仿真技术论文
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利用模拟仿真技术改善高校学生考证效果的研究摘要:文章以计算机专业为例,通过模拟仿真技术实现学生通过一台真实pc机就能模拟出同时包括多台pc机和多台设备的较复杂的实验操作环境,方便学生为考证做充分的准备。
模拟器可以把与考证相关的实验环境和上机实验题目统一存放在相对应的数据库中,方便上机训练时的调用、参考等。
同时充分利用模拟器中数据库的添加、删除、修改、查询和更新等功能,使实验环境和实验题目能够随着考证的更新进行不断的扩充。
关键词:模拟器;虚拟机;考证效果中图分类号:tp391.9 文献标识码:a 文章编号:1006-8937(2012)29-0062-02目前,华中人才网通过对近万名求职大学生和上千家企业关于大学生考证问题的调查发现,随着技能型人才的日益走俏,曾经风靡多时的英语四六级证书和计算机二级证书早已风光不在,用人企业在招聘中最关注的是毕业生的技能证书。
面对求职市场的变化,几乎所有大学生都迅速投入到考证大军中,希望自己在毕业求职时能够获得尽可能多的证书以博得用人单位的青睐,广大毕业生求职者也将技能证书视为获得一份好工作的法宝。
据了解,目前社会上推出的各种技能证书已达好几百种,其中既有国家认证,也有地方认证,还有行业协会组织或专业学术团体认证,可谓应有尽有,使得各大高校各类技能证书的获得者迅速增加。
全社会日益重视技能人才的培养当然是一件可喜可贺的好事。
然而,却又出现了另一种不太好的苗头:很多大学生盲目的通过各种方便快捷的途径取得技能证书,为考证而考证,比如:部分考证学生急功近利,参加一些以盈利为目的培训机构推出的快餐式培训,采用应试教育的做法,往往通过几周的培训并且完成一张试卷就让大学生的技能认证到手,其实表面风光的背后却是许多诸证在手的大学生碰到实际操作问题仍将束手无策。
技能证书持有者徒有其名,不能代表持证书者的真实技能水平,造成技能证书的含金量遭到质疑且拥有的证书根本不具备强有力的职场竞争力。
OFDM技术的研究与仿真刘彦波燕山大学毕业设计(论文)任务书摘要本文介绍了OFDM的基本原理及应用然后用MATLAB软件对OFDM 技术进行仿真分析。
首先简单介绍了OFDM的基本原理、引用领域及发展现状、趋势。
为之后的仿真平台构建奠定基础。
其次,对OFDM系统进行系统平台构建、写出系统流程图。
通过阅读相关书籍和文献资料写出MATLAB语言的仿真程序,并进行调试和修改。
通过软件仿真出OFDM系统在QPSK调制下和没有插入保护间隔的波形图。
最后,通过对QPSK调制和解调方式原理的学习,配合MATLAB的仿真图对仿真结果进行比较分析得出其对误码率的影响。
关键词正交频分复用;MATLAB;仿真;误码率AbstractThis paper introduces the basic principles of OFDM and its application software and then analysis OFDM technology using the MATLAB simulation.First of all, it introduced the basic principles of OFDM briefly, citing the development of the area and the status, trends. And it will do help for the foundation platform in future.Secondly, we build the system of the OFDM system platform to write the system flow chart. Reading relevant books and literature, it's the way to write, debug and modify the simulation program. By simulating software of OFDM system in the QPSK modulation,we can drew the waveform which is not to insert the guard interval.Finally, we analyze MATLAB simulation diagram of the simulation