三维仿真论文例1

 

当前，仿真技术已经成为分析、研究各种复杂系统的重要工具教育学论文，它广泛用于工程领域和非工程领域。高职院校的物流实训中心大多数是基于软件模拟的物流实训室，这类实训室是以物流软件模拟来搭建物流模拟平台，如仓储管理软件、运输管理软件、ERP、MRP、国际货代软件、TPL软件或基于上述几个软件集成起来的供应链软件等；然而对于基于设备的物流实训室来说，由于资金等方面的限制，比较先进的设备还尚欠缺教育学论文，这就造成了学生对立体库、高速分拣机、巷道式堆垛机、AGV、码垛机器人等先进的物流设备缺乏足够的感性认识论文格式模板。三维虚拟仿真技术等够对仓库、配送中心、企业生产线等进行简单的建模，能够加深学生对各种物流设备的认识，帮助学生理解工业、企业、生产线的布置与产出平衡、物料需求计划、企业资源计划等相关知识，更好地找出生产瓶颈，加深对现代化立体仓库、配送中心的了解。因此三维虚拟仿真技术在教学中的应用教育学论文，对于学生更好地学习物流专业理论知识、培养相应的职业技能是大有裨益的。

一、三维虚拟仿真技术概述

三维虚拟仿真（3D Virtual Simulation）就是利用三维建模技术，构建现实世界的三维场景并通过一定的软件环境驱动整个三维场景，响应用户的输入，根据用户的不同动作做出相应的反应，并在三维环境中显示出来。三维仿真的关键技术主要有动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具、系统集成技术等论文格式模板。该软件提供了原始数据拟合、图形化的模型构建、虚拟现实显示、运行模型进行仿真的实验、对结果进行优化、生产3D动画影像文件等功能。

利用三维虚拟仿真技术教学具有以下优点：

1、教学内容视觉化

2、学习中的交互性好

3、沉浸感真实感强

二、三维虚拟仿真技术在物流教学中的应用

基于青海交通职业技术学院物流实训中心3D实训室的应用系统及操作流程。

1．开机步骤

开机顺序依次为：

2 AP转换器（数量两台）：

按下电源按钮教育学论文，

2 工作站（数量两台）

2 投影机（数量四台）

进入控制工作站，进入中控程序，点击投影机控制，选择开

等投影机启动完毕后再进入下一步

2 边缘融合机（数量两台）：

按下电源按钮

关机顺序依次为：

立体图像工作站——边缘融合机——AP转换器——投影机——控制工作站

2．基本操作设置

立体图像工作站设置

（1）多显示器设置

鼠标在桌面上右键

进入NVIDIA控制面板

点击设置多个显示器

设置作为一个大水平桌面（水平平移模式）

显示的结果是，显卡双头输出两个通道的桌面。

（2）分辨率设置

单屏分辨率1024×768教育学论文，重叠像素为192

整体分辨率为1856×768（含边缘重叠区192个像素）

重叠像素设置图如下：

立体设置为管理3D设置里面，基本设置，选用立体启用

3 .基本演示操作

（1）立体电影

检查左右眼是否正确？

2 将图像移动分别移动到第一个通道和第二个通道进行检查论文格式模板。

如果第一个通道和第二个通道都不正常，点击一下软件里面L/R

2 如果图像只在第一个通道出现左右眼反的现象？

在第一台AP转换器后面的绿色按钮按两次切换左右眼

2 如果图像只在第二个通道出现左右眼反的现象？

在第二台AP转换器后面的绿色按钮按两次切换左右眼

（绿色按钮按两次表示切换左右眼）

（2）NVSG演示软件

同样观看立体是否正常，可以通过软件切换左右眼

（3）VEGA演示软件

同样观看立体是否正常教育学论文，可以通过软件切换左右眼

4系统连接图如下

5投影机图像不正确的调试方法

（1）首先检查画面比例是否正确

再点击高级：

水平位置和垂直位置，如图所示。

6融合机出现故障处理方法

出现基本问题首先重新启动融合机来解决

如重新无法解决可以采取如下步骤：

（1）找到是那台融合机出现的问题，并接入键盘鼠标

（2）ALT+F4退出融合服务软件

（3）点击桌面上的blend文件夹

（4）复制setting.cfg文件到其他地方

（5）将备份的该文件copy到blend这个文件夹下面

（6）双击STEREO_CAP程序

（7）按ESC，再点击开始扑捉、全屏幕、下一次开机启动，保存设置、开始

（8）重新启动

7注意事项

（1）投影机开启后遥控器上的auto、aspect两个按键不能按教育学论文，正常使用情况下不需要遥控器；

（2）投影机机械结构不能轻易触碰

（3）屏幕位置不能挪动，屏幕表面不能触碰，灰尘可用干净的柔软布沾水擦；

（4）投影机关机后不能立即断电，同时投影机电源需接入UPS稳压电源，UPS后备电池时间不小于10分钟；

（5）不能随意拔插设备连接线缆；

（6）立体工作站显卡、立体、分辨率等设置不能改变

（7）控制工作站IP：192.168.1.10不能改变。

开机先后顺序要严格按照技术要求顺利

三、结束语

三维虚拟仿真技术软件在高职的教学中能发挥出积极的作用，一方面能提高学生的学习兴趣，学生在学习的过程中能够对仓储、运输、配送、生产加工等有一个感性的认识，同时也提高了学生分析问题、解决问题的能力，实践证明三维虚拟仿真技术软件的应用对于高职物流专业的教学具有积极的意义。

参考文献：

[1]吕明哲，物流系统仿真，东北财经大学出版社，2008.10。

[2]贺国先，现代物流系统仿真，中国铁道出版社，2008.12.1。

三维仿真论文例2

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）01-0158-02

随着现代化教学手段的不断运用，三维仿真技术在教学过程中的应用效果日益明显。机械制造基础作为工科院校的一门专业基础课程，承担着学生从基础向专业学习过渡的重要任务[1，2]。然而，由于机械制造方法及制造工艺过程理论实践性强的特点，如何将枯燥抽象的加工、制造理论生动真实的展现出来已成为教学过程中需要解决的重要问题，外圆加工方法作为机械制造基础课程中的基本知识，便成为需要生动展现的重要对象。鉴于三维仿真技术具有直观性、生动性等优点，本文运用三维仿真软件[3]，研究车削、磨削、镗削外圆加工方法的三维建模及加工过程动态仿真的实现方法，力求提高机械制造基础课程的课堂教学效果。

一、机械制造基础课程中外圆加工方法的特点

外圆加工方法是机械制造基础课程中最基本的加工理论[1]，只有让学生充分理解并掌握该部分内容，才能使学生更有效地理解各类表面加工方案和零件加工工艺过程部分的理论知识。但是在教学过程中，如果仅仅凭借二维图形和语言描述，很难形象展现各种加工过程中零件、刀具、夹具的运动状态及各加工方法的优越之处。例如，车削适合加工回转体外圆面，而对于那些大型的不便回转的支架或箱体类零件，外圆表面的加工可利用镗床镗削，但是镗削非常适合加工不可回转零件上的孔及孔系，一般镗刀是绕刀杆轴线旋转。加工外圆时镗刀杆则需要安装到平旋盘上，以保证镗刀有较大的回转空间[1]。并且为避免镗刀杆刚性不足，镗削不适合加工过长的外圆表面。这些理论若仅凭二维图形表示自然会烦琐抽象，语言叙述更枯燥乏味，如果能展示零件的立体结构，并辅助以零件移动的同时平旋盘与刀具如何旋转，加工时零件外圆表面如何变化的动态过程演示，则会很方便地让学生理解上述问题，并给学生以深刻印象，起到事半功倍的作用。

二、零件外圆加工的三维动态仿真分析

1.外圆加工仿真的实现方法。为了在课堂上展示外圆加工的三维动态过程，利用SolidWorks2013三维仿真软件，进行车削、磨削、镗削加工零件外圆表面的三维动态仿真样机。

利用三爪卡盘装夹加工回转体零件外圆柱面是最常见的外圆车削方法，为展现车削过程中刀具、工件运动的最基本原理，建立车床主轴箱、三爪卡盘、车刀、阶梯轴零件的三维模型，并建立三爪卡盘装夹阶梯轴的装配模型。插入主轴箱，使其固定，再插入三爪卡盘，阶梯轴零件和车刀，添加配合约束，以限定卡盘除绕轴线旋转外的5个自由度和阶梯轴的6个自由度。添加车刀与阶梯轴的配合，保证车刀刀杆垂直与卡盘及阶梯轴零件回转轴线、刀尖与轴线等高，选择拉伸切除命令，绘制断面草图，以实现刀具纵向进给，获得车削阶梯轴外圆仿真动画如图1所示。

