所有同学在这四年来给自己的指导和帮助,是他们教会了我专业知识,教会了我如何学习,教会了我如何做人。正是由于他们,我才能在各方面取得显著的进步,在此向他们表示我由衷的谢意,并祝所有的老师培养出越来越多的优秀人才,桃李满天下!

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系统仿真综合实验指导书(2011.6)

系统仿真综合实验指导书 电气与自动化工程学院 自动化系 2011年6月

前言 电气与自动化工程学院为自动化专业本科生开设了控制系统仿真课程,为了使学生深入掌握MATLAB语言基本程序设计方法,运用MATLAB语言进行控制系统仿真和综合设计,同时开设了控制系统仿真综合实验,30学时。为了配合实验教学,我们编写了综合实验指导书,主要参考控制系统仿真课程的教材《自动控制系统计算机仿真》、《控制系统数字仿真与CAD》、《反馈控制系统设计与分析——MATLAB语言应用》及《基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用》。

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2. >>y=@(x)x(1)^2-2*x(1)+x(2);ff=optimset;https://www.doczj.com/doc/3b565561.html,rgeScale='off';ff.TolFun=1e-30;ff.Tol X=1e-15;ff.TolCon=1e-20;x0=[1;1;1];xm=[0;0;0];xM=[];A=[];B=[];Aeq=[];Beq=[];[ x,f,c,d]=fmincon(y,x0,A,B,Aeq,Beq,xm,xM,@wzhfc1,ff) Warning: Options LargeScale = 'off' and Algorithm = 'trust-region-reflective' conflict. Ignoring Algorithm and running active-set algorithm. To run trust-region-reflective, set LargeScale = 'on'. To run active-set without this warning, use Algorithm = 'active-set'. > In fmincon at 456 Local minimum possible. Constraints satisfied. fmincon stopped because the size of the current search direction is less than twice the selected value of the step size tolerance and constraints are satisfied to within the selected value of the constraint tolerance. Active inequalities (to within options.TolCon = 1e-20): lower upper ineqlin ineqnonlin 2 x = 1.0000 1.0000 f =

电子科技大学集成电路原理实验CMOS模拟集成电路设计与仿真王向展

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一、实验名称:CMOS模拟集成电路设计与仿真 二、实验学时:4 三、实验原理 1、转换速率(SR):也称压摆率,单位是V/μs。运放接成闭环条件下,将一个阶跃信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得运放的输出上升速率。 2、开环增益:当放大器中没有加入负反馈电路时的放大增益称为开环增益。 3、增益带宽积:放大器带宽和带宽增益的乘积,即运放增益下降为1时所对应的频率。 4、相位裕度:使得增益降为1时对应的频率点的相位与-180相位的差值。 5、输入共模范围:在差分放大电路中,二个输入端所加的是大小相等,极性相同的输入信号叫共模信号,此信号的范围叫共模输入信号范围。 6、输出电压摆幅:一般指输出电压最大值和最小值的差。 图 1两级共源CMOS运放电路图 实验所用原理图如图1所示。图中有多个电流镜结构,M1、M2构成源耦合对,做差分输入;M3、M4构成电流镜做M1、M2的有源负载;M5、M8构成电流镜提供恒流源;M8、M9为偏置电路提供偏置。M6、M7为二级放大电路,Cc为引入的米勒补偿电容。 其中主要技术指标与电路的电气参数及几何尺寸的关系:

转换速率:SR=I5 I I 第一级增益:I I1=?I I2 I II2+I II4=?2I I1 I5(I2+I3) 第二级增益:I I2=?I I6 I II6+I II7=?2I I6 I6(I6+I7) 单位增益带宽:GB=I I2 I I 输出级极点:I2=?I I6 I I 零点:I1=I I6 I I 正CMR:I II,III=I II?√5 I3 ?|I II3|(III)+I II1,III 负CMR:I II,III=√I5 I1+I II5,饱和 +I II1,III+I II 饱和电压:I II,饱和=√2I II I 功耗:I IIII=(I8+I5+I7)(I II+I II) 四、实验目的 本实验是基于微电子技术应用背景和《集成电路原理与设计》课程设置及其特点而设置,为IC设计性实验。其目的在于: 根据实验任务要求,综合运用课程所学知识自主完成相应的模拟集成电路设计,掌握基本的IC设计技巧。 学习并掌握国际流行的EDA仿真软件Cadence的使用方法,并进行电路的模拟仿真。 五、实验内容 1、根据设计指标要求,针对CMOS两级共源运放结构,分析计算各器件尺寸。 2、电路的仿真与分析,重点进行直流工作点、交流AC和瞬态Trans分析,能熟练掌握各种分析的参数设置方法与仿真结果的查看方法。 3、电路性能的优化与器件参数调试,要求达到预定的技术指标。

虚拟仿真(虚拟现实)实验室解决方案设计

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决 方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟,人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师,在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性! 下面请跟随数虎图像一起,让我们从头开始认识虚拟现实实验室。【虚拟现实实验室系统组成】: 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键,而要建立一个完整的虚拟现实系统,首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征,并结合多年的虚拟现实实验室建设经验,最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成:

虚拟现实开发平台: 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台,一般包括两个部分,一是硬件开发平台,即高性能图像生成及处理系统,通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站;另一部分为软件开发平台,即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分,负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台,同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转,与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此,虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少,而且至关重要。 虚拟现实显示系统: ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中,通常有多种显示系统或设备,比如:大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统,

系统仿真实验报告

中南大学系统仿真实验报告 指导老师胡杨 实验者 学号 专业班级 实验日期 2014.6.4 学院信息科学与工程学院

目录 实验一MATLAB中矩阵与多项式的基本运算 (3) 实验二MATLAB绘图命令 (7) 实验三MATLAB程序设计 (9) 实验四MATLAB的符号计算与SIMULINK的使用 (13) 实验五MATLAB在控制系统分析中的应用 (17) 实验六连续系统数字仿真的基本算法 (30)

实验一MATLAB中矩阵与多项式的基本运算 一、实验任务 1.了解MATLAB命令窗口和程序文件的调用。 2.熟悉如下MATLAB的基本运算: ①矩阵的产生、数据的输入、相关元素的显示; ②矩阵的加法、乘法、左除、右除; ③特殊矩阵:单位矩阵、“1”矩阵、“0”矩阵、对角阵、随机矩阵的产生和运算; ④多项式的运算:多项式求根、多项式之间的乘除。 二、基本命令训练 1.eye(m) m=3; eye(m) ans = 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2.ones(n)、ones(m,n) n=1;m=2; ones(n) ones(m,n) ans = 1 ans = 1 1

3.zeros(m,n) m=1,n=2; zeros(m,n) m = 1 ans = 0 0 4.rand(m,n) m=1;n=2; rand(m,n) ans = 0.8147 0.9058 5.diag(v) v=[1 2 3]; diag(v) ans = 1 0 0 0 2 0 0 0 3 6.A\B 、A/B、inv(A)*B 、B*inv(A) A=[1 2;3 4];B=[5 6;7 8]; a=A\B b=A/B c=inv(A)*B d=B*inv(A) a = -3 -4 4 5 b = 3.0000 -2.0000 2.0000 -1.0000

《控制系统计算机仿真》实验指导书

实验一 Matlab使用方法和程序设计 一、实验目的 1、掌握Matlab软件使用的基本方法; 2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句 3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制 4、熟悉Matlab程序设计的基本方法 二、实验内容 1、帮助命令 使用help命令,查找sqrt(开方)函数的使用方法; 2、矩阵运算 (1)矩阵的乘法 已知A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 求A^2*B (2)矩阵除法 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3]; A\B,A/B (3)矩阵的转置及共轭转置 已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i]; 求A.', A' (4)使用冒号选出指定元素 已知:A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; 求A中第3列前2个元素;A中所有列第2,3行的元素; (5)方括号[] 用magic函数生成一个4阶魔术矩阵,删除该矩阵的第四列 3、多项式 (1)求多项式p(x) = x3 - 2x - 4的根 (2)已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] , 求矩阵A的特征多项式; 求特征多项式中未知数为20时的值; 4、基本绘图命令 (1)绘制余弦曲线y=cos(t),t∈[0,2π] (2)在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5),t∈[0,2π] 5、基本绘图控制 绘制[0,4π]区间上的x1=10sint曲线,并要求: (1)线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号; (2)坐标轴控制:显示范围、刻度线、比例、网络线 (3)标注控制:坐标轴名称、标题、相应文本; 6、基本程序设计 (1)编写命令文件:计算1+2+?+n<2000时的最大n值; (2)编写函数文件:分别用for和while循环结构编写程序,求2的0到n次幂的和。 三、预习要求 利用所学知识,编写实验内容中2到6的相应程序,并写在预习报告上。

