仿真技术特点篇1
【关键词】仿真技术高技术产业化知识经济
引言
尽管仿真技术已经很快发展,但在若干问题上仍然存在不同的见解。
比如,有人说仿真技术是要花费很多钱,所以它的成果只是荣誉性的。这种看法与当今把每台核电站仿真机以1000多万美金,飞机仿真机以1500~2000万美金的价格从美国、加拿大引进到中国的现实相矛盾,也具体说明了仿真技术的成果仍然形成了一个高价位的高科技产品和产业。
又如,有人说在市场经济的环境里,仿真技术的产值搞不大,相关的市场在萎缩;也有人认为仿真技术是21世纪战略性技术,仿真技术肯定会大发展。
当前,一场以高技术为中心的新的科技革命正在蓬勃发展,对整个社会经济发展将产生重大影响。世界的经济向知识(智力)经济过渡,信息技术迅猛发展与知识经济来临之际,对仿真技术将有什么作用,仿真技术将会有什么地位,如何迎接机遇,都应尽快考虑,这是业界的大事。
鉴于上述,作者经过几年的反复观察、研究、分析和思考写下本文。
1.从仿真技术定义变化中考查
自从仿真概念出现以来,仿真的定义随着技术和应用的发展不断深化。
比如,牛津英文字典中初期的仿真定义是:"toimitateconditionsofsituationwithamodelforconvenienceortraining"。后来变为:"thetechniqueofimitatingthe
behaviorofsomesituationorsystem(economic,mechanical,etc.)bymeansofananalogousmodel,
situation,orapparatus,eithertogaininformationmoreconvenientlyortotrainpersonnel"。
1993年7月,国内在《火炬计划基本概念及相关名词术语解释》中,对仿真技术作了很详细的定义,见参考文献[7]。关于仿真技术的定义,到目前为止,就很难用简单的语言描述。国内外学者从不同角度作了描述,可归纳如下几点:
仿真技术是出自对系统的研究,是通过用系统模型对真实系统或设计中的系统进行试验,以达到分析、研究和设计该系统的目的;
仿真技术是以计算机为基础,计算机能力提高了,仿真技术水平也提高,使之有能力去描述更复杂的系统;
仿真技术随需求发展,提出了大量共同性的理论、方法和技术问题,致使仿真逐步形成了一门独立的学科;
仿真技术已成为计算机应用的一个重要的领域;
仿真技术应用范围十分广泛,无孔不入的一门综合性学科,已广泛应用于航空、航天、通信、船舶、交通运输、军事、化工、生物、医学、社会经济系统等自然科学与社会科学的各个领域,其重要性已广为人知;
仿真技术用于揭示已知对象和未知对象的内在特性、分系统之间的关系和运作规律,以研究已知和预测未知;
仿真技术是高技术领域中的关键技术之一。
2.仿真技术主要研究的内容和成果分析
2.1仿真技术主要研究的内容
仿真技术虽是计算机应用的一个重要的领域,但也有其自身作为一门专有技术的研究内容,有问题和难点,也有发展方向和规律,形成了仿真技术的主体技术。这些技术又在广泛而丰富的需求中深化和发展。仿真技术的研究内容最少应包括总体技术、仿真支撑软件技术与工具、建模技术和应用技术,表1归纳了这些仿真技术的研究内容:
表1:仿真技术的研究内容总体技术①学科的理论研究;②仿真技术的发展与开拓;③仿真技术与支撑技术的关系;④系统的分析与划分;⑤仿真技术在信息技术和产业中的地位研究;⑥大型仿真系统研究
仿真支撑软件技术与工具①支撑软件理论与方法;②仿真支撑软件技术;③面向对象支撑技术;④面向各项领域的共性工具软件;⑤专用的工具软件;⑥软件系统结构;⑦实时数据库
建模技术①仿真对象与系统分析;②建模理论与方法;③仿真算法与语言;④验证方法与标准
应用技术①应用领域开拓研究;②应用软件系统;③应用的相关技术;④应用系统实现方法
2.2从仿真技术的成果分析
近几年来,国内外仿真技术领域取得了丰硕的成果,体现出重大的社会效益和经济效益。主要的成果例举如下:
2.2.1仿真支撑系统的发展
70年代末,国际上一些国家在实现仿真技术产业化过程中,强化了仿真支持系统的概念。因此,仿真支撑系统已经不仅是仿真领域关键的技术之一,而且是"解放"仿真系统开发者和使用者的最重要手段。它不仅赋予仿真系统以生命力,同时也是实现仿真技术产业化的基础。在应用过程中,它是实现仿真目标和解决问题的概括和总结,它支撑了仿真系统的整个生命周期,包括对仿真对象分析、仿真模型的表达、仿真模型的生成和运行、仿真过程的调试和修改、实时运行、仿真数据的存储、恢复及跨平台的联合运行。因此,近几年来,国内外已经十分重视对仿真支撑系统的研究,也出现了不少成果。从科技进步角度来分析,主要表现为:
(1)开放性和构件概念,包括:构件命名服务(ComponentnameServices)、构件对象服务(ComponentobjectServices)等为构件客户服务。
