虚拟仿真实训软件的制作技术23页PPT

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熔 数子 有 无 断 据电 耗 耗 器 写路 传 传
入网 输 输 器表 线 线
晶 直真 开 开 开 体 流空 关 关 关
电三 式 式 式 机极 升 降 升
管压压降 变变压 压压变 器器压 器
数 字 多 用 表
函示 数波 信器 号 发 生
波字 特信 图号 仪发
生 器
逻逻 辑辑 分转 析换 仪仪
指针1、2处读数差
指针2处读数
指针1处读数 面板恢复
背景颜色
ASCⅡ保存
逻辑分析仪
可以同步记录和显示16路逻辑信号。它可以用于对数字逻辑信号的 高速采集和时序分析，是分析与设计复杂数字系统的有力工具。
16 个 输 入 信 号 端
外时钟输入
逻辑信号显示区 〔方波形式〕
触发控制输入
复位
时钟控制输入
指针处时间读数
EWB虚拟实验教程电子技 术局部幻灯片PPT
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EWB计算机虚拟实验
背景
Electronics Workbench(EWB)是加拿大Electronics Workbench 〔以前称为Interactive Image Technology公司，简称IIT公司〕推出 的基于Windows的虚拟电子工作台电路仿真软件，属于该公司电子设 计自动化软件套装的一局部，可以进展原理图输入、模拟和数字混合仿 真，以及Spice方式分析。
波波
冲源
源
关
源

虚拟仿真实验是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术 及与其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应 设备为工具，采用“面向对象”思想创建的能够实时操作的、非实 在的实验空间，在此环境中，实验者可以像在真实的环境中一样完 成各种预定的实验项目。
终端
虚拟仿真实验是将计算机技术、软件技术、网络技 术和传统实验设备结合起来,采用软硬件相结合的方式， 协调相关硬件和效应设备，形成虚拟实验系统，并利用 网络技术，实现虚拟实验系统的网络化，形成运行在个 人计算机上、实现自行设计与开发，以及远程控制与协 作的实验方式。
高压电类实验
野外类实验
故障再现
船舶驾驶
航海模拟器模拟的多种港口环境和气候条件
动力设备 拆装
轮机模拟器
传统教学中，理论 教学与实验教学是分开 的。理论课上没有实验， 借助虚拟仿真实验，就 可以将实验带进理论课。
服务器 教师
交换机
虚拟仿真实验室易于构建、易于实现， 便于异地在线检测和远程测控，可以运用 网络技术及现有设备搭建功能强大的实验 系统，从而节省大量的购置设备费用，显 著降低实验室建设和管理成本。
虚拟仿真实验可以提供开放式实验环 境。学生可以打破时间和地域的限制完成 相关的教学实验。
学生 学生
虚拟仿真实验，使学生进入虚拟场景，根据实验要求，自行设计并 完成实验。虚拟仿真实验不仅能锻炼学生的独立构思和设计能力，而且 能激发学习的兴趣，这样更有利于培养出具有创新精神和实践能力的人 才。同时，提高是实验效果、效率、效益！
可以互相讨论下，但要小声点
系统软件 程序模块
实验项目 设计模板
数据分析与 处理工具包
信息 资料
实验资源 项目开发 实验操作
网络化 平台化

❖ 2. 编辑单频率调频波发生器 ❖ (1) 双击原理图中的单频率调频波发生器符号，出现
第3章 Proteus的虚拟仿真工具ppt 课件（全）
❖ 单频率调频波发生器的属性设置对话框，如图3-15 所示。
❖ 其中，主要参数说明如下： ❖ Offset：电压偏置值。 ❖ Amplitude：电压幅值。 ❖ Carrier Freq：载波频率fC。 ❖ Modulation Index：调制指数MDI。 ❖ Signal Freq：信号频率fS。 ❖ 经调制后，输出信号为
❖ 1. 放置单频率调频波发生器 ❖ (1) 在Proteus ISIS环境中单击工具箱中的
“Generator Mode”按钮图标，出现如图3-1所示的 所有激励源名称列表。
❖ (2) 用鼠标左键单击“SFFM”，则在预览窗口出现 单频率调频波发生器的符号。
❖ (3) 在编辑窗口双击，则单频率调频波发生器被放置 到原理图编辑界面中，可使用镜像、翻转工具对其 位置和方向进行调整。
❖ (5) 示波器显示的图形如图3-6所示。
SINE SOURCE 1
A
B
SINE SOURCE 2
C
D
图3-5 正弦波信号发生器与示波器的连接
图3-6 示波器显第示3章的正Pro弦teu波s的信虚号拟波仿真形工具ppt
课件（全）
3.1.3 脉冲发生器
❖ 脉冲发生器能产生各种周期的输入信号，如方波、 锯齿波、三角波及单周期短脉冲。
❖ 下面我们结合电路分析实例，对Proteus VSM 下的虚拟仿真仪器和工具逐一介绍。
第3章 Proteus的虚拟仿真工具ppt 课件（全）
3.1 激 励 源
❖ 激励源为电路提供输入信号。Proteus ISIS 为 用户提供了如表3-1所示的各种类型的激励源，允许 对其参数进行设置。