过程控制系统仿真实验指导

过程控制系统Matlab/Simulink 仿真实验 实验一 过程控制系统建模 ............................................................................................................. 1 实验二 PID 控制 ............................................................................................................................. 2 实验三 串级控制 ............................................................................................................................. 6 实验四 比值控制 ........................................................................................................................... 13 实验五 解耦控制系统 . (19) 实验一 过程控制系统建模 指导内容:(略) 作业题目一: 常见的工业过程动态特性的类型有哪几种?通常的模型都有哪些?在Simulink 中建立相应模型,并求单位阶跃响应曲线。 作业题目二: 某二阶系统的模型为2 () 22 2n G s s s n n ?ζ??= ++,二阶系统的性能主要取决于ζ,n ?两个参数。试利用Simulink 仿真两个参数的变化对二阶系统输出响应的影响,加深对二阶 系统的理解,分别进行下列仿真: (1)2n ?=不变时,ζ分别为0.1, 0.8, 1.0, 2.0时的单位阶跃响应曲线; (2)0.8ζ=不变时,n ?分别为2, 5, 8, 10时的单位阶跃响应曲线。

Multisim模拟电路仿真实验

实验19 Multisim 数字电路仿真实验 1.实验目的 用Multisim 的仿真软件对数字电路进行仿真研究。 2.实验内容 实验19.1 交通灯报警电路仿真 交通灯故障报警电路工作要求如下:红、黄、绿三种颜色的指示灯在下 列情况下属正常工作,即单独的红灯指示、黄灯指示、绿灯指示及黄、绿灯 同时指示,而其他情况下均属于故障状态。出故障时报警灯亮。 设字母R 、Y 、G 分别表示红、黄、绿三个交通灯,高电平表示灯亮, 低电平表示灯灭。字母Z 表示报警灯,高电平表示报警。则真值表如表 19.1所示。 逻辑表达式为:RY RG G Y R Z ++= 若用与非门实现,则表达式可化为:RY RG G Y R Z ??= Multisim 仿真设计图如图19.1所示: 图19.1的电路图中分别用开关A 、B 、C 模拟控制红、黄、绿灯的亮暗,开关接向高电平时表示灯亮,接向低电平时表示灯灭。用发光二极管LED1的亮暗模拟报警灯的亮暗。另外用了一个5V 直流电源、一个7400四2输入与非门、一个7404六反相器、一个7420双4输入与非门、一个500 表19.1 LED_red LED1 图19.1

欧姆电阻。 在模拟实验中可以看出,当开关A、B、C中只有一个拨向高电平,以及B、C同时拨向高电平而A拨向低电平时报警灯不亮,其余情况下报警灯均亮。 实验19.2数字频率计电路仿真 数字频率计电路(实验13.3)的工作要求如下:能测出某一未知数字信号的频率,并用数码管显示测量结果。如果用2位数码管,则测量的最大频率是99Hz。 数字频率计电路Multisim仿真设计图如图19.2所示。其电路结构是: 用二片74LS90(U1和U2)组成BCD码100进制计数器,二个数码管U3和U4分别显示十位数和个位数。四D触发器74LS175(U5)与三输入与非门7410(U6B)组成可自启动的环形计数器,产生闸门控制信号和计数器清0信号。信号发生器XFG1产生频率为1Hz、占空比为50%的连续脉冲信号,信号发生器XFG2产生频率为1-99Hz(人为设置)、占空比为50%的连续脉冲信号作为被测脉冲。三输入与非门7410(U6A)为控制闸门。 运行后该频率计进行如下自动循环测量: 计数1秒→显示3秒→清零1秒→…… 改变被测脉冲频率,重新运行。