results to get the impact of the error rate by learning the way of QPSK modulation and demodulation principles.Keywords OFDM; MATLAB; Simulation; BER目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2OFDM系统的概述 (1)1.2.1 OFDM历史 (1)1.2.2 OFDM现状 (2)1.2.3 OFDM技术的应用 (3)1.2.4 OFDM技术的优势和不足 (6)1.3本论文的主要任务 (8)第2章OFDM基本原理 (9)2.1多载波调制理论简介 (9)2.2OFDM系统的基本模型 (11)2.3OFDM系统调制解调的FFT实现 (12)2.4OFDM系统正交性原理 (13)2.5保护间隔和循环前缀 (15)2.5.1 保护间隔插入的原理 (15)2.5.2 插入保护间隔后的OFDM系统分析 (15)2.6傅立叶变换的过采样 (18)2.7OFDM信号的频谱特性 (19)2.8OFDM系统的关键技术 (20)2.9本章小结 (22)第3章OFDM系统的仿真与分析 (23)3.1OFDMD的系统仿真 (23)3.1.1 MATLAB的简介 (23)3.1.2 OFDM模型的参数选择 (25)3.1.3 MATLAB仿真步骤 (26)3.1.4 结果分析 (26)3.2本章小结 (27)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (32)附录1 (33)附录2 (38)附录3 (42)附录4 (46)第1章绪论1.1 课题背景在当今的人类社会,信息和通信两个词汇越来越多的出现在人们的生活当中。
毕业设计(论文)题目基于MATLAB控制系统仿真应用研究毕业设计(论文)任务书I、毕业设计(论文)题目:基于MATLAB的控制系统仿真应用研究II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:原始资料:(1)MATLAB语言。
(2)控制系统基本理论。
设计技术要求:(1)采用MATLAB仿真软件建立控制系统的仿真模型,进行计算机模拟,分析整个系统的构建,比较各种控制算法的性能。
(2)利用MATLAB完善的控制系统工具箱和强大的Simulink动态仿真环境,提供用方框图进行建模的图形接口,分别介绍离散和连续系统的MATLAB和Simulink仿真。
III、毕业设计(论文)工作内容及完成时间:第01~03周:查找课题相关资料,完成开题报告,英文资料翻译。
第04~11周:掌握MATLAB语言,熟悉控制系统基本理论。
第12~15周:完成对控制系统基本模块MATLAB仿真。
第16~18周:撰写毕业论文,答辩。
Ⅳ、主要参考资料:[1] 《MATLAB在控制系统中的应用》,张静编著,电子工业出版社。
[2]《MATLAB在控制系统应用与实例》,樊京,刘叔军编著,清华大学出版社。
[3]《智能控制》,刘金琨编著,电子工业出版社。
[4]《MATLAB控制系统仿真与设计》,赵景波编著,机械工业出版社。
[5]The Mathworks,Inc.MATLAB-Mathemmatics(Cer.7).2005.信息工程系电子信息工程专业类 0882052 班学生(签名):填写日期:年月日指导教师(签名):助理指导教师(并指出所负责的部分):信息工程系(室)主任(签名):学士学位论文原创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。
对本文的研究成果作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。
虚拟技术论文六篇虚拟技术论文范文1虚拟现实技术可利用计算机产生一个以自然的视、听、触等功能感受的三维环境,人们可以便利地对生成的“虚拟世界”进行交互式的观看、分析、操作和掌握。
它以仿真方式给用户制造了一个实时反映实体变化与相互作用的界面,使用户可直接参加并探究仿真对象在所处环境中的作用与变化,它具有多媒体信息的感知性、沉醉性、交互性和自主性等特点。
利用虚拟现实技术创建出逼真的矿山工程环境对优化系统设计具有重要的有用价值。