本教材讲解内容是VR项目设计中需要的常用建模技术，主要培养的是虚拟 现实项目制作团队中的3D设计师，使其具备角色正向建模和场景正向建模 的能力。
虚拟现实项目制作模型设计需求
2.1什么是建模技术
目前物体的建模方法常用的有三种: 第一种方式是利用三维软件建模。 例如本教材 使用的三维建模 软件是3D Studio Max,又称为3d Max或3ds Max,是Discreet公 司开发 的(后被Autodesk公司合并)基于PC系统的三维制作软件。 其前身是基于DOS操作系 统的3D Studio系列软件。在 Windows NT出现以前，工业级的CG制作被SGI图形工 作站所 垄断。3D Studio Max + Windows NT组合的出现大大降低CG 制作的门槛，首 先运用在电脑游戏的动画制作中，并逐步参与 影视片的特效制作，例如《X战警》《最后的 武士》等。在 Discreet 3ds Max 7后，其正式更名为Autodesk 3ds Maxo随 着建模软件的 发展，相应的三维建模技术也逐步提升，如今在 电影制作中使用的3D动画，已经很难分 辨是虚拟还是现实，这 就是技术进步的体现。
简体中 文版
“开始”|“程序”中3ds Max 2019各语言版本
虚拟现实项目制作模型设计需求
2.3 3ds Max软件操作基础
如图所示为3ds Max 2019默认打开的主界面，包含菜单栏、快捷工具栏、快捷按钮区、工具命令面板、视图区和动画与视图操作区 六大部分。在虚拟现实建模实际操作中，主界面中最常用的是快捷按钮区、工具命令面板和视图区。
第三种方式利用图像或者视频来建模。例如：采用IBMR这种基于 图像的建模和绘制技术建模,使建模过程变得更快、更方便,并能获 得很高的绘制速度和高度的真实感,而且它的 成本低廉,真实感强,自 动化程度高,因而具有广泛的应用前景。

资源模型：对企业人力、物力建立的模型
培训专用
虚拟制造技术的内涵
3、虚拟制造与实际制造
实际制造系统是物质流、信息流在控制流的协调和控 制下，在各个层次上进行相应的决策，实现从投入到产出 的有效转变，其中物质流和信息流的协调工作是主体。
虚拟制造系统是在分布式协同工作等多学科技术支持 的虚拟环境下的现实制造系统的映射。
对连续制 造--基于 仿真的最 优控制
应用领域
培训专用
虚拟制造的使能技术
使能技术 培训专用
基于VR的计算可视化
网络环境下知识获取与建库
数据转换与处理 产品建模
虚拟环境建模
多通道交互
虚拟制造的使能技术
使能技术之一
多通道交互技术 培训专用
信息与时间的同步技术
人像分离与多传感信 息的融合技术
大面积纹理的可见性 快速显示技术
协调、优化动态 过程, 人、环境、 效率
价的环境
生产计划的编
排
传统制造：静 态、确定型 虚拟制造：动态、 随机型
培训专用
虚拟制造技术的分类
类
特点
主要 主要技术
别
目标 支持
以 · 将仿真加到控制模 控 型和实际处理中 制 可“无缝”地仿真 为 使得实际生产周期期 中 间不间断地优化 心
· 对离散 制造--基 于仿真的 实时动态 调度
生产计划 仿真优化
虚拟生产布局
虚拟设备集成
虚拟生产平台服务器
虚拟装配
企业协同工作环境
虚拟企业平台服务器 企业虚拟运行
企业运行仿真
培训专用
虚拟设计
虚
拟
制
造
虚拟制造
的
功
能