远程虚拟仿真实验室教学系统

电力电子虚拟仿真教学实验平台 实验室建设背景 目前的高等教育中,越来越强调对学生实践能力的培养,实验教育成为理工科教育的一个至关重要的环节。然而,随着各学科实验项目和学生人数的增多,传统的电气实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求,在教学和学生使用上的不便之处也慢慢凸现出来。如何解决传统实验教学资源分配不足、实验方式过于刻板、实验器材维护费时费力、实验内容固定难以拓展等问题,是目前新工科建设、课程改革内容中一个讨论的热点。 在对创新型实验建设的需求日益明确之际,仿真实验教学的概念开始成为学校关注的重点。仿真教学实验是一种基于软件技术构建的虚拟实验教学系统,是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化,为开设各种专业实验课程提供了全新的教学与科研环境。因此建设仿真实验室可以与实物实验室互补,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点。近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些高科技的仿真实验室。 远宽解决方案 远宽能源除了将仿真技术应用于科研与工业测试,也率先将该技术引入到了教学实验室建设中。对于不同的实验内容与实验类型,远宽能源提出了如下的仿真实验建设的解决方案:实时仿真实验和远程虚拟仿真实验。

1. 实时仿真实验 远宽能源将先进的FPGA小步长实时仿真技术应用到教学实验室建设中,小步长实时仿真技术使它能够覆盖电力电子、电机驱动、新能源等多个电力电子相关应用的创新教学实验以及研究的需求。基于图形化系统建模,模型一键下载,无需FPGA编程编译,大大增强了产品的易用性;同时实验平台还配置了硬件控制器(TI的DSP或者NI的GPIC),和仿真器构成完整的闭环系统。实时仿真实验系统如下图所示:

控制系统仿真实验报告

哈尔滨理工大学实验报告 控制系统仿真 专业:自动化12-1 学号:1230130101 姓名:

一.分析系统性能 课程名称控制系统仿真实验名称分析系统性能时间8.29 地点3# 姓名蔡庆刚学号1230130101 班级自动化12-1 一.实验目的及内容: 1. 熟悉MATLAB软件的操作过程; 2. 熟悉闭环系统稳定性的判断方法; 3. 熟悉闭环系统阶跃响应性能指标的求取。 二.实验用设备仪器及材料: PC, Matlab 软件平台 三、实验步骤 1. 编写MATLAB程序代码; 2. 在MATLAT中输入程序代码,运行程序; 3.分析结果。 四.实验结果分析: 1.程序截图

得到阶跃响应曲线 得到响应指标截图如下

2.求取零极点程序截图 得到零极点分布图 3.分析系统稳定性 根据稳定的充分必要条件判别线性系统的稳定性最简单的方法是求出系统所有极点,并观察是否含有实部大于0的极点,如果有系统不稳定。有零极点分布图可知系统稳定。

二.单容过程的阶跃响应 一、实验目的 1. 熟悉MATLAB软件的操作过程 2. 了解自衡单容过程的阶跃响应过程 3. 得出自衡单容过程的单位阶跃响应曲线 二、实验内容 已知两个单容过程的模型分别为 1 () 0.5 G s s =和5 1 () 51 s G s e s - = + ,试在 Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 三、实验步骤 1. 在Simulink中建立模型,得出实验原理图。 2. 运行模型后,双击Scope,得到的单位阶跃响应曲线。 四、实验结果 1.建立系统Simulink仿真模型图,其仿真模型为

模拟电路仿真实验

模拟电路仿真实验 实验报告 班级: 学号: 姓名:

多级负反馈放大器的研究 一、实验目的 (1)掌握用仿真软件研究多级负反馈放大电路。 (2)学习集成运算放大器的应用,掌握多级集成运放电路的工作特点。 (3)研究负反馈对放大器性能的影响,掌握负反馈放大器性能指标的测试方法。 1.测试开环和闭环的电压放大倍数、输入电阻、反馈网络的电压反馈系数的通频带; 2.比较电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带在开环和闭环时的差别; 3.观察负反馈对非线性失真的改善。 二、实验原理及电路 (1)基本概念: 1.在电子电路中,将输出量(输出电压或输出电流)的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路,用来影响其输入量(放大电路的输入电压或输入电流)的措施称为反馈。 若反馈的结果使净输入量减小,则称之为负反馈;反之,称之为正反馈。若反馈存在于直流通路,则称为直流反馈;若反馈存在于交流通路,则称为交流反馈。 2.交流负反馈有四种组态:电压串联负反馈;电压并联负反馈;电流串联负反馈;电流并联负反馈。若反馈量取自输出电压,则称之为电压反馈;若反馈量取自输出电流,则称之为电流反馈。输入量、反馈量和净输入量以电压形式相叠加,称为串联反馈;以电流形式相叠加,称为并联反馈。 3.在分析反馈放大电路时,“有无反馈”决定于输出回路和输入回路是否存在反馈支路。“直流反馈或交流反馈”决定于反馈支路存在于直流通路还是交流通路;“正负反馈”的判断可采用瞬时极性法,反馈的结果使净输入量减小的为负反馈,使净输入量增大的为正反馈;“电压反馈或电流反馈”的判断可以看反馈支路与输出支路是否有直接接点,如果反馈支路与输出支路有直接接点则为电压反馈,否则为电流反馈;“串联反馈或并联反馈”的判断可以看反馈支路与输入支路是否有直接接点,如果反馈支路与输入支路有直接接点则为并联反馈,否则为串联反馈。 4.引入交流负反馈后,可以改善放大电路多方面的性能:提高放大倍数的稳定性、改变输入电阻和输出电阻、展宽通频带、减小非线性失真等。实验电路如图所示。该放大电路由两级运放构成的反相比例器组成,在末级的输出端引入了反馈网路C f 、R f2和R f1,构成了交流电压串联负反馈电路。 R110kΩ R2100kΩ R3 10kΩ R43.9kΩ R53.9kΩ R63.9kΩ R7200kΩ R81kΩ R94.7kΩR10300kΩ U1A LM324N 3 2 11 41 U1C LM324N 10 9 11 4 8 C110uF C210uF C3 10uF J1 Key = Space J2 Key = A VCC 10V VEE -10V 1 4 10 8 11 12 13 7 3 6 5VEE VCC 2 9

第一章系统仿真的基本概念与方法

第一章控制系统及仿真概述 控制系统的计算机仿真是一门涉及到控制理论、计算数学与计算机技术的综合性新型学科。这门学科的产生及发展差不多是与计算机的发明及发展同步进行的。它包含控制系统分析、综合、设计、检验等多方面的计算机处理。计算机仿真基于计算机的高速而精确的运算,以实现各种功能。 第一节控制系统仿真的基本概念 1.系统: 系统是物质世界中相互制约又相互联系着的、以期实现某种目的的一个运动整体,这个整体叫做系统。 “系统”是一个很大的概念,通常研究的系统有工程系统和非工程系统。 工程系统有:电力拖动自动控制系统、机械系统、水力、冶金、化工、热力学系统等。 非工程系统:宇宙、自然界、人类社会、经济系统、交通系统、管理系统、生态系统、人口系统等。 2.模型: 模型是对所要研究的系统在某些特定方面的抽象。通过模型对原型系统进行研究,将具有更深刻、更集中的特点。 模型分为物理模型和数学模型两种。数学模型可分为机理模型、统计模型与混合模型。 3.系统仿真: 系统仿真,就是通过对系统模型的实验,研究一个存在的或设计中的系统。更多的情况是指以系统数学模型为基础,以计算机为工具对系统进行实验研究的一种方法。 要对系统进行研究,首先要建立系统的数学模型。对于一个简单的数学模型,可以采用分析法或数学解析法进行研究,但对于复杂的系统,则需要借助于仿真的方法来研究。 那么,什么是系统仿真呢?顾名思义,系统仿真就是模仿真实的事物,也就是用一个模型(包括物理模型和数学模型)来模仿真实的系统,对其进行实验研究。用物理模型来进行仿真一般称为物理仿真,它主要是应用几何相似及环境条件相似来进行。而由数学模型在计算机上进行实验研究的仿真一般则称为数字仿真。我们这里讲的是后一种仿真。 数字仿真是指把系统的数学模型转化为仿真模型,并编成程序在计算机上投入运行、实验的全过程。通常把在计算机上进行的仿真实验称为数字仿真,又称计算机仿真。