为了给用户创建一个能使其感到身临其境和沉醉其中的环境,必要的条件就是依据需要能在虚拟现实系统中逼真地显示出客观世界中的一切对象:不仅要求所显示的对象模型在形状上与真实对象酷似,而且要求在形态、光照、质感等方面非常逼真。
目前,相关软件进展快速、种类较多,其中常用的软件有MultiGenGreator、Vega、OpenGI以及我国图灵公司的VRMAP、适普公司的IMAGIS等。
1.1模型构建软件MultiGenCreator是美国MultiGenParadigm公司开发的三维建模软件,广泛用于视景仿真、虚拟城市、模拟设计、交互式嬉戏等。
它在满意实时性的前提下可生成逼真的场景,可进行多边形建模、矢量建模和地形生成。
它的层次细节、多边形筛选、规律筛选、绘图优先级、自由度设置等高级功能使得其数据格式OpenFlight在实时三维领域成为流行的图像生成格式。
该软件可接受DXF、DEM和其它矢量格式的数据与AutoCAD和GIS软件结合便利。
1.2支持视景生成的语言——OpenGL应当使用已有的商品化或标准化的图形库和程序设计语言来设计与实现虚拟环境,其中OpenGI(服务器)及其支持系统就是这样一种可选用的图形生成环境。
OpenGI可按函数库的形式被C语言调用,也可以被窗口系统直接调用。
OpenGI是使用专用图形处理软件接口,该接口目前由几百个过程函数组成,用以支持用户对高质量三维对象的图形和图像进行操作。
系统建模与仿真在制冷空调系统中的应用城建学院暖通工程 272081404001 朱琴1、简述仿真技术的应用自20 世纪60 年代开始,仿真技术开始在制冷、空调领域开始得到应用。
经过几十年的发展,这种技术在该领域内得到了充分的研究和广泛的应用,对制冷空调系统的运行特性研究、产品技术创新起到了非常重要的作用。
传统的制冷、空调装置设计手段是开发研究人员提出一种系统方案,并制出相应的样机,然后在实验台上进行样机性能测试,通过实验对装置的可靠性和运行效率进行改进。
从理论上讲,实验改进方法是一种科学严谨的研究方法,但由于实验条件、测试精度、经济条件以及开发时间上的限制,使其无法对装置的实际运行进行较全面的预测和较理想的改进。
而仿真技术则可以帮助人们更有效地利用计算机手段最大限度地改进所研究系统的性能。
通过计算机仿真,原来需要在实际装置上进行的实验,很多就可以在计算机上实现,这样不仅可以节省大量的实验费用,而且节省开发时间,使厂家根据市场开发产品的反应速度大大加快。
计算机仿真模型在房间空调器系统中得到应用以来,有关房间空调器系统及部件的仿真模拟得到了越来越深入的研究。
房间空调器模拟的目的之一是对现有的房间空调器系统的性能进行校核,其次是通过改变系统或部件的结构实现系统的最优化设计,同时为控制系统提供被控软件。
仿真模拟的最终目的是期望最大限度地代替实验。
2、仿真技术的概念和特点仿真技术是计算机技术的一种,它的产生和发展有着浓厚的工程实际应用背景。
所谓仿真,就是指通过研究一个能代表所研究对象的模型来代替对实际对象的研究。
计算机仿真就是在计算机上用数字形式表达实际系统的运动规律。
计算机仿真技术具有如下特点:a.利用对系统和过程的仿真模拟方法取代传统的实验方法,可以节省大量人力物力,同时还能提高开发效率,缩短开发时间。
b.加强了对过程特性的研究和分析,即逐步以动态分析方法取代传统的静态分析方法,使建立的数学模型更加接近实际的系统或过程,准确性提高。
手机跌落仿真试验毕业论文目录引言 (1)1.1课题研究的意义 (1)1.2 国内外发展研究状况 (1)1.2.1 国内研究发展状况 (1)1.2.2 国外研究发展状况 (3)1.3 本文的研究内容 (4)1.4 本文采用的方法 (4)2跌落及软件介绍 (5)2.1 跌落相关 (5)2.1.1跌落试验的目的 (5)2.1.2跌落影响因素及选择 (5)2.1.3跌落试验原理及步骤 (5)2.2 有限元及其软件LS-DYNA介绍 (6)2.2.1有限元方法 (6)2.2.2 LS-DYNA发展概况 (7)2.3.2LS-DYNA分析能力 (7)2.4 本章小结 (7)3 手机跌落过程的仿真模拟 (9)3.1 手机结构及建立手机模型 (9)3.2手机模型参数设置 (12)3.2.1 指定单元类型 (12)3.2.2 创建实常数 (13)3.2.3 材料属性的定义 (13)3.3 网格划分、定义约束、施加载荷和其它设置 (15)3.3.1网格划分 (15)3.3.2定义约束 (16)3.3.3 跌落设置 (18)3.4 求解以及结果分析 (19)3.4.1 求解 (19)3.4.2不同高度跌落模拟对比 (23)3.5 本章小结 (24)4 结论与展望 (25)4.1结论 (25)4.2展望 (25)参考文献 (27)致谢 (29)引言1.1课题研究的意义在手机流通运输过程中,必然会受一些外部条件的影响,同时在消费者使用手机的过程中也可能会因为某些原因而发生跌落或者碰撞冲击,这些撞击会使手机的运动状态在极短时间内发生急剧的变化,从而可能导致手机的损坏。