外圆磨削是常见的外圆表面精加工方法，为了展现磨削外圆的原理，首先建立砂轮装配体、阶梯轴零件三维模型。为了模拟磨削外圆的真实场景，新建装配体文件，首先插入砂轮装配体模型，使其固定，然后插入阶梯轴零件，添加配合确定砂轮轴与磨床头架及阶梯轴中心线间的位置；为实现砂轮对阶梯轴最大外圆的磨削动作，添加砂轮右侧表面与轴肩左端面距离为0mm，并选择装配体特征菜单的拉伸切除命令，绘制横断面草图，选择阶梯轴为切除对象，更改砂轮装配体状态为浮动，在阶梯轴外圆上添加旋转马达，在砂轮上添加反向马达，选择砂轮与阶梯轴轴肩的距离配合，输入距离值，生成仿真动画如图2所示。

镗削是镗刀旋转作主运动，零件或镗刀作进给运动的切削加工方法。为展现镗削外圆与车削外圆的不同，建立支架三维模型及平旋盘和镗刀模型。为实现镗削加工，建立装配体模型，插入平旋盘及镗刀装配体，使其固定，再插入支架三维模型，添加配合，保证平旋盘外圆与支架外圆同轴，镗刀前端面与支架外圆端面距离，利用拉伸切除命令设置切除外圆直径和长度，更改平旋盘及镗刀状态为浮动，为实现动态过程仿真，并在平旋盘外圆面处添加旋转马达，为展现切削时支架沿平旋盘轴线移动，在支架右侧放置键码并设置拉伸切除距离值，获得仿真动画如图3所示。

2.外圆仿真效果的对比分析。从上述动态仿真可很容易地分析出：（1）车削、磨削、镗削三种外圆方法工作原理不同，车削外圆柱面时，被加工零件旋转，车刀沿着零件回转轴线移动；而磨削外圆是磨具与被加工零件相对旋转的同时，零件沿轴线移动；镗削加工则是镗刀旋转，工件沿着镗刀回转轴线移动。（2）车削和镗削外圆都是利用一把金属切削刀具，切削时已加工表面随刀刃的移动而增大，而磨削则是砂轮上很多磨粒随着砂轮转动来切除零件上的材料，切削层要薄很多。（3）车削外圆时工件轴线必须与回转中心线重合，为避免重心偏移，零件不能过分复杂，而镗削则只需要工件平移进给，因此更适合加工尺寸较大、结构复杂的不易回转零件。（4）镗削外圆时镗刀杆处于悬臂状态，因此不适合加工长度较大的外圆。由此可见上述仿真可在短时间内使学生很容易的理解车削、镗削、磨削外圆的基本理论，可以使外圆加工原理和特点简单化、直观化。

三、结论

分析了机械制造基础课程中外圆加工理论的特点，利用三维仿真软件SolidWorks2013进行了车削阶梯轴外圆、磨削阶梯轴外圆和镗削大型支架外圆的三维建模和动态仿真方法研究，通过三种外圆加工方法动态仿真结果的对比分析发现，外圆加工三维仿真动画直观的展现了三种加工方法所用刀具及加工原理的不同，生动的显示了外圆加工方法的各自特点，为提高机械制造基础课程教学效果打下了基础。

参考文献：

[1]任正义.机械制造工艺基础[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]孙健峰，杨洲，王慰祖.机械制造基础课程教学中存在的问题及改革的思考[J].当代教育理论与实践，2016，8（4）：78-80.

[3]北京兆迪科技有限公司.SolidWorks2013实例宝典[M].北京：中国水利水电出版社，2013.

The Application Research of Cylindrical Processing Simulation in Mechanical Manufacture Foundation Teaching

YANG Li-ping，ZHAO Li-hong，HUANG Xue-mei

三维仿真论文例3

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）04B-0027-03

计算机仿真是在计算机上建立形式化的数学模型，然后按一定的实验方案，利用系统的模型通过模型解算的方法来获得系统动态行为的一种研究系统的过程。计算机仿真技术是以计算机为工具，以相似原理、系统技术、控制理论、信息处理技术以及各种相关领域技术为基础，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，根据系统试验目的，建立系统模型，并在不同的条件下，对模型进行动态运行试验的一门综合性技术。随着计算机仿真技术的迅速发展，仿真技术由二维平面图形向三维虚拟现实逐步转化。三维仿真技术具有生动、形象、经济实用等优点，已广泛应用于科学研究、工业制造、交通运输、工程设计、教育培、军事、医疗等众多领域之中。

一、三维仿真技术在职业教育领域的应用

仿真教学是利用实物或计算机创设各种虚拟环境来模拟真实环境，并根据真实环境中的理论和实际操作情况在虚拟的环境中进行操作、验证、设计、运行、优化等的教学方式。它的出现对职业教育的发展产生了极大的推动作用，为新的教学手段开发奠定了基础，使教学方式、方法的改革和创新成为职业教育发展的必然趋势，结合互联网使用，可以使职业技术教育实现远程学习、在线学习，突破传统职业教育依赖于硬件设备进行教学的局限，促进职业教育跃上了一个新的台阶。目前，许多职业院校充分利用现代计算机技术和仿真技术开发了三维仿真教学软件、实验或实习仿真教学系统，开展仿真教学和实验、实训操作训练，如利用数控加工仿真教学系统，可以实现学生编程刀具路径轨迹校验、检查碰撞、工件过切、程序优化等教学过程，尽可能避免未经校验的程序在实机操作过程发生碰撞等危害事故。电梯技术实训仿真教学系统可实现电梯技术中的机械、电路、传感器、变频调速、PLC 控制等技术实训的仿真教学。建立与课程相对应的仿真实验室、仿真实训室、仿真实训车间、工厂，利用仿真实训室开展单项技能训练和综合项目实训，如数控仿真实训室、三维电子导游仿真实训室、财务仿真实训室、冶金仿真实训室、变电仿真实训室等仿真实训室，使学生直观地、低成本地体验生产环境，完整地、清晰地了解生产流程和各个岗位的工作任务等。

二、三维仿真教学软件的开发方式

教育部的《教育信息化十年发展规划（2011―2020年）》明确提出：加快职业教育信息化建设，建设职业教育虚拟仿真实训基地。由此可见，虚拟仿真实训基地是专业实训基地的一个重要组成部分，职业院校要积极建设仿真实训基地等信息化教学设施，组织力量开发适合学校发展需要的仿真教学软件，以满足信息化教学的需要和专业建设的需求。三维仿真教学软件的开发通常有学校自主开发、校企合作开发、软件购置三种方式。学校组织教师自主开发虚拟仿真教学软件，主要是解决教师教学定的教学问题，这是提高教师信息技术水平的一个重要举措，也是解决学校信息化教学资源不足的主要途径。例如，广西机电工业学校教师自主开发的基于单片机技能大赛的三维虚拟仿真软件，仿真度高，可以根据训练项目进行编程和调试程序实训操作，包括单片机控制的机械手进行实时仿真等。校企合作开发的虚拟仿真教学软件主要是学校根据自身需要定制的产品，学校根据自身教学需要提出仿真软件系统的总体要求、技术要求、教学模块功能、产品的指标等需求，成立由学校专业教师和企业专家组成的开发小组，教师根据教学目标、教学内容、教学方法、教学认知规律和企业的岗位要求及工作过程进行教学设计，再由软件技术开发公司来负责技术实现。例如，广西机电工业学校开发的基于工作过程的模拟电路分析与制作三维仿真、地质灾害三维仿真等与教材配套、具有学校特色的教学软件。软件购置是学校根据教学需要和使用场所，购置易于实现与其他设备、软件衔接的行业中具有代表性的教学软件系统。

三、三维仿真教学软件开发的流程

教学软件是为实现特定的教学目标、实施特定的教学过程而设计开发的应用软件，教学性是它固有的属性。在开发过程中应将教学设计和软件工程二者有机结合，软件开发团队应该由职教专家和专业技术专家等组成。自主开发和校企合作开发仿真教学软件一般由分析、论证、设计、实现、测试、验收这六个阶段组成，而软件购置则省略了设计和实现这两个阶段，三维仿真教学软件开发的流程如图 1 所示。

（一）需求分析。教学软件的需求分析是保证教学软件开发质量的重要前提。其主要任务是回答“软件必须做什么”，从而确定软件开发的目标和预期效果，并在使用条件分析、软件功能分析和教学特性分析的基础上，确定软件的使用条件、教学功能、教学特性等其他方面的要求。

（二）方案论证。根据软件开发的目标和预期效果，对所要开发的软件产品现状进行比较分析，明确已有教学软件同类产品可以解决的问题和不能解决的问题。依据教学需求分析和已有产品现状分析的结论论证教学软件开发的必要性，从教学软件开发的经费、开发团队的组成及其成员的技术水平、教学功能实现的技术手段等方面论证教学软件开发的可行性，进一步确定开发软件的总目标。

（三）软件设计。为了保证教学软件的教学性、科学性和可操作性，软件设计很重要的一部分工作就是进行教学设计，围绕教学软件的教学目标、教学内容、教学策略和评价方式分别进行分析设计，确定教学软件整体框架结构，功能模块等。