控制系统仿真实验报告1

昆明理工大学电力工程学院学生实验报告 实验课程名称:控制系统仿真实验 开课实验室:年月日

实验一 电路的建模与仿真 一、实验目的 1、了解KCL 、KVL 原理; 2、掌握建立矩阵并编写M 文件; 3、调试M 文件,验证KCL 、KVL ; 4、掌握用simulink 模块搭建电路并且进行仿真。 二、实验内容 电路如图1所示,该电路是一个分压电路,已知13R =Ω,27R =Ω,20S V V =。试求恒压源的电流I 和电压1V 、2V 。 I V S V 1 V 2 图1 三、列写电路方程 (1)用欧姆定律求出电流和电压 (2)通过KCL 和KVL 求解电流和电压

四、编写M文件进行电路求解(1)M文件源程序 (2)M文件求解结果 五、用simulink进行仿真建模(1)给出simulink下的电路建模图(2)给出simulink仿真的波形和数值

六、结果比较与分析

实验二数值算法编程实现 一、实验目的 掌握各种计算方法的基本原理,在计算机上利用MATLAB完成算法程序的编写拉格朗日插值算法程序,利用编写的算法程序进行实例的运算。 二、实验说明 1.给出拉格朗日插值法计算数据表; 2.利用拉格朗日插值公式,编写编程算法流程,画出程序框图,作为下述编程的依据; 3.根据MATLAB软件特点和算法流程框图,利用MATLAB软件进行上机编程; 4.调试和完善MATLAB程序; 5.由编写的程序根据实验要求得到实验计算的结果。 三、实验原始数据 上机编写拉格朗日插值算法的程序,并以下面给出的函数表为数据基础,在整个插值区间上采用拉格朗日插值法计算(0.6) f,写出程序源代码,输出计算结果: 四、拉格朗日插值算法公式及流程框图

控制系统数字仿真实验报告

控制系统数字仿真实验报告 班级:机械1304 姓名:俞文龙 学号: 0801130801

实验一数字仿真方法验证1 一、实验目的 1.掌握基于数值积分法的系统仿真、了解各仿真参数的影响; 2.掌握基于离散相似法的系统仿真、了解各仿真参数的影响; 3.熟悉MATLAB语言及应用环境。 二、实验环境 网络计算机系统(新校区机电大楼D520),MATLAB语言环境 三实验内容 (一)试将示例1的问题改为调用ode45函数求解,并比较结果。 实验程序如下; function dy = vdp(t,y) dy=[y-2*t/y]; end [t,y]=ode45('vdp',[0 1],1); plot(t,y); xlabel('t'); ylabel('y');

(二)试用四阶RK 法编程求解下列微分方程初值问题。仿真时间2s ,取步长h=0.1。 ?????=-=1 )0(2y t y dt dy 实验程序如下: clear t0=0; y0=1; h=0.1; n=2/h; y(1)=1; t(1)=0; for i=0:n-1 k1=y0-t0^2; k2=(y0+h*k1/2)-(t0+h/2)^2; k3=(y0+h*k2/2)-(t0+h/2)^2;

k4=(y0+h*k3)-(t0+h)^2; y1=y0+h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6; t1=t0+h; y0=y1; t0=t1; y(i+2)=y1; t(i+2)=t1; end y1 t1 figure(1) plot(t,y,'r'); xlabel('t'); ylabel('y'); (三)试求示例3分别在周期为5s的方波信号和脉冲信号下的响应,仿真时间20s,采样周期Ts=0.1。