对于易损,高精度的手机来说,在流通过程中如果没有合理的包装,就会出现很高的破损率,这对于生产厂家和个人消费者来说都是相当不愿意看到的,造成的经济损失不言而喻。
据统计,跌落冲击是各种冲击环境中最为强烈的,而由此引发的损害也是手机在运输,使用过程中的最主要失效形式。
基于MIMO的通信系统仿真与分析研究毕业设计论文标题:基于MIMO的通信系统仿真与分析研究摘要:随着通信技术的不断发展,多天线系统(MIMO)已经成为无线通信领域的关键技术之一、本文通过对MIMO通信系统进行仿真与分析研究,探讨了MIMO技术在提高通信容量和增强系统性能方面的潜力。
首先介绍了MIMO技术的原理和特点,然后建立了MIMO通信系统的仿真模型,通过对不同天线配置和信道模型的仿真结果进行分析,验证了MIMO系统的优势。
最后,本文对MIMO技术在实际应用中可能面临的问题和挑战进行了讨论,提出了一些改进和优化策略,为MIMO技术的进一步研究和应用提供了参考。
关键词:MIMO技术,通信容量,系统性能,仿真分析,问题与挑战1.引言无线通信领域的快速发展和普及,对通信系统的容量和性能提出了更高要求。
传统的单天线系统受到频谱资源有限和多径衰落等因素的限制,通信容量有限,信号质量易受到干扰和衰落的影响。
而多天线系统(MIMO)通过增加天线数量和利用空间多样性,可以有效提高通信容量,增强系统性能,成为无线通信领域的重要技术之一2.MIMO技术的原理和特点MIMO技术基于空间多样性和信号处理算法,通过在发射端和接收端分别配置多个天线,在有限的频谱资源下同时传输多个并行无干扰的数据流,并通过接收端的信号处理算法进行解码和合并,从而提高通信容量和信号质量。
MIMO技术具有抗干扰性强、提高频谱效率、增强系统覆盖范围等特点。
3.MIMO通信系统的仿真模型为了研究MIMO技术在不同场景下的性能,本文建立了MIMO通信系统的仿真模型。
该模型包括信号生成、信道模型、噪声模型、信号传输和信号接收等模块,通过设置不同的参数和信道模型进行仿真实验,并采用误码率和信噪比等指标进行性能评估。
4.MIMO系统性能的仿真结果分析通过对不同信号传输方式、天线配置和信道条件的仿真实验,本文分析了MIMO系统的通信容量和系统性能。
仿真结果表明,在相同信道条件下,MIMO系统可以显著提高通信容量和信号质量,特别是在复杂多径衰落环境和高信噪比条件下,MIMO技术的性能更为优越。
本科毕业设计论文题目 PWM整流器仿真与分析毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
1 绪论1.1本课题的研究内容和意义千斤顶是一个在我们平时的生活生产中,经常会使用到的设备。
它能够辅助我们完成一些单使用人力很难以完成的工作比如抬起轿车进行维修,移动笨重的设备物品,架设桥梁大墩等等一些列工作。
因此千斤顶技术的发展将直接或间接影响到这些行业或部门的正常运作和未来的发展。
本次对螺旋千斤顶的结构分析与设计是为了更深入地了解千斤顶的原理与应用。
通过查阅大量文献资料,设计和绘制千斤顶各部件图零件图,不仅熟悉了手驱动螺旋千斤顶的工作原理和过程,让我也熟悉和强化了一些绘图软件的使用,同时也加深了对机械基础知识的了解。
1.2国内外的发展概况国外发展情况:早在20世纪40年代,卧式千斤顶就开始在汽车维修的行业中得到使用,当由于当时技术和使用的原因,千斤顶设计时尺寸和体积较大,承载量较低,使用不便。
后来随着社会需求量的加大以及千斤顶本身技术的发展,在90年代初,国外大部分用户用卧式千斤顶顶取代了立式千斤顶[1]。
在90年代后期一些新型的千斤顶也相继出现如充气式千斤顶和便携式千斤顶。
充气千斤顶由保加利亚一汽车运输研究所发明的,它由弹性的而又非常坚固的橡胶制成的。
使用时,用软管将千斤顶连在汽车的排气管上,经过15~20秒,汽车将千斤顶鼓起,成为圆柱体。
这种千斤顶可以把115t重的汽车顶起70cm。