（四）软件实现。软件实现是教学软件开发流程中最能体现教学软件特色的重要环节。首先要进行技术预研，选择合理的开发平台以及软件工具，然后根据软件设计的结果，围绕教学软件的界面、数据库、功能模块等详细规划。比如，对机械部件的实物原型进行三维建模、运动功能、驱动控制、外部数据接口等功能设计。最后，使用 Unity3D 软件作为开发平台，实行仿真环境的场景、环游功能和人机交互功能。具体实现步骤包括：先测量实物的实际尺寸，使用 CAD 软件绘制二维图像（.DWG 格式），然后利用二维图像在 3DsMax 软件中建立三维模型（.FBX格式），最后在 Unity3D 软件中导入三维模型，针对三维模型的碰撞检测以及人机交互功能进行代码的编写。

（五）软件测试。软件测试是确保教学软件|量的重要环节，分为单元测试、整体测试。由教育专家、技术专家、教师和学生对所开发的软件产品进行功能和效果等测试，及时发现软件产品存在的问题，再根据存在的问题和修改建议进行修改优化。

（六）评审验收。教学软件的评审验收需要专家、同行和用户三方结合进行。专家和同行的评审可以保证教学软件的教学功能和技术，用户评审有利于积累教学软件的开发经验。

四、三维仿真教学软件的应用机制

仿真教学软件（系统）应用的主体是教师、学生和在职培训者。应用仿真教学软件的目的主要有三个方面：一是通过仿真教学软件的虚拟交互，使抽象内容形象化，学习活动变得生动有趣味，降低学习难度，调动学习者的学习积极性，从而提高教学效果；二是利用仿真软件开展教学，可以弥补场地、设备和师资的不足，实现理论与实践的同步教学，提高教学效率；三是利用仿真教学软件和网络搭建的平台，打破地域和时间的限制，实现网络教学和远程培训。为更好实现上述目标，必须建立相应的仿真软件运行管理机制、学习者学习机制、教师培训机制、仿真软件应用的考评机制、仿真软件使用评价机制，如图 2 所示。

（一）仿真软件运行管理机制。为教师、学生和培训者提供便捷的教学使用平台是仿真教学软件应用的基本前提，因此教学软件运行管理机制是教学软件应用中最重要的机制。经评审验收后仿真教学软件由学校信息中心或相应的部门进行集中管理，负责教学平台的运行管理和维护。相关的专业教学部门或开发部门负责开发与之对应的教材、学习指导等教学资料，并建立相应的教学平台，为仿真教学软件的应用提供基本的保障。可通过建立完善相关管理制度和明确工作职责来建设仿真教学软件运行管理机制。

（二）学习者学习机制。网络课程在线学习和远程培训的主要对象是在校学生和在职职工。可通过把学生利用网络课程学习或职工参加远程学习的情况与对应课程考核成绩挂钩的方式建立学习者的学习机制。

（三）教师培训机制。教师是仿真教学软件的主要用户之一。教师要对软件的使用方法、应用场合及其主要功能、教学性能要十分清楚，并能熟练演示和操作仿真软件，才有可能在教学实施过程中应用仿真软件进行教学。可采取企业培训、校本培训和开展相关教学教研活动的方式对教师开展培训，并建立教师学习培训跟踪考核评价制度，确保教师会用、想用，使之成为教学中不可缺少的重要手段，提高教师信息化教学应用水平。

（四）仿真教学软件应用的考评机制。教师是教学的组织实施者。要充分调动教师利用仿真软件开展课堂教学或组织实施项目的积极性，改革教学方式、方法和教学模式，（下转第38页）（上接第28页）更好地利用仿真软件辅助教学，提高教学效率和教学质量。建立教师应用仿真软件的考评机制可以从以下几个方面入手。一是将教师应用仿真软件（信息化）教学明确为工作职责之一；二是把教师应用仿真软件（信息化）教学的考评机制纳入教师学期业务考核内容；三是与教师的专业技术职务晋升挂钩，将教师运用应用仿真软件（信息化）教学的能力作为教师的岗位能力，作为资格晋升的必要条件之一；四是建立奖励制度，对教师开发仿真软件和应用仿真软件参加信息化教学比赛给予业务考核加分和物质奖励。

（五）仿真软件使用评价机制。建立有效的仿真软件使用评价机制。从教师、学生、培训者的多维角度，对软件教学功能、性能、效果和可操作性及开发水平等方面进行调查评价，在调查评价基础上分析其使用效率、使用效果、评价反馈意见等，为同类仿真教学软件的开发提供改进的依据和借鉴。

总之，教育信息化已经成为职业教育发展的必然趋势。随着计算机技术和仿真技术水平的不断提高和计算机仿真的硬件与软件成本的逐渐降低，三维仿真教学软件将不断地升级更新，更加智能化、真实化，从而使得仿真软件具有成本较低、贴近真实的工作场景、操作简单、灵活方便、维护容易、学生参与性强、互动性好、易于接受的特点，最终三维仿真教学软件将会在职业教育领域中发挥越来越重要的作用，成为新时期的重要辅助教学手段。

【参考文献】

[1]廖守亿，陈 坚，等.计算机仿真技术[M].西安：西安交通大学出版社，2015

[2]郝丽娜，刘兴刚.计算机仿真技术及CAD[M].北京：高等教育出版社，2009

[3]周志明.企业远程培训系统应用机制建设思考[J].中国成人教育，2014（1）

三维仿真论文例4

一、引言

《计算机组装与维护》是职业学校计算机类专业的一门重要专业课，旨在培养有一定理论基础，能对计算机进行日常维护的应用型人才。目前，《计算机组装与维护》的实验设备存在更新周期短、设备损耗快、实验时间过长的情况，使得该课程的实验难以开展，有部分章节的教学内容甚至不进行实验，最终影响教学质量，以至学生未能充分掌握计算机组装与维护技术。

随着虚拟仿真技术、多媒体技术等计算机技术的飞速发展，通过计算机软件开发的虚拟仿真教学系统为课程的实践改革提供了可能。通过虚拟仿真的场景，可以对学习者的元认知进行引导，为最近发展区提供模型。学生能身临其境地观看各种实验硬件，体验操作系统的安装与维护，获得比传统实验更深刻的学习体验，有效提高教学效果。

二、仿真教学对《计算机组装与维护》教学的意义

《计算机组装与维护》课程中的硬件组装、BIOS 设备、硬盘分区、操作系统安装、系统备份与还原等教学内容，均适合利用虚拟仿真技术进行教学。学生沉浸在虚拟仿真的场景中，动手操作相关实验，在与仿真实验设备的交互过程中，领会教师的设计思想，从而达到教学目的，有效改善了传统教学过程中学生以获得间接知识经验为主的教学弊端，促进学生对知识的理解。

（一）缩短课程时间，提高教学效果。

引入仿真教学之前，在“ghost镜像的制作”的教学中，镜像的制作过程需要20分钟的等待时间，教学过程出现“真空层”，令教学效果大打折扣。仿真教学系统可以将教学资源便捷地呈现在计算机桌面，省略了累赘的实体展示、作业过程的等待，各教学环节衔接紧密。学生在秩序良好的仿真环境下学习和实验，争取到更多的实验时间，通过多次重复的仿真实验，也可以充分积累操作经验，形成标准的作业习惯。

（二）寓教于乐，提高学生学习兴趣。

中职生由于年龄、心理、知识结构特点等原因，大多数学生均排斥概念、原理等陈述性知识，对实际动手操作的实践实验有着浓厚的兴趣。仿真教学环境提供可交互、系列化的教学方案，将枯燥的理论知识变得生动有趣，在一对一的仿真实验场景中，带“智能提示”的实验任务将仿真实验变成了探索知识、形成技能的游戏，使学生对仿真实验充满热情。

（三）降低设备损耗，减少实验成本。

《计算机组装与维护》普遍存在的问题是学生多、实验硬件少。由于学生的基数大，每个学生接触实验硬件的机会少，对硬件的性能不尽了解，在真实实验过程中比较盲目，导致硬件无谓损耗严重，使得实验任务无法完成，很多实验都被教师放弃。仿真教学系统能在极少的成本和最快的时间更变仿真对象，使学生在仿真的环境下能利用社会主流的硬件设备进行学习、实验，既能达到真实作业的效果，又能便捷地进行反复的仿真实验，同时也避免了因误操作引起的设备损坏。

三、仿真教学系统的应用

目前，我国职业学校《计算机组装与维护》教学大多延续着以“理论—实践”为主的传统教学方法。例如，在计算机硬件组装的教学中，教师通过展示图片示范硬件的拆装过程，然后组织学生现场分组实操，许多学生在未完全吃透理论知识的情况下便进行实操，容易出现误操作等情况，影响教学的有效性。为了更好地衔接“理论”和“实践”两大教学模块，我们通过分析学生的特征，依据认知学习规律，借鉴“三段式”教学模式的精华，并在此基础上进一步优化，创造出了“新三段式”教学模式。