实验一 典型环节的电路模拟与数字仿真实验

实验一典型环节的电路模拟与数字仿真实验 一实验目的 通过实验熟悉各种典型环节传递函数及其特性,掌握电路模拟和数字仿真研究方法。 二实验内容 1.设计各种典型环节的模拟电路。 2.编制获得各种典型环节阶跃特性的数字仿真程序。 3.完成各种典型环节模拟电路的阶跃特性测试,并研究参数变化对典型环节阶跃特性的影响。 4.运行所编制的程序,完成典型环节阶跃特性的数字仿真研究,并与电路模拟研究的结果作比较。 三实验步骤 1.熟悉实验设备,设计并连接各种典型环节的模拟电路; 2.利用实验设备完成各典型环节模拟电路的阶跃特性测试,并研究参数变化对典型环节阶跃特性的影响; 3.用MATLAB编写计算各典型环节阶跃特性的数字仿真研究,并与电路模拟测试结果作比较。分析实验结果,完成实验报告。 四实验结果 1.积分环节模拟电路、阶跃响应

仿真结果: 2.比例积分环节模拟电路、阶跃响应 仿真结果:

3.比例微分环节模拟电路、阶跃响应 仿真结果: 4.惯性环节模拟电路、阶跃响应

仿真结果: 5.实验结果分析: 积分环节的传递函数为G=1/Ts(T为积分时间常数),惯性环节的传递函数为G=1/(Ts+1)(T为惯性环节时间常数)。 当时间常数T趋近于无穷小,惯性环节可视为比例环节, 当时间常数T趋近于无穷大,惯性环节可视为积分环节。

实验二典型系统动态性能和稳定性分析的电路模拟与数 字仿真研究 一实验目的 1.学习和掌握动态性能指标的测试方法。 2.研究典型系统参数对系统动态性能和稳定性的影响。 二实验内容 1.观测二阶系统的阶跃响应,测出其超调量和调节时间,并研究其参数变化对动态性能和稳定性的影响。 三实验步骤 1.熟悉实验设备,设计并连接由一个积分环节和一个惯性环节组成的二阶闭环系统的模拟电路; 2.利用实验设备观测该二阶系统模拟电路的阶跃特性,并测出其超调量和调节时间; 3.二阶系统模拟电路的参数观测参数对系统的动态性能的影响; 4.分析结果,完成实验报告。 四实验结果 典型二阶系统 仿真结果:1)过阻尼

( VR虚拟现实)虚拟仿真实训系统解决方案

(VR虚拟现实)虚拟仿真实训系统解决方案

大娱号 虚拟仿真实训系统解决方案VSTATIONHD(V1.0)

前言 近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。虚拟仿真实训教学,已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。

目录 前言2 一、总体需求分析4 1.1 “情景”的定义:4 1.2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”?5 1.3 根据教学建设,用户需求归纳如下:6 二、设计原则7 三、大娱号虚拟仿真实训系统概述8 四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图:10 五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点11 六、与教材同步完备的虚拟场景库16 七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点18 八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标19 九、系统技术支持及服务21

一、总体需求分析 通过运用学语言,已经为越来越多的教师认同。学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。 让学生置身于真实的交际情景中,让学生使用语言进行交际。而真正的交际应该是互动的。当一方发出信息后,另一方根据上下文进行意义协商,作出反馈,他可以表示支持、进行反驳或提出疑问,然后接受方对反馈意见再进行意义协商,作出回应,双方如此反复交流,形成互动。互动是“交际的核心”。 语言课堂就是一个充满“交流和互动”的场所。在课堂教学中,这种互动不仅包括师生互动和生生之间互动,还应该包括教材,因为课堂上的师生互动和生生互动都是基于一定教材展开的。“大娱号”虚拟仿真实训系统能够在教材与师生之间搭起一座互动教学的桥梁。 使用“虚拟仿真实训系统”在互动教学的设计和组织上突出情景性、实训性和互动性,力求三者有机结合。 1.1“情景”的定义: 情景指的是具体场合的情形或景象。在教学过程中引入或创设生动具体的场景,有利于学生进行意义建构使其产生交际的动机。“大娱号”虚拟仿真实训系统所提供的虚拟场景可以提供直观生动的形象,通过大屏或投影再现学生在虚拟场景中的表演,可以让学生通过视觉和听觉去感受场景,产生想象和联想,激发学生的学习兴趣。参与表演的学生可以身临其境的学语言,使用虚拟仿真实训系统教学,学生觉得有话可说,有戏可演,可以