Power-Riser Ⅱ型便携式液压千斤顶则可以用于所有类型的铁道车辆,包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶车辆。
同时它具有一个将负载定位的机械锁定环,一个三维机械手,一个全封闭构架以及一个用于防止杂质进入液压系统的外置过滤器。
另外一种名为Tcuck Jack的便携式液压千斤顶则可以用于对已断裂的货车转向架弹簧进行快速的现场维修。
该千斤顶能在现场从侧面对装有70~125t级转向架的大多数卸载货车进行维修,并能完全由转向架侧架支撑住。
它适用于车间或轨道上无需使用钢轨道碴或轨枕作支承的情况。
国内发展情况:我国千斤顶技术发展较晚,由于缺少与国外先进技术的交流,所以直到1979年才接触到类似国外卧式千斤顶这样的产品。
云计算在系统仿真中的应用云计算是分布式计算技术的一种,其最基本的概念,是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。
透过这项技术,网络服务提供者可以在数秒之内,达成处理数以千万计甚至亿计的信息,达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。
云计算的特点。
云计算技术的特点与系统仿真中的应用1)超大规模。
“云计算管理系统”具有相当的规模,比如Google 云计算已经拥有100 多万台服务器,让用户私有云一般拥有数百上千台服务器。
赋予用户前所未有的计算能力。
2)虚拟化。
云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。
所请求的资源来自“云”,而不是固定的有形的实体。
应用在“云”中某处运行,但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。
只需要一台笔记本或者一个手机,就可以通过网络服务来实现我们需要的一切,甚至包括超级计算这样的任务。
3)高可靠性。
“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用本地计算机可靠。
4)通用性。
云计算不针对特定的应用,在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用,同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。
5)高可扩展性。
“云”的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需要。
6)按需服务。
“云”是一个庞大的资源池,你按需购买;云可以像自来水,电,煤气那样计费。
7)极其廉价。
由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云,“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本,“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升,因此用户可以充分享受“云”的低成本优势,经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。
云计算可以彻底改变人们未来的生活,但同时也要重视环境问题,这样才能真正为人类进步做贡献,而不是简单的技术提升。
1.1课题的提出、目的及意义 仿真技术是伴随着计算机技术的发展而发展的。在计算机问世以前,基于物理模型的实验一般称为“模拟”,它一般附属于其他相关学科。自从计算机特别是数字计算机出现以后,其高速计算能力和巨大的存储能力使得复杂的数值计算成为可能,计算机仿真技术得到了蓬勃的发展,从而使计算机仿真成为一门重要的学科。随着仿真应用的日益扩展,计算机仿真的外延也在延伸。如现代的各种仿真训练器:飞行器,船舶、轮机仿真训练器等,尽管在景观、声响、操纵和监控系统等方面大量地采用物理仿真,但其核心部分仍然是对系统及其各组成元件的实时计算机数学仿真。广义地.这些仿真也纳入了计算机仿真的范围。[1] 计算机仿真(Computer Simulation)又称计算机模拟(Computer Analogy)或计算机实验。所谓计算机仿真就是建立系统模型的仿真模型进而在电子计算机上对该仿真模型进行模拟实验(仿真实验)研究的过程。计算机仿真方法即以计算机仿真为手段,通过仿真模型模拟实际系统的运动来认识其规律的一种研究方法。