CFD模拟的结果，可以逼真地展现出火灾或爆炸发生的动态 过程除了模拟烟火弥漫情况外，还可经过人机交互作用显示 出人为要素，如反风、灭火措施等对整个通风网络的影响。
在矿井的某些位置，可以对火灾或爆炸进展模拟，并随之 产生有关环境参数的各种变化。
术
6 在矿山平安培训方面
变化的本质进 行简化，突出某些方面要素的作用。并经过计算
机技术将这些 景象表现出来到达视觉效果。
2 实际+实践笼统 采用目前曾经构成的一些计算软件，经过对实 体间的力学联
离散元模拟程序UDEC煤层 开采过程中程度为一变化情 况
有限元模拟软件FLAC模拟 切眼支护
JOB TITLE : .
FLAC (Version 4.00)
二 虚拟现实技术
(5)平安监察与危险识别 经过基于VR的平安监察与危险识别训练系统，训练者在
VR生成的虚拟作业现场导航，对各种动态目的和静态对象 进展察看，以识别潜在的危险、风险和行为;一经发现危险 源，运用者必需回答一系列相关问题，选择出正确的危险处 置方法，实现训练目的。
诺丁汉大学开发的SAEF-VR系统是虚拟现真实平安监察与 危险识别中的典型运用之一。
矿工的上衣颜色作 为风险标度
显示了虚拟环境 的风险形状
显示了虚拟环境 的风险形状
二 虚拟现实技术
(4)事故调查与分析 在计算机里再现事故发生的过程，事故调查者可以从各种 角度去观测、析事故发生的经过，找出事故发生的缘由， 包括系统设计缘由和现场人员的动作行为；同时可以经过 交互式地改动VR环境中模型的参数或形状，找到如何防止 类似事故发生的途径，制定相关预防措施。
以把显示屏当作一个窗户来察看一虚拟世界，其挑战 性就在于
窗口中的图像必需看起来真实，而且其中物体的行为 也很真。 1989年美国VPL Research公司的Jaron Lanier提

F. 光盘刻录
F. 文字效果加工工具 F.其它工作人员
G. 文字编辑工具
H. 视频采集和编辑工具
I.系统合成工具
通科仿真

控制模型面数，贴图尺寸2n ，对仪器介绍要言简意赅， 画面要精良，对设备可以进行简单操作。
注意问题：
请实际工厂专家指导，对仪器摆放位置是否科学，距离尺 寸，安全措施等指导，对仪器安全操作要加以说明，给出对设 备正确操作的步骤。
通科仿真
常用软件实现工具 市面上能见到的虚拟现实软件，基本都能实现此功能，制
应尽可能将错误操作分析到位（多设置些错误故障)，对 错误操作应给出效果明显错误提示，使学生加深印象。
通科仿真
常用软件实现工具 1. 三维 制作效果较好的Virtools、Quest3D、Vrp等。 2. 二维 制作效果较好的Flash。 工具选择要点： 选择成熟，编程功能强大的工具。
通科仿真
考核功能
虚拟仿真实训软件的 制作技术与软件展示
仿真实训教学软件的技术上要实现的功能 ● 漫游功能 ● 演示功能 ● 互动功能 ●考核功能
通科仿真
漫游功能
在实训中想解决的问题： 1. 认识现场环境，对现场环境产生较深刻的印象，解决
专业认识性实习； 2. 认识现场设施设备，对现场设施、设备初步认识； 3. 对现场安全生产的初步认识 。
注意问题： 工具使用是否正确，步骤分析到位，给出后台记录，事先
一定设计好，制作过程当中不应加步骤。
通科仿真
演示种类: 2. 故障类考核
特点： 制作难度最大，操作最复杂。
制作要点： 制作功能要有底线要求（故障点设置是否合理，是否为常
见故障）。 注意问题：
步骤分析到位，考核手段是否科学、合理、灵活，不同教 学内容，应该选择不同的考核方式、方法

漫游种类: 2.漫游+设备介绍
特点：
制作简单，效果逼真，操作方便，对设备外型及功能有了 初步认识。 制作要点：
控制模型面数，贴图尺寸2n ，对仪器介绍要言简意赅， 控制200字以内，画面要精良。 注意问题：
请实际工厂专家指导，对仪器摆放位置是否科学，距离尺 寸，安全措施等指导，对仪器使用及功能加以说明。
通科仿真仿真实训教学软件的技术上要实现的功能漫游功能演示功能互动功能考核功能通科仿真漫游功能认识现场环境对现场环境产生较深刻的印象解决专业认识性实习
虚拟仿真实训软件的 制作技术与软件展示
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仿真实训教学软件的技术上要实现的功能 ● 漫游功能 ● 演示功能 ● 互动功能 ●考核功能
通科仿真
漫游功能
在实训中想解决的问题： 1. 认识现场环境，对现场环境产生较深刻的印象，解决
制作要点： 示应具有强烈的刺激作用，使学生产生深刻的记忆。
注意问题： 请实际工厂专家及学科专家指导，常见容易发生的安全事
故。
通科仿真
常用软件实现工具 1. 三维演示 制作效果较好的Virtools、Quest3D、Vrp等。 2. 二维演示 制作效果较好的Flash。
通科仿真
互动功能
在实训中想解决的问题： 1.利用鼠标、键盘的操作，对屏幕画面仿真实物实施自主操
通科仿真
常用软件实现工具 市面上能见到的虚拟现实软件，基本都能实现此功能，制
作效果较好的Virtools、Quest3D、Vrp等。 工具选择要点：
1. 软件价格。 2. 软件功能及性能（支持实时光影、shader等）。 3. 可扩展性（是否可以和别的软件通信，可制作环幕）。
通科仿真
演示功能
在实训中想解决的问题： 1. 使操作者熟悉操作程序，了解操作过程逻辑关系； 2.使操作者熟悉工具使用及安装拆卸顺序关系； 3. 使操作者高度重视安全操作与安全生产及误操作所带来