《MATLAB与控制系统。。仿真》实验报告

《MATLAB与控制系统仿真》 实验报告 班级: 学号: 姓名: 时间:2013 年 6 月

目录实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算(一)实验二MATLAB环境的熟悉与基本运算(二)实验三MATLAB语言的程序设计 实验四MATLAB的图形绘制 实验五基于SIMULINK的系统仿真 实验六控制系统的频域与时域分析 实验七控制系统PID校正器设计法 实验八线性方程组求解及函数求极值

实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算(一) 一、实验目的 1.熟悉MATLAB开发环境 2.掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算 二、实验基本原理 1.熟悉MATLAB环境: MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。 2.掌握MATLAB常用命令 表1 MATLAB常用命令 变量与运算符 3.1变量命名规则 3.2 MATLAB的各种常用运算符 表3 MATLAB关系运算符 表4 MATLAB逻辑运算符

| Or 逻辑或 ~ Not 逻辑非 Xor逻辑异或 符号功能说明示例符号功能说明示例 :1:1:4;1:2:11 . ;分隔行.. ,分隔列… ()% 注释 [] 构成向量、矩阵!调用操作系统命令 {} 构成单元数组= 用于赋值 的一维、二维数组的寻访 表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式 三、主要仪器设备及耗材 计算机 四.实验程序及结果 1、新建一个文件夹(自己的名字命名,在机器的最后一个盘符) 2、启动MATLAB,将该文件夹添加到MATLAB路径管理器中。 3、学习使用help命令。

虚拟仿真实训系统解决方案

大娱号 虚拟仿真实训系统解决方案 VSTATION HD(V1.0)

前言 近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。虚拟仿真实训教学,已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。

目录 前言 (2) 一、总体需求分析 (4) 1.1 “情景”的定义: (4) 1.2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”? (5) 1.3 根据教学建设,用户需求归纳如下: (6) 二、设计原则 (7) 三、大娱号虚拟仿真实训系统概述 (8) 四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图: (10) 五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (11) 六、与教材同步完备的虚拟场景库 (16) 七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (18) 八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标 (19) 九、系统技术支持及服务 (21)

一、总体需求分析 通过运用学语言,已经为越来越多的教师认同。学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。 让学生置身于真实的交际情景中,让学生使用语言进行交际。而真正的交际应该是互动的。当一方发出信息后,另一方根据上下文进行意义协商,作出反馈,他可以表示支持、进行反驳或提出疑问,然后接受方对反馈意见再进行意义协商,作出回应,双方如此反复交流,形成互动。互动是“交际的核心”。 语言课堂就是一个充满“交流和互动”的场所。在课堂教学中,这种互动不仅包括师生互动和生生之间互动,还应该包括教材,因为课堂上的师生互动和生生互动都是基于一定教材展开的。“大娱号”虚拟仿真实训系统能够在教材与师生之间搭起一座互动教学的桥梁。 使用“虚拟仿真实训系统”在互动教学的设计和组织上突出情景性、实训性和互动性,力求三者有机结合。 1.1 “情景”的定义: 情景指的是具体场合的情形或景象。在教学过程中引入或创设生动具体的场景,有利于学生进行意义建构使其产生交际的动机。“大娱号”虚拟仿真实训系统所提供的虚拟场景可以提供直观生动的形象,通过大屏或投影再现学生在虚拟场景中的表演,可以让学生通过视觉和听觉去感受场景,产生想象和联想,激发学生的学习兴趣。参与表演的学生可以身临其境的学语言,使用虚拟仿真实训系统教学, 学生觉得有话可说,有戏可演,

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