（一）“新三段式”仿真教学模式。

“三段式”虚拟仿真教学模式就是按照学生的学习认知规律，划分理论教学、仿真实验和实验实训三个阶段。在虚拟仿真技术的辅助下将传统的“理论—实操”转变为“理论—仿真实验—实践”的新型学习方式，仿真实验是理论与实践之间一座新的桥梁。在实际应用中，“三段式”的仿真实验环节还未检查学生的实验效果便单向指向真实实验，有些学生在未完全掌握操作技巧的情况下便进入了真实实验环节，导致学生在真实实验中出现误操作。

为提高仿真实验的效用，保障真实实验的教学效果。我们将原单向的“三段式”教学模式改变为带回路的“新三段式”教学模式，即在教师主导教学下，学生进行理论学习，学生在仿真实验模块进行探究式自主学习、实验，在进入真实实验前，仿真系统会自动对学生的仿真实验进行一次评价。具体教学流程如图所示。

（1）理论教学：教师根据教学目标的要求，分析教学内容，在课堂上讲解知识要点，明确教学目标和实验任务。

（2）知识巩固：学生通过仿真教学系统对理论教学的知识进行再认，强化理论教学的效果。

（3）仿真实验：在教师的引导下，采用“以学生为中心”的教学方法，让学生反复地进行仿真实验，使学生从初步了解实验操作步骤成长到充分掌握操作技巧。

（4）系统评价：仿真教学系统根据学生的操作情况，对学生的仿真实验效能进行评价（取决于某几个关键步骤），没出现一次误操作为合格。学生取得合格的评价后，可以向教师申请到实践实验环节，不合格则可返回知识巩固环节。

（5）实践实验：学生在教师的指导下，在真实环境下验证仿真实验的实验结果。

（6）综合评价：教师根据学生的学习情况、仿真实验情况和实验的情况，综合评价学生在该教学项目任务中的成绩。

（二）“新三段式”教学模式的特点。

三维仿真论文例5

中图分类号：G642 文献标识码：A

0 引 言

随着社会经济的发展，对物流的需求量越来越大，对人才的需求无论从数量上还是质量上都显得更为迫切。目前国内有200多所高校开设了物流管理相关的专业，近年来也培养了大量的物流专业人才满足市场需求。但是由于物流管理专业开设的历史较短，缺乏完整的理论体系和实践经验，因此大量的物流管理教学依然处于不断探索的阶段。

物流管理课程是一门理论与实践性均较强的专业核心课程，对学生专业知识体系的建立具有重要的框架性作用。在教学过程中首先需要使学生产生学习的兴趣与积极性，其次是将理论能够与实际问题相结合，使学生能够学以致用，增强对专业的价值与意义的认同感。因此在教学过程中需要两方面并重，在理性和感性层面加强学生对物流知识的认识，并能直观地感受到物流系统运行的实际情况，避免空洞的理论讲授使学生感觉过于抽象，难以产生学习的动力[1]。因此在物流管理课程教学中不仅需要知道教什么，更应该掌握如何教的方法，实现从感性认识向着理性分析的层面逐渐深入。一般来说，为了能够更好地实现理论联系实际教学，传统做法为带学生进行认识实习，到周边相关企业去参观并了解物流的设施设备、合理布局等方面的内容，但是受制于学时数、成本、组织难度等方面的考量，这种现场教学方式难以大面积的开展。

为了缓解这一需求和实际困难之间的矛盾，本文尝试利用计算机仿真技术的先进成果，将物流系统的运行过程以及实际运行的状态以动态三维可视化的方式向学生展示，并可由学生自己动手参与，通过自行动手调整设备以及参数，观察和研究其中所发生的变化，从而更好地理解物流系统优化的含义以及方法，这对于讲授物流系统组成以及系统优化均具有极强的现实意义，能够有效地调动学生参与的积极性，将灌输式学习向着探讨式与研究式学习的方向发展。这一方法在笔者的课堂教学中嵌入，取得了良好的教学效果，值得在物流管理课程教学中推广与应用。

1 仿真理论与工具分析

仿真理论认为，通过对现实环境的模拟，能够在可控的条件下抽取主要影响系统的要素，使其在接近实境条件下展现系统的功能。仿真最初是从流程仿真开始，逐渐进入二维仿真、三维仿真以及更为接近实境的体感仿真。这一演化过程可以让教学、培训等工作更易于组织，实现成本也更低。例如在美国对伊拉克的沙漠风暴作战中，美国士兵基本上是未曾经历过任何实战的新手，但是却轻易地战胜了伊拉克的有着丰富实战经验的精锐部队。这一战争结果并不意外，因为美军士兵已经在本土进行过多次沙漠作战的仿真演练，而美军认为，这一场实战并不比仿真演习中的场景更困难[2]。这从一个侧面说明了仿真系统的价值和重要性。

随着当代越来越多的系统操作都是通过计算机进行的，操作者也只能通过计算机屏幕上的反馈得知真实系统的运行状况。那么如果仿真系统足够逼真，操作者在采用仿真训练和真实训练并没有太大的不同，但是其成本和效率将发生较大变化，训练者可以轻易地调整一些现实中无法便捷调整的参数，并观察和体验其结果的不同，因此仿真这一方法成为系统开发与人员技能培训等领域不可或缺的重要工具，其价值表现得也越来越明显。

物流仿真作为一个新兴仿真领域，与工业仿真一样得到了较多的关注，当前市场上能够见到的仿真软件主要有以下几类：

（1）流程性系统动力学仿真

这一类工具主要研究系统中的存量与流量的因果关系，其建模过程较为抽象，主要可用于物流系统中库存量决策等问题。

（2）二维平面仿真

此类工具将上一类仿真模型中的流程转化为了二维实体对象，通过设定对象之间的连接逻辑以及对象属性，建立了一个实体物流系统的映射关系，并通过加速系统的运行时间，能够在较短时间内对系统进行仿真模拟，并得到系统分析结果。

（3）三维仿真系统

这是当前业界的热点，这一类仿真软件基于第二类软件基础上进行实体对象的三维模块化，并将物流系统中的各项作业流程采用实时动画的形式加以展现，能够以较为直观的方式展现物流系统的运行，分析其运行结果。

（4）体感仿真

这是下一代的仿真技术的发展方向。体感技术以及虚拟现实技术的不断发展，已经形成了大量可以真实“感触”的虚拟实体，而不是在计算机前用鼠标进行的操作，实验者可以利用体感手套以及VR眼镜操作虚拟环境中的设备与对象，并身临其境地感受到系统的各种状态。这需要软件与硬件系统的整合，当前硬件平台已经较为成熟，而软件方面尚且欠缺，系统的整合仍需要经历一个发展的阶段。但不可否认，这将是未来最有前景的一种仿真形式。

2 物流管理仿真软件选择的基本原则

在物流管理课程教学中引入仿真系统，既需要考虑技术的先进性，同时也要考虑到易用性、成本、适用面等方面因素的影响。为此，经过笔者的实际教学经验总结得出，在软件选择上应把握如下四个方面的原则：

（1）易学易用性

这是一个必要的条件，如果软件复杂度很高，学习起来将花费大量的时间和精力，以及需要较多的编程和其他背景知识的话，会带来较高的技术门槛，将仿真教学变成一个“不可能完成的任务”，这是尤其需要注意的地方，如果从一开始学生就无法对其产生兴趣的话，即便后期能够产生更好的效果，也只是一种空谈而已。因此需要仿真系统强化人机界面，采取搭积木的方式将所需要的对象“拖拽”到工作空间中，并直观地在各个对象间建立逻辑关系，这样的系统才能够使学生迅速入门。

（2）模块标准化

在物流系统中同一类设备往往有各种不同的型号。但是在仿真过程中不需要如此多的不同设备，而只需要将设备的共性部分加以呈现，对主要的功能输出加以描述。例如在实际中叉车有内燃机式和电瓶式之分，每一类下又有更多的指标参数。但是在仿真中并不关注这些差异，而只关注叉车的行驶速度、抬升高度、最大载重负荷等与性能相关的参数，这样就能够有更好的大局观视角，将精力集中于系统的仿真，而不是设备。

（3）接口开放性

仿真系统需要能够适用于多种不同的实际环境，例如在设备的三维模型中或者物流设施的平面布置中，三维仿真系统可能并不擅长于具体设备的建模或者平面布局，但是可以方便地从外部系统中导入AUTOCAD、3DMAX等专门化软件所形成的布局或者对象，便于协作与共享。

（4）可控制性

在仿真系统中，可对于任意实体对象有更多的参数控制，可根据自己的需求任意修改其中的一部分参数，这可以满足一些高端用户对仿真系统的要求，具有更强的仿真能力。

3 物流管理课程仿真教学应用阶段

在物流课程中引入仿真，可分为如下几个阶段：

（1）三维实体设备的仿真

在物流课程中讲授不同物流设备及其应用，传统上介绍设备的功能、参数，以及图片视频等，但是学生并无对设备的直观印象。运输车辆这些常见设备还能够从日常生活中感知得到，但是对于AGV、ASRS等平时看不到的设备，则缺乏一个清晰的认识。通过三维矢量建模，将设备的三维模型根据实体尺寸进行再现，学生可以通过在计算机上用鼠标查看设备的各个不同细节，对其尺寸、部件功能等都能有更清晰的认识，同时矢量模型还可以支持无损缩放，因此，可将设备的细节进行放大，进行详细的介绍和描述。这使学生在了解设备的时候有了更多的可参与性，效果较好。