[2]在科技飞速发展的今天,它已经成为控制系统分析、研究、设计不可或缺的重要手段。应用仿真技术可以降低控制系统的研制成本,提高实验、调试及训练过程中的安全性。给工程界和非工程界带来了巨大的社会效益和经济效益。为此,计算机仿真技术在近几十年迅速发展起来,在理论和实践都取得了令人瞩目的成就,在高科技中所处的地位日益提高,受到了越来越多的关注。[3]但是无论采用何种方法来控制,其正确可行否,还需要由实践来检验;因此,如何通过计算机仿真设计出最佳的控制规律或最佳设定值,成为人们研究各种控制系统的关键。 1.2按年代顺序综述 计算机仿真方法的产生是与电子计算机技术的发明和应用紧密相联的。1946年2月世界上第一台电子计算机ENIAC在美国诞生,到四十年代末期首台模拟式电子计算机就被用于三自由度飞机系统的仿真。五十年代末期到六十年代,由于宇航科技发展的迫切需要,美国科研人员又创造了混合计算机系统,这使得人们能对较复杂系统的行为进行仿真研究。[3] 计算机仿真,早期称蒙特卡罗方法,是一门利用随机数实验求解随机问题方法,其原理可以追溯到1773年法国自然科学家G.L.L.Buffon为估计值所进行的物理
实验。Krallmann, H在1980的KYBERNETES著名刊物上认为:“计算机仿真的前景及限制取决于人类思想的概念。我们的目的是要提出在人工智能领域中关于思想的理解,并将它和各种哲学体系的认识论中所形成的关于人类思想的各种概念进行比较。如果这样的体系能对有关课题的大量问题作出回答的话,那么我们会去接受这样的体系及其认识论,并认为这体系是合理、可靠的。”[4]因而,我们之所以接受计算机仿真是因为其对客观规律的正确反映,符合哲学的唯物论。 在1992年度美国提出的22项国家关键技术中,仿真技术被列为第16项;在21项国防关键技术中,被列为第6项。甚至把仿真技术作为今后科技发展战略的关键推动力。我国计算机仿真技术的研究与应用的发展也非常迅速。20世纪50年代开始,自动控制领域首先采用仿真技术;60年代,在开展连续系统仿真的同时,开展对离散事件系统的仿真进行研究。70年代,我国训练仿真器获得迅速发展,我国自行设计的飞行模拟器、机车培训仿真、化工过程培训仿真器等相继研制成功,并形成一定市场,在操作人员培训中起到了很大作用。后来随着仿真技术水平的不断提高,又建设了一批水平高、规模大的半实物仿真系统。从90年代我国又开始了对分布交互仿真、虚拟现实等先进仿真技术的研究,并取得了一定的成果。[5]这时期,计算机仿真研究成果的典型代表是:陈宗海、戴路、沈廉共同研究的一种化工过程计算机仿真培训系统开发平台。他们针对当时石油化工过程计算机仿真培训控制系统开发的特点及存在的问题,借鉴智能工程技术,在一组486微机上建立了一套新型的仿真开发 平台,全套系统用C语言编制,通过多次应用知识库系统已初具规模,在对笨二甲酸,对二甲苯工艺计算机培训系统的开发中全面应用,使仿真培训系统的开发周期缩短了三分之二,人工工作量减少了百分之七十。[6]特别是近20年来,随着系统工程与科学的迅速发展,仿真技术已经从传统的工程领域扩展到非工程领域,在社会经济系统、环境生态系统、能源系统、生物医学系统、教育训练系统也得到了广泛的应用。西安交大的胡峰认为:“现代的仿真建模模型分析方法是现代科学的基本研究方法之一。通过对实际系统抽象的或本质的描述,构造出与实际系统之间存在同构或同态关系的、简化的数学模型或物理模型,以模型分析与模型实验为基础,达到对实际系统的认识、控制和优化。总之,针对不同研究对象建立合适的仿真模型是顺利进行系统仿真实验的关键一环。无论是定量建模方法、网络图建模方法,还是基于模糊逻辑的定性建模技术,乃至以人工神经网络理论为基础的各种具有自学习功能的建模方法,都已成为计算机仿真理论的重要组成部分。”[7]可见,在仿真之前,用不同的建模方法会直接影响到计算机仿真在控制系统的应用效果,因此必须要结合建模的最佳方案来进行计算机仿真。 1.2 国内外研究发展动态 国内对计算机仿真技术的研究较有代表性的主要有:著名计算机仿真专家--李伯虎认