• Graph菜单包括编辑图形、添加Trace、仿真图形、 一致性分析等。
• Source菜单包括添加/删除源程序文件、定义代码生 成工具、调用外部文本编辑器等。
• Debug菜单包括启动调试、进行仿真、单步执行、重 新排布弹出窗口等。
• Template菜单包括设置图形格式、文本格式、设计 颜色、节点形状等。
第2章 Proteus虚拟仿真
第2章 Proteus虚拟仿真
2.1 集成开发环境ISIS 2.2 绘制原理图 2.3 仿真调试
PROTEUS单片机仿真软件
第2章 Proteus虚拟仿真
第2章 Proteus虚拟仿真
• 英国Labcenter公司 • 采用虚拟仿真技术 • 解决了单片机及其外围电路的设计和协
仿真工具按钮
仿真工具按钮从左往右各按钮功能依次为： • 全速运行 • 单步运行 • 暂停 • 停止
Proteus虚拟仿真演示
（需要媒体播放器，屏幕分辨率设置为1024*768）
进行源代码调试
仿真运行
2. ARES 模块应用举例
在前述计数显示器电路原理图的基础上进行印刷线路板设 计，并生成制版所需的电子文件。
方式选择工具按钮
方式选择工具按钮从左往右各按钮功能依次为：
• 选择即时编辑元件 • 选择放置元件 • 放置节点 • 放置网络标号 • 放置文本 • 绘制总线 • 放置子电路图
配件模型工具按钮
配件模型工具按钮从左往右各按钮功能依次为：
• 端点方式，有VCC、地、输出、输入等 • 器件引脚方式，用于绘制各种引脚 • 仿真图表 • 录音机 • 信号发生器 • 电压探针 • 电流探针 • 虚拟仪表
同仿真问题 • 软件仿真可以用于真实设计 • 提高了单片机应用系统的设计效率

系统的设监计、制开发、运用、
实验效果 基本组成 实现原理
虚拟仿真实验是指在计算机系统中，采用虚拟现实技术实现的 各种虚拟实验环境，实验者可以像在真实的环境中一样，完成各种 预定的实验项目，所取得的学习或训练效果等价于甚至优于在真实 环境中所取得的效果。
虚拟仿真实验由实验所依赖的模拟程序、实验单元、工具和参 考资料组成的一个创造和引导模拟实验的交互环境，用户可以通过 增加新的物体、建立新的实验并把他们转化成超文本文件来扩充实 验室。
控制中心
模拟实验
模拟实验是在人为控制研究对特象征的相条似件性下进行观察，模仿实验的某 些条件进原行有的系实统验。是对事物的内部结构，运动变化模过拟程系进统行模拟 的过程。是科学实验的一种基模本拟类实型验。系统
仿真实验
仿 学— 真实实物体验理系没效统有应普模通型建意，义并模上借实助验于仿的专真必家模备经型器验材知，识编是、利统程用计数数计学据算模和系型信统或息数资 料对实验结果进行分析研究的仿真实实验验方系法统。
1、以学生创新精神和实践能力培养为引 领，建设开放度高、共享性好的优质网络实 验教学资源；
2、构建多层次、模块化、全方位的实验 教学体系，突出工程人才培养特色，强化机 电学科融合，打破时空限制，建立课内课外 一体化的人才培养体系；
3.3.1
由学校统一规划部署，建立长期开发组织路线。
整合（人+资源）
部分专业课程的实验室教学资源有限，开放时间有限，不能满足学 生随时进行自主学习和动手实践的要求。。
其二
其三
部分理论教学要构建物理演示系统成本高、操作困难，缺乏让学生动 手实践的条件。
为解决传统理论教学与学生工程化培养之间的 矛盾，拓展实验教学的深度和广度、提高实验教学实 效，实现理论与实践教学的密切结合，同时也尽可能 减少实验成本和潜在危害，在课堂基础理论教学上， 利用专业的仿真软件，采用多媒体技术以及网络通讯 平台，构建具有高度真实感、直观性和精确性虚拟仿 真实验教学平台, 是专业实验教学的有益补充和创新 。