（2）物流设备在系统中作用分析

物流系统中的设备需要通过链接来形成一个整体需要说明设备在物流系统中的作用，那么需要将设备嵌入在一个真实的场景中，让其工作，表现出设备的功能特征。例如，在一个典型的物流仓库中，由货架、叉车等设备组成了一个仓储系统，那么在给定了输入输出接口的时候，货物的流动构成系统的主要功能，因此可以通过建模将此过程描述出来，如何接货、叉车设备如何实现托盘上架、如何出货等过程均可实现三维动画方式表达，使学生能够了解设备在系统中的作用。

（3）模块化仿真系统运行与优化

作为物流管理，更多地是需要学生在了解系统作用的前提下进行如何才能更好地实现管理这一目标，所谓管理，即在资源受限的条件下实现系统效率的最大化，避免闲置、浪费以及资源配置不足等不经济现象。例如在上一步完成的条件下，对系统中货物的到达进行描述，可以给定一个真实的货物到达时间数量表，或者按照一定的概率分布给定货物到达，在系统中给出货架的存放最大容量，叉车设备的作业时间等参数，那么通过让系统在计算机中快速运行，并得出系统的使用率，使学生对系统瓶颈、优化等概念有更深入的理解。例如，在暂存区货物出现了大量的堆积，而货架利用率尚且不足，叉车却是满负荷工作，此时，学生便易于找到系统的瓶颈，并且尝试着提出采取什么样的方案才能够更好地解决这一问题。这使得学生在学习过程中有了更强地参与和动手的积极性。

（4）模块整合，综合研究

将各个独立的物流系统模块进行整合，从而掌握更为复杂的大系统运行的仿真模拟，对物流有更为成熟的大系统观。物流课程的讲授一般是从系统的七大功能要素展开的，并最终要对其各个功能模块有综合性、整体性的认识，因此，给出各个子系统的接口，并将子系统定义为若干个子模块，这样可以方便地形成一个可运行的大系统，分析各个子系统模块之间的关系，并实现物流效率的提升。在教学过程中加入了这些仿真的手段，使学生能够实现“做中学”，使其产生学习的动力和兴趣，极大地提高了教学的效果。

4 结 论

通过在物流管理教学过程中引入仿真软件Flexsim，极大提升了学生的学习热情，通过布置实际问题的形式，鼓励学生主动地寻找问题答案，学生能够在课后自觉地进行学习和研究，并开始对优化的概念进行思考，在尝试解决系统瓶颈问题时，开始由问题驱动学习理论方法，对课本上所描述的大量抽象概念有了更为清晰的认识。并且通过这一工具的掌握，为后续的运输与配送管理、仓储管理以及物流系统规划等课程的深入学习奠定了坚实的基础，有助于学生将前后所学的内容进行贯通，逐步提高解决更为复杂的物流问题的能力，起到了比参加企业认识实习更好的效果。在教学实际运用过程中，需要能够将企业的真实场景和问题引入到三维建模过程中来，而不仅仅采用一个假设的场景，这样更易于使学生理解物流系统仿真的价值所在。

三维仿真论文例6

Abstract: This paper from the basic concept and the significance of the development of 3D simulation technology, 3D platform to establish Shaoguan surveying and Mapping Institute as an example, the auxiliary city planning decision using three-dimensional simulation technology, can be in the city of real-time interactive scene simulation evaluation and analysis plan, provide more intuitive and scientific basis for planning management. In the application of engineering to promote the 3D simulation technology, how to build a good standard, database and platform system and discusses in detail to have great influence on the overall operating structure, construction method of updating maintenance measures and other supporting mechanism. Finally, several typical cases to illustrate the practical application of 3D simulation technology application in city planning work.

中图分类号：U412.1+2 文献标识码：A 文章编号：

1.引言

近年来，三维及相关技术得到了讯速发展，过去无法突破的城市复杂性描述、海量信息管理等技术瓶颈相继被攻克，计算机硬件不断提高，以虚拟现实技术、三维展示技术为核心的内容的技术得到快速发展。

三维仿真技术在规划中的应用主要是通过对城市地形、建筑及其它人工设施进行三维地理建模，形成覆盖全市的数字城市立体场景，同时结合虚拟仿真等技术，实现城市的三维可视化管理，是提高城市规划编制技术水平，实现科学规划的有效手段，是推进“数字城市”、“和谐城市”建设，实现公共事务可视化管理的基础保障，可以促进经济社会的全面可持续发展。

2.基本概念和意义

城市三维仿真是城市空间信息在计算机环境中的三维直观表达，是数字城市概念城市规划、建设、管理领域的延伸，同时也是数字城市建设的重要基础内容。城市三维仿真技术在规划中的应用前景主要有以下几个方面：

⑴ 完善韶关市数字化规划控制体系，实现城市规划精细化管理

实现从总规-控规-修规的全面三维数字化控制目标，在以往基于控规的城市规划统一管理平台的基础上进一步细化、深化和优化规划管理工作，使韶关市城市规划管理进入精细化管理阶段。

⑵ 创新规划理念和技术方法，提高规划编制的科学水平

利用三维数字城市、GIS等信息化技术，为规划编制过程中的信息采集、指标分析、方案决策、成果展示等工作提高新方法，实现控规编制的技术方法信息化和过程管理信息化，体现规划编制“科学性”、“过程性”、“动态性”特点。

⑶ 实现城市规划可视化管理，迈入规划管理数字化时代

城市三维仿真技术将全面突破传统二维空间系统诸多限制，建成三维全景数字规划支持系统，为有关领导和管理部门对城市规划、建设、管理的重大问题决策，提供准确、实时的信息支撑及直观、真实的可视化和互动操作环境。

3.工作内容及应用

韶关城市规划三维辅助决策支持系统利用三维仿真技术建立城市三维虚拟环境，在城市规划、建设的各阶段进行城市现状及规划的三维模拟描述，为决策者提供直观、科学、准确的城市规划宏观决策支持，满足规划业务审批管理的应用、成果的展示及规划方案管理和评审的需要。

韶关城市规划三维辅助决策支持系统项目主要包含软件和三维数据建模两方面的工作。项目共投入280万，计划在三年内完成。2011年6月开始进行系统开发和三维建模，2013年5月份，系统主要体系结构开发完成，并完成韶关主建城区三维模型数据生产制作。

（1） 数据建设内容

数据建设主要包括数据标准制定和三维数据建模两部分。

制定数据标准和技术规范是实现系统互联互通、资源共享的重要基础工作，也是后期数据更新、管理、维护的依据。数据标准建设主要包括：三维数据采集与制作标准、三维数据更新规范。

三维数据建模是系统建设的基础，以及各种应用和分析的依据。初次项目建设覆盖范围为主城区50平方公里的基础模型建设工作（建筑物约有30平方公里）：其中包括约15平方公里的精细模型、10平方公里的标准模型、50平方公里的地形及市政配件模型。

（2）系统特色及基础功能

体现三维场景的美观和真实性；是一套安全、可靠、稳定，功能强大的系统。在应用于实际规划工作中，发挥辅助决策作用，系统的布局合理、操作简便。可进行场景浏览漫游、重点导航、路径导航、图层控制、场景输出等。三维数据应用广泛，可广泛应用于规划、市政、城管、公安、交通、旅游、房产等行业领域。

（3）城市规划辅助决策

提供直观的三维可视化环境；提供多种空间数据、规划专题数据的叠加分析功能；三维辅助设计、建筑信息查询。规划地块查询、用地红线查询、空间量测、地形分析、规划辅助分析。方案比对、日照分析、控高分析，视域分析、通视分析、指标分析，三维标注、图形绘制、路网绘制、规划元素库、三维模型库，管网查看、管网查询、管网统计、管网分析等。4.在城市规划中的应用实例

（1）规划方案对比分析

利用虚拟的三维场景，使城市的规划工作不在于仅仅建立在平面图上做规划，三维的场景模型使规划变得更简单直观。一般人都能参与到城市的规划中去。如某个小区的三旧改造工程，通过三维仿真模型，规划前后的场景就一目了然了，为设计者提供了思路。规划前后的场景如图1所示：

图1

（2）日照分析的功能

在城市建筑规划设计时，日照分析是必不可少的一个环节。通过对待规划建筑物的高度、形状进行模拟，应用TerraExplorer Pro 提供的接口，在系统中很容易就继续日照分析。如在城市的某个小区旁欲修建一座建筑物，建筑物对小区附近的楼房的日照影响分析情况如图2、3所示：

图2建筑物上午八点钟的日照情况

图3建筑物下午15点钟的日照情况

（3）地下管线信息的查询功能

在旧城区的改造中，决策者需了解地下管线的状况。可以直接三维系统中反应出来，如图4所示：

图4

（4）建筑信息的查询功能

将前期测绘的建筑物数据属性信息输入数据库中，使用户点击具体的建筑物时能够显示其详细的属性信息，在表达上更加直观。如图5所示：

图5

5.结语

三维仿真技术能够促进规划工作从“定性分析”到“定量分析”，从“平面规划”向立体规划“的转变，实现城市规划的精细化、科学化管理。三维仿真技术的应用，明显的提高规划审批的效率和方案设计的科学科学性，避免了传统规划评审采用大量设计文稿的方式，极大提高了设计单位、业主单位和管理单位的沟通效率，协调了与周围建筑群的空间、色彩、材料，有利于体现城市的特点，促进城市的可持续发展。

参考文献：

[1]彭一刚著，建筑空间组合论，北京；建筑工业出版社，2008.