为:“近年来,以高性能计算为基础的并行仿真技术已经越来越为人们所重视,如何设计一种全新的建模仿真软件,它可以结合分布式仿真、并行仿真和单机集中式仿真的优点,适应各种类型的仿真成为我们孜孜以求的目标。”[11] 王炜认为:“计算机仿真技术在人们不断深化认识自然界客观规律的历程中一直扮演着非常重要的角色。如今,已在军事与民用领域的装备研制、系统论证、训练与维护等方面成为不可缺少的关键技术,并成为信息科技发展的强大推动力之一。今天,仿真技术不仅仅局限于单个设备或系统的模拟,体系与体系对抗的仿真已成为仿真技术研究的热点之一,并由此产生了一批新的仿真技术,应用这些仿真技术可以解决人类在认识自然界的客观规律过程中遇到的许多难题。”[12] 国外学者对计算机仿真技术的研究的主要代表有:Javidi认为:“许多研究表明,计算机仿真程序是实验室可行的替代动手练习,而且其效果远远超乎我们的想象。”[10] Jim Ledin仿真定义为“仿真就是采用模型来再现真实情况,是加速产品开发周期并在最终系统中提高产品质量的重要手段。”[13] Law认为:“仿真是在不断的人类不断地推导和计算过程中得出的最符合实际要求的解析解。”[8] 美国北卡奴利那州立大学计算机仿真专家James Wilson提出他的观点:仿真在稳定运行需要环境,不同的环境对应不同的仿真系统,所以是一种多层次的前向“神经网络”, 和其它类型的网络相比,它具有结构简单,全局逼近能力强,训练方法快速易行的优点,在系统辨识及函数逼近等领域有相当强的等效优势。[9] 摘要及新认识:(不少于200个字) 本文主要介绍了计算机仿真技术的发展情况以及国内外重要学者对其的 本章参考文献: [1] 李兴纬,邱晓刚.计算机仿真技术基础 [M]. 长沙:国防科技大学出版社,2006:2-23. [2] 曹伟,张忠利,姜斌,等. 论计算机仿真方法 [J]. 自然辩证法研究,1997,(04):1~6 [3] 冯丽辉. 计算机仿真在过程控制中的作用 [J]. 昆明理工大学学报,1993,(06):1~3 [4] Krallmann, H . EXTENDED SYSTEM DYNAMICS METHOD AND ITS TOOLS. An International Journal of Cybernetics and General Systems ,1980,9(1):15~31 [5] 李明君. 基于网络环境的芯片仿真研究和微机系统仿真实现[D].南京:南京气象学院,2004 [6] 陈宗海、戴路、沈廉. 一种化工过程计算机仿真培训系统开发平台 [C].见:秦化淑.1995年中国控制会议论文集(下).合肥:1995:1~6 [7] 胡峰,孙国基,卫军胡. 动态系统计算机仿真技术综述(Ⅰ)——仿真模型 [J].计算机仿真,2000,(01) [8] Law A M,Kelton W D.Simulation modeling and analysis[M].McGraw Hill,Inc,1991:6-40 [9] Wilson, James R.;Lada, Emily K.; Steiger, Natalie M. Performance evaluation of recent procedures for steady-state simulation analysis. IIE Transactions.2006.38(9):711-727 [10] Javidi, Giti; Sheybani, Ehsan. Content-based computer simulation of a networking course: An assessment. Journal of Computers. 2008.3(3):64-72
[11] 李伯虎, 卿杜政,孙磊等. 基于组件的一体化建模仿真环境(CISE)研究 [J]. 系统仿真学报 , 2008,(04) [12] 王炜等.虚拟仿真系统导论 [M].长沙:国防科技大学出版社,2007:1-17 [13] Ledin Jim.仿真工程.北京:机械工业出版杜,2003:1-40
计算机仿真方法的产生是与电子计算机技术的发明和应用紧密相联的。1946年2月世界上第一台电子计算机ENIAC在美国诞生,到四十年代末期首台模拟式电子计算机就被用于三自由度飞机系统的仿真。五十年代末期到六十年代,由于宇航科技发展的迫切需要,美国科研人员又创造了混合计算机系统,这使得人们能对较复杂系统的行为进行仿真研究。七十年代以来,随着数字计算机运算速度的大大提高以及相应的仿真软件的不断完善,数字计算机仿真得到很快发展,其应用范围也由各种工程领域扩展到非工程领域。进入九十年代,计算机仿真技术又朝向智能化仿真(仿真技术与人工智能相结合)、分布式并行处理仿真、仿真支持系统等方向发展。目前,无论在科学研究还是技术开发抑或工业设计中,计算机仿真方法都显示出强大的威力,已