三维仿真论文例7

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）25-5924-02

应用电子技术专业实践教学中，电路维修是难度较大的实践教学项目，如何开展维修教学一直是实践性教学需要解决的难题。笔者通过对Multisim10仿真软件的学习与研究，利用Multisim 10软件中的故障设置功能，简单方便地设置、模拟电子电路故障，学生通过虚拟仿真方式维修电路，进而进入实际维修过程，能够快速掌握电路维修知识与技能。

1 掌握电子电路维修技术的重要性

维修是指设备技术状态劣化或发生故障后，为恢复其功能而进行的技术活动，是理论知识与实践技能高度结合的工作，通过检测、代换、试误等技术手段，分析判断故障产生的原因并替换损坏的元件，从而解决问题的过程。 通过电子电路维修过程，学生能够学习掌握相关电路的理论知识与实践技能：

1） 掌握各种电子元器件的测量与检测技术，熟悉常用电子测量仪器的使用。

2） 加深对模拟电子电路、数字电路理论的理解。

3） 掌握电路分析能力、维修方法，提高维修的技能水平。

4） 培养学生自主学习能力，锻炼克服困难的品质，为未来的发展夯实基础。

2 电子电路维修实践的困难

2.1 电路故障复杂多样

电路故障产生原因多种多样，一种元器件的损坏会出现不同的故障现象，同一故障现象也可能由不同元件引起。探究未知的问题对于职业院校的学生来讲是个不小的挑战。

2.2 在实物电路中模拟电路故障比较困难。

要学习维修技术，必须在电路中设置的故障，引导学生运用所学习的知识和技能，使用仪器，通过仪器测量检测，判断故障产生的原因。教师要为众多学生的实训电路设置故障，工作强度大，教学中设置的故障应明确、安全、隐蔽，对于教师能力要求也比较高，在实践教学中较难实现。

2.3 教学成本高效率低

为了培养学生的维修能力，教师必须为每个学生准备相应的电路产品，而且需要设置多种各种不同的故障。由于学生没有任何维修经验，必然的会犯不少错误，维修过程中会造成电路板、元器件损坏报废，影响以后维修实践教学开展。

3 应用multisim 10电子仿真软件破解维修教学难题

Multisim 10是美国国家仪器有限公司推出电子仿真软件，具有强大的SPICE仿真和原理图捕获、电路分析、仿真仪器测试等功能。通过应用该仿真软件模拟维修过程，学生学习电路维修的方法、步骤，培养理论分析能力、仪表的应用能力。在经过软件仿真训练后，再用实物电路维修训练，能够较好的解决维修教学中的难题。

下面通过串联稳压电源电路展示软件仿真维修的过程。

3.1 绘制电路原理图

通仿真软件绘制串联稳压电源电路如图，在电路中安装虚拟万用表用于电路工作室读数。串联稳压电路由整流、滤波、调整、取样等单元电路组成。

3.2 电路仿真

按下电路仿真按钮

通过测量的数据，学生可以了解到实际电路正常情况下的电压及其变化规律。

3.3 故障设置

软件可以设定元件的四种状态，三种故障模式，“Open”表示元件相关电极之间开路，“Short”表示元件相关电极之间短路，“Leakage”表示元件相关电极之间漏电（有电阻），“None”表示元件正常无故障。故障设置步骤：双击需要设置故障的元件，本电路选择Q3，打开故障设置界面。在工具栏中选择“Fault”，元件出现四种状态选项。

3.3.1 设置短路性故障

选择“Short”同时钩选B、E电极，表示三极管Q3的B、E极两极短路，设置完毕退出故障设置状态。按下仿真按钮，出现故障现象，电位器为50%时电路输出为14.06V，而且输出电压在电位器RP变化时不变化。附表中记录了四只虚拟万用表的电压值。

数据分析：通过表2的数据分析，输出电压基本不随RP变化而变化，一直为14V，基准电压基本不变化，比较表1中电路正常工作时的电压数据，发现Q3的B、E极电压VBE=0，不正常，正常应该为0.6V左右，说明三极管Q3的B、E极短路。电路故障是由于Q3的B、E极短路引起的，Q3不工作，使得Q3对调整管Q1的基极没有分流作用，Q1饱和导通，输入端电压通过Q1的C、E极直接加到输出端，使得输出端电压升高而且一直不变化。将Q3的B、E极设置正常后电路恢复正常。

3.3.2 设置开路性故障

选择“Open”同时选择B、E电极，表示三极管Q3的B、E极两极开路，设置完毕退出故障设置状态。按下仿真按钮，出现故障现象，电位器50%时电路输出为14.09V，而且输出电压不随电位器RP变化而变化。附表中记录四只虚拟万用表的电压值。

数据分析：通过表2的数据分析，输出电压基本不随RP变化而变化，一直为14V，基准电压基本不变化，比较表1电路正常工作时的电压数据，取样管Q3的B极电压从低到高变化，基准电压基本不变化， Q3的B、E极电压VBE不能保持放大状态的0.6V电压，而且VBE之间的电压值大于0.7V，不正常，表明三极管Q3的B、E两极之间开路。Q3不工作，使得Q3对调整管Q1的基极没有分流作用，Q1饱和导通，输入端电压通过Q1的C、E极直接加到输出端，使得输出端电压升高而且一直不变化。将Q3的B、E极设置正常后电路恢复正常。

4 结论

我们看到同一元件的不同类型的故障，虽然故障现象一致，但是却有着不同的工作机理，特别是关键点电压有诸多不同。通过这两例简单故障的仿真维修过程，学生能够更好地了解电路工作原理，提高维修能力。

5 结束语

Multisim10 软件功能强大，除了电路设计，还有故障仿真功能。在维修实践教学中通过故障模拟仿真，结合虚拟仪表测量的数据，运用所学电子电路的理论知识，比较直观地分析判断故障产生原因，通过掌握故障电路电压变化的规律，能够解决实际维修问题。当然，在维修实践教学中不能一味依赖仿真教学，轻视实操训练。实践证明，仿真与实操训练课时比例为7：3时，实践成本下降、教学效果明显。虚拟仿真维修教学作为应用电子技术专业电路维修教学手段值得在职业院校推广。

参考文献：

[1] 董佳辉.Multisim 9在电子电路故障诊断中的应用[J].机电设备，2009（4）.

三维仿真论文例8

关键词：

三维CAD软件；曲面建模；虚拟装配；模拟仿真

三维CAD软件在产品的设计研发过程中，能够直观地反映设计方案，实现产品的模拟仿真，缩短了产品的研发周期，有利于产品的更新换代和技术改进，提高了产品质量，增强了产品的市场竞争力［1］。但是，相对二维CAD软件而言，三维CAD软件也存在一些不足。例如，三维CAD软件需要较高的计算机配置；设计人员上手相对困难；市场上各类三维CAD软件的设计习惯、规则等各不相同，因此，使得三维CAD软件的推广具有一定的难度［2-3］。目前，我公司在进行产品设计时主要应用二维CAD软件，三维CAD软件作为辅助应用主要表现在以下几个方面：对一些复杂曲面、曲线进行建模；对产品进行虚拟装配；对重要零部件的受力情况进行模拟仿真。

1三维CAD软件在复杂曲面、曲线建模中的应用

对于一些复杂曲线或组合曲线而言，二维CAD软件不能精确地绘制出其形状。以我单位生产的穿孔机顶头为例，如图1所示。其表面由不同大小的圆弧、斜线及直线段相切而成，在二维CAD软件里很难精确地绘出其外形图。三维CAD软件可以对产品进行参数化设计，通过输入曲线的参数方程可以绘制各种复杂的曲线，通过添加约束可以精确地控制产品的外形。应用三维CAD软件，如SolidWorks，对顶头进行建模，如图2所示。将SolidWorks建立的模型转换为工程图即可用于生产。对于复杂曲面应用三维CAD软件可快速、准确地绘制出工程图，提高了设计人员的工作效率。

2三维CAD软件在虚拟样机装配中的应用

应用二维CAD软件设计的产品往往在实物装配过程中才发现零件间的干涉，影响了生产进度。因此，我公司对于新产品进行研发时，在完成图样设计后，应用三维CAD软件对产品进行虚拟样机装配，以检查设计是否存在缺陷。SolidWorks是一款常用的三维CAD软件，其具有强大的基于特征的实体建模、装配设计、工程图设计等功能。SolidWorks提供自底向上的装配体设计，用户可使用不同的方法将零部件插入到装配体文件中，利用丰富的装配约束关系对零部件进行定位；也可以用鼠标拖动未完全定位的零部件，带动结构进行有限的运动仿真，从而了解整体设计与目标的一致程度。装配完成后，可以对装配体进行静态干涉检查，也可以通过旋转或移动零部件对装配体进行动态的干涉检查或动态计算零件间的间隙［4］。例如，我公司在准340穿孔机芯棒小车的设计过程中，图样设计完成后对零部件进行虚拟样机装配，如图3所示。对完成的装配体进行干涉检查，发现车体与端盖存在干涉，通过对设计图样的修改，避免了材料的浪费，保证了正常的生产进度。

3三维CAD软件在模拟仿真中的应用

SolidWorksSimulation是一款基于有限元（即FEA数值）技术的三维CAD分析软件，是SRAC开发的工程分析软件产品之一。能对零件和装配体进行静态、热传导、扭曲、频率、跌落测试、优化及疲劳分析［5］。例如，在轧管机生产线设计过程中，主机架、机盖作为穿孔机、轧管机的主要受力部件，对其进行受力分析及优化成为了穿、轧主机的研究关键，在对其进行理论分析时，应用Simulation对其实际受力状况进行模拟仿真，可以更直观有效地反应机架、机盖的受力分布情况，并可以对其进行优化处理。应用SolidWorksSimulation对机架、机盖的受力情况进行模拟仿真主要分为3个步骤：1）建立机架、机盖的三维模型，如图4所示；2）对模型进行预处理，主要包括定义分析类型、添加材料属性、施加载荷和约束及划分网格，如图5所示；3）对模型进行求解；4）对求解结果进行分析。应用SolidWorksSimulation对卷筒的受力情况进行模拟仿真，其仿真结果如图6所示。仿真结果既对机架、机盖的强度进行了校核，又直观地反映了机架、机盖的受力分布、变形位移分布及应变分布情况，为机架、机盖的设计提供了理论依据。

4结语

本文结合我公司的生产实际，论述了三维CAD软件在产品设计研发中的应用。三维CAD软件在产品的直观性、虚拟装配及模拟仿真等方面具有一定的优势，是技术创新和产品设计的有效辅助工具。在产品的设计研发过程中有效地应用三维CAD软件可以提高设计人员的工作效率，提升企业的整体技术水平，从而增强企业的竞争力。

［参考文献］

［1］刘李梅，解青．三维CAD软件浅析［J］．机械管理开发，2011（2）:205-206.

［2］李渝，张雪驰．三维空间计算机辅助设计技术在冶金设计中的应用［J］．河南冶金，2009（4）:53.

［3］魏茜茹．推动三维设计实现设计手段飞跃［J］．中国勘察设计，2009（11）：32-34.

三维仿真论文例9

中图分类号：G433 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0143-02

1 汽车专业仿真软件的出现开辟了中等职业学校汽车运用与维修专业实训教学的新时代

中等职业教育是培养技术应用型、技能型人才的教育，是以职业能力培养为主的教育。中等职业技术教育在教学内容上应注重职业的生产过程和实际要求，强调专业教学内容与职业岗位需求的针对性，以职业岗位的需求确定教学内容。《国务院关于大力发展职业教育的决定》中要求，加强职业院校学生实践能力和职业技能的培养，高度重视实践和实训教学环节，大力推行工学结合、校企合作的培养模式。这一决定反映了我国现代化建设的迫切需要，说明我国目前生产一线的技能型人才紧缺问题十分突出。中等职业教育的核心是实训教学，中等职业学校学生技能的体现标志着这所职业学校职业教育水平的高低。

目前中等职业学校汽车运用与维修专业的实训教学可分为师生在实训车间进行的对实际设备操作的硬实训――实操实训，和在计算机房利用仿真软件模拟实训环境进行实训的软实训――仿真实训。汽车专业仿真软件的出现和进一步完善，为中职学校汽车运用于维修专业软实训奠定了软件基础。软件的作者通过计算机建模，将汽车各系统零部件、整车、实训车间及汽车维修检测工具根据需要以二维或者三维图形显示出来，并通过编程对汽车动态运行数据进行仿真，在虚拟实训场景中，实现工具、零件等的实时互动。汽车专业仿真软件可以模拟汽车各系统的工作过程及其工作状态，用户使用仿真软件可以完成汽车运用与维修专业各类仿真实训。例如，汽车零件部件拆装实训、汽车各系统工作原理学习实训、各系统维护与检测实训、各系统故障诊断与排除实训等。汽车仿真软件对汽车专业实训设备和实训环境的高度仿真，给汽车运用与维修专业教学注入了新鲜的血液，开辟了实训教学的新时代。

2 汽车专业仿真软件介绍

汽车专业仿真软件不仅能真实展现汽车各零部件的内外部结构、汽车各系统的工作过程，而且可使学生通过手中的鼠标完成汽车各零部件的拆装及汽车各系统故障诊断操作的全过程，让学生清晰的掌握汽车拆装和故障诊断与排除的技术要领，大大缩短学生与生产性实训基地的距离。在汽车专业仿真软件的产品框架中一般应包含有：实训场景、实训项目、常用工具、检测仪器、维修资料、工艺规范等。优秀的汽车专业仿真软件一般具有以下功能。

2.1 能够展示汽车各零部件的三维视图

用户可以通过鼠标操作，从各个方向观察零部件的结构，一款优秀的仿真软件还提供主要零部件的透视图，用户通过操作可以清楚地掌握这些零部件的结构，与采用解剖零件观察内部结构相比，利用仿真软件更方便、快捷而且无盲区。

2.2 可以进行汽车各系统零部件的模拟拆装

汽车专业仿真软件提供标准的零部件拆装规范和主流完整的汽车维修工具。维修工具包含各种型号的套筒、扳手、钳子及专用工具等。用户可以在场景中使用正确的工具对相应零部件进行拆装。拆卸后的零部件可以放置于零件车中指定位置，也可以从零件车中取出零件进行安装操作。

2.3 可以模拟汽车各系统的工作过程

仿真软件可根据需要提供二维或三维虚拟场景，模拟汽车各系统的工作。一般机械系统工作提供三维透视场景，电气系统提供二维场景。用户可以反复观看汽车各系统的工作情况，掌握其工作原理，这项功能是任何硬件实训不能代替的。

2.4 真实的故障诊断与排除实训场景

故障诊断与排除实训场景采用二维或三维技术，用户能够通过操作鼠标，打开相应的车门，进入驾驶室，打开引擎盖，打开发动机舱，以及使用虚拟的举升机将车辆举起到规定位置，完成相应的作业。虚拟实训车间包含待测车辆、举升机、工具车、零件车、丰富的维修资料和汽车故障诊断检测仪器。软件提供各种汽车维修资料，包含各种零部件结构与原理、教学教案、维修手册等，同时用户可以自己添加维修资料及教案。汽车诊断检测仪器包括：汽车专用万用表、示波器、原厂专用诊断仪、通用诊断仪、尾气分析仪、燃油压力表、气缸压力表、真空表等多种检测设备。在故障诊断实训场景中，用户利用维修资料和各种仪器设备，可以完成车辆常见的故障诊断实训项目。仿真软件的汽车动态数据模拟引擎，能够对实车动态运行数据进行高度仿真，实现在虚拟场景中的实时互动，甚至能够模拟很多在实车或台架上无法设置的故障。网络版仿真实训软件能够满足多人同时进行实训，保证每个学生有充足的实训时间，也大大提高了汽车故障诊断实训效率。

2.5 详细的故障诊断实训报告

在实训场景中，用户能够按照维修手册的标准故障诊断流程进行操作。操作过程能够自动记录或选择记录，对于违规操作进行自动记录，形成详细的故障诊断实训报告。故障诊断实训报告能够显示故障诊断实训整个过程，包含前期准备、安全检查、仪器连接、读取故障码、读取动态数据流、目视检查、确认故障症状、元件检测及安装状态检查、电路检查、故障点确认和排除、文明安全作业等项目。这样，可以实现仿真实训考核智能化，用户可以通过反复进行仿真实训，发现实训过程中的错误，逐步改正，直至完全达标。

2.6 后台管理功能

仿真实训软件具有后台管理功能，包含学生信息管理、实训作业布置、实训记录管理和维修资料管理，实现管理智能化，便于教师掌握学生实训的情况。

3 汽车运用与维修专业仿真实训的有效性作用

中职学校的生源主要来自初中毕业没能考取普通高中的学生。这些学生基础知识薄弱，他们排斥理论学习，喜欢实践操作，并且他们熟悉计算机软件的各种交互方式，对软件的使用有着浓厚的兴趣。因此，利用汽车仿真软件进行仿真实训，不仅能提高学生学习的主动性，还能使学生快速的掌握所学的知识，成为学习的主体，具体做法在以下几个方面。

3.1 理论教学与仿真实训一体化

目前，对于汽车运用与维修专业的理论课教学，教师主要靠板书和多媒体课件进行知识的讲解，多媒体课件的使用使传统的教学不再枯燥，抽象，一定程度上提高了学生学习积极性以及课堂教学的效果，但是教师在制作多媒体课件时，受到计算机专业技术的制约，他们制作的课件具备演示功能，不具备操作功能。这样，在理论课的教学中做不到“做中学，做中教”，师生互动还是限于教师提问学生回答。而汽车专业仿真实训软件交互功能强大，如果仿真实训走入理论课教学课堂，在教师授课的恰当时间安排相关项目的仿真实训操作，并且回收实训效果，这样教师就能更好的掌握每位学生的学习状况，教学更具针对性。学生在课堂上就能将与理论知识相关的实训项目进行仿真操作训练，及时掌握所学内容的重点和难点，个人成就感增强，学习的积极性大大提高。例如，笔者在讲授《汽车电气设备构造与维修》中起动机结构时，讲到起动机的零部件结构，穿插起动机结构认识仿真实训，学生每人一台计算机，利用鼠标360°旋转零件，观察起动机每个零部件的三维视图，牢固掌握每个零部件的结构。全部结构讲完，及时进行起动机拆装仿真实训，熟悉掌握起动机的拆装工艺。由于仿真实训容易实现恰当的人机比例，而且损耗少，操作方便，单位时间内操作次数比实物操作增加很多，学生对所讲的内容记忆和理解更加深刻，对知识的掌握更加牢固。又由于学生对计算机软件的交互操作兴趣浓厚，仿真实训还能够提高学生的学习兴趣、学习的主动性和积极性。教师则可以通过网络回收学生的操作成绩，及时发现学生的问题，共性问题统一解答，个性问题单独指导，这样课堂教学的效果、效率大大提高。

3.2 在实操实训之前进行仿真实训

笔者在对我省中职汽车运用与维修专业实训教学调研中发现，该专业实操实训教学中普遍存在以下问题：

（1）实操实训初期，学生对工具、设备、实训车间环境及实训项目生疏，操作不当，易发生安全事故。如果损坏价格昂贵的设备还会造成较大的经济损失。例如，操作举升机升降车辆时，举升机未锁止前学生不能站立于车辆的底盘下面，对其进行操作，防止车辆降落伤人。汽车检测设备如解码器、示波器等价格比较昂贵，如果在通电的状态下插拔其电源线和数据线等，容易造成设备损坏，带来经济损失。

（2）实训设备数量不足。由于汽车专业实训教学设备价格比较高，体积大，所以在设备采购及布置时受经济条件和实训车间空间的制约，不能实现一人一台设备，这样就不能保证实训期间每一位同学都能进行操作，大大降低了每位学生实操次数，不利于学生快速掌握实训操作技能。

（3）实操实训在教师进行教学示范时，可视范围小。

如果教师在实训车间授课，只有距离指导教师较近的几名同学能较好地看到教师的示范操作，为了提高学生实操的效率，大部分学校采取给一个教学班配备两名或两名以上的双师型教师指导实训课程，但由于双师型教师数量的不足，师生比例不能达到最佳，大大降低了实训效率。

（4）实操实训设备使用及维护费用高，经济性不好。

仿真实训需要的硬件设备主要是计算机和网络，它的维护费用低，仿真实训时零部件的拆装、车辆各系统的检修均不会造成硬件的损耗，经济性好。基于资源共享的原则，中职院校学生在仿真实训室容易达到一人一机，这样，在仿真实训期间，每位学生都可进行实训操作，缓解了实训设备数量的不足。在实操实训之前，实训教师利用仿真软件进行设备工具的使用和实操实训项目的教授及训练，既避免了学生实操训练时发生安全事故，也解决了实操实训教学示范可视范围小的问题，大大减轻教师在实操实训时的授课压力。而且在实操实训之前进行足够的仿真实训，学生熟练地掌握了实操项目的正确操作过程，可以减少实操训练时的操作失误，大大提高了实训效率和效果。

参考文献

三维仿真论文例10

中图分类号：G71 文献标识码：A

文章编号：1009-0118（2012）08-0125-02

随着电脑技术的飞跃，人们进入了数字化网络时代，相应的电脑电子技术的应用率也大大提高，特别体现在教学实践过程中，由于电脑模拟仿真技术的应用，填补了传统教学的抽象化，不但一定程度上提高了教学层次，而且节约了教学材料的成本。像利用电脑模拟仿真技术做成相应的电路模型，然后利用仪器器材去进行实验研究，不仅节约了实验器材，而且培养了学生的兴趣。

一、电脑模拟仿真技术的定义

仿真，Simulation，就是利用项目模型使得在某个具体层次上的不确定性因素转化成对目标的影响。仿真又被叫做蒙特卡罗方法（Monte Carlo），是一种通过使用随机数做实验来求解随机问题的技术方法。所以，蒙特卡罗方法，又名随机抽样或者统计实验方法，它属于计算数学的分支之一，是本世纪四十年代中期为了适应当时原子能发展而出现的。蒙特卡罗方法的基本思想是：当所要求解的问题是某种事件出现的概率，或者是某个随机变量的期望值时，它们可以通过某种“实验”的方法，得到这种事件出现的频率，或者这个随机变数的平均值，并用它们作为问题的解。

蒙特卡罗方法起源于1876年，从1946年到1952年，数字电脑发展于科研机构，从而冗长的计算成为可能，而这样的计算就是蒙特卡罗方法所需求的。

电脑模拟仿真技术是一门综合性技术，它的基础是数学理论、相似原理、信息技术、系统技术等专业技术，电脑以及各类物理效应设备则是工具，利用的则是系统模型对实际的或者设想的系统，从而进行实验研究。它是多个高新技术领域知识的集大成者，包含了电脑、网络、图形图像、面向对象等技术以及多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等。

二、电脑模拟仿真技术的特点

（一）更加直观，简化学习

因为使用电脑模拟仿真技术进行电子维修教学时，可以制作出和实际状况一致的仪器与图标，所以，方便了学生们进一步的学习。

（二）分析手段多样化

电脑模拟仿真技术制作的模型，拥有相对完整的元件库，同时，电脑模拟仿真技术的混合模拟功能以及数字信号模拟功能，对电路仿真图形中的电波及各工作状态下的数据不仅具有储存作用，而且兼备打印作用。电脑模拟仿真技术具备静态、动态以及失真等各种状态的分析，同时对于电路中出现的短路和其他故障能及时做出判断分析。

（三）教学结合优点多

首先，电脑模拟仿真技术提供的实验方法相对简单易操作，实践于电子维修教学不但成本低，而且系统的自动检修和维护使得系统的长期使用得到了保障。所以，学生们在实际进行实验的时候，不必担心由于自身的操作错误从而造成不良后果。其次，假使实验中遇到不懂的问题，还可以寻求在线帮助，保证了实验的独立完成性。然后，在实验的反复操作过程中，不存在实验器材以及相应原料的浪费。最后，电脑模拟仿真技术在进行一些难度系数较大的实验的时候，可以有很强的真实感。

三、电脑模拟仿真技术应用于电子维修教学的意义

电脑模拟仿真技术运用到实际实验以后，实验中，学生们通过更改一部分的电路参数值，以至于改变主要的电路输入以及输出的性质，清晰地展现电路的变化趋势，从而帮助对电子维修理论相关知识有更大程度的感性上的认识，达到对知识的深层次的理解。电脑模拟仿真技术绘制的图形，结合实际测试数据，能够降低由于不确定因素导致的误差，同时可以观测得出瞬间发生的不容易被观测到的参数。和传统型的实物实验相比较，不难发现：电脑模拟仿真技术一定程度上，不但可以填补传统型实物实验不可以随意变更电路参数的缺陷，而且对于不更换实验元件的大前提下，同等的实验时间内，运用电脑模拟仿真技术进行电子维修实验相应课程教学，学生们在实验的过程中，能够利用变换电路参数，然后观测出性质的曲线型变化，并且观测出相对精准的数据。

电子维修实验教学的真正意义在于：通过学生们的自己动手实践验证理论知识，并且加深理论知识印象，填补理论上的空洞，从而形成自己的电子维修理论基础。将电脑模拟仿真技术和电子维修教学相结合，很好地解决了传统型教学由于时间相对短，学生们无法真正意义上理解电子产品电路的构架和相关原理的问题，更重要的是，利用电脑模拟仿真技术进行电子维修教学最大程度的开发了学生们的潜力，与此同时，激发了学生们的兴趣。

因为学生们对于电子维修理论知识的掌握程度以及熟练状况因人而异，而且学生们的认知能力也存在着一定的差异，直接导致了电子维修教学需要结合各学生实际，因材施教。而电脑模拟仿真技术引进电子维修教学，使得电子维修教学课程内容逐步趋于标准规范、差异化。