(2)提供通用数据表示方法,让集成工具之间共享信息。
(3)支撑范围扩大,表示在支撑仿真应用在网络上的实现。
(4)支撑多媒体技术的应用,使仿真系统的人机界面得以改善。
2.2.2面向对象的仿真技术
近十几年来,面向对象仿真(objectorientedSimulation,简称ooS)研究、开发和应用有很大的进展,在广泛的领域里,各种各样的模型是由ooS语言(或称编程工具)和开发环境中出现。由于ooS为系统建模提供了灵活的方法,它的基本
特性使之不同于传统的仿真方法,而且适用于大型的更为复杂更分散的仿真系统,以及基于网络的仿真系统。而且,支撑ooS的工具已不少实现商品化了。例如:
(1)由于国际间多国合作的出现,对共享仿真环境的需求扩大,网络仿真技术被用在基于共享的仿真环境,如虚拟工厂教学系统,它允许学生单独工作或组成虚拟的队、建造工厂、预测产品需求、计划生产、制定日程进度等
(2)面向对象仿真在处理复杂系统模型时,是一个极好的工具。将这类模型分成几个子模型,做到仿真程序结构与真实系统结构相似。如解决互相联系的异步电动机组的仿真控制问题等。
3.仿真技术应用领域的快速扩大
近几年世界上应用仿真技术去解决科技、生产、社会各方面问题的事例层出不穷,使仿真技术的应用能力拓展,渗透性增加,无处不在,无孔不入。例举几项:
(1)仿真技术在工业系统的多种应用取得了巨大的社会和经济效益;
(2)利用仿真技术来模拟人们不断增加对海港、船舶的到达方式,海港运作方式的变化需求,用于实现海港现代化管理或新建海港选择和投资考察;
(3)应用质量工程及仿真提高巨型计算机系统的性能。性能评估在计算机的设计、开发、配置、调节中是一个重要环节,应用质量工程和仿真技术来提高巨型计算机系统性能;
(4)应用仿真技术,开展语言系统研究,取得重要成果;
(5)仿真技术在制造业中应用和发展近几年来在国内也取得很好的成果,仿真技术在制造业的应用是从产品设计到制造,以至测试维护的整个生命周期中,计算机仿真技术贯穿始终;
(6)虚拟现实技术的应用范围扩大。它在医疗领域中开始应用,虚拟教学、虚拟会议系统等取得一定效果,虚拟现实技术与娱乐的结合更有广泛市场。
4.从软科学技术发展展望仿真技术的作为
软科学技术是为管理和决策服务的科学技术,或者可以定义为帮助人更直接、有效、全面和系统地使用迅速发展的各类科学技术知识,并进行科学管理和科学决策的科学。从软科学技术的应用性表现来说,如果说科学的研究是基础研究的话,软科学技术则是应用研究,产生的专家系统则是技术开发。
医学和工程领域管理决策的专家系统的研究成果几年后将被投入使用。例如美国许多大公司都开始用人软件,帮助做许多种经营工作。这意味着类似"仿真脑"的系列产品将要出现,仿真技术在管理和决策方面的应用将推向各个领域。在仿真各种管理与决策系统的过程中,仿真技术将快速发展,产业化的步伐将加快。
软科学技术是有前途的。在人类知识每5年翻一番的情况下,任何人如果不*电脑处理事务,也就是说不*"看不见的头",是无法妥善、有效处理的。如果说软科学技术会成为21世纪的先导和骨干高科技,推动软科学技术发展的仿真技术也是分析复杂问题,提示相互关系,仿真人脑管理和决策的骨干高科技之一。5.仿真技术发展的特点和趋势
近几年,以计算机技术、通讯技术与传感技术为主导的信息技术的飞快发展,为仿真技术的发展进入一个崭新的环境打下了良好基础。仿真技术的发展将出现新概念、新应用和新的地位。由目前发展情况分析,有如下值得注意的特点:
(1)仿真技术是一门独立的学科,但它离不开计算机技术。只要计算机技术在飞快地发展,仿真技术就一定随之快速发展;
(2)仿真技术作为信息技术族内的成员,它不仅自身发展快,而且与信息技术各项发展结合也快,它们永远面对新问题、组织新技术、形成新的系统工程。因此,仿真技术是不断研究新现象、分析新规律、揭示相关系统、找出解决方法的强有力工具;
(3)在知识经济来临、知识管理的形成和发展中,仿真技术是最好的工具。它将被更多人了解和掌握。美国很多大公司开始用"人软件"代替人类做多种经营工作。预计类同"仿真脑"系列的产品将会被成批生产,用以代替人们进行管理和决策;
(4)仿真技术的应用领域越来越广,在信息技术发展中,将出现独特的地位;
(5)目前,在全世界软件产业快速进展的环境中,仿真支撑软件,各种工具软件(包括专用仿真语言),乃至于通用的应用软件、商品化的周期缩短;
(6)面向对象的技术和应用发展较快,一方面推动仿真概念变化,另一方面适应复杂、非线性应用的能力增大;
(7)由于网络技术的发展,为异地、异国应用提供了可能,将对仿真技术提出新的挑战,也推动了发展。预计仿真技术和网络技术的结合,将出现新的概念,并扩大应用范围;
(8)仿真技术在培训领域中已有了丰硕的成果,比如:核电站、飞机的仿真机等都是培训所必需的仿真系统产品。
6.知识经济的特征和仿真技术的地位
人类在经历了漫长的农业经济、工业经济时代后,正迎接着知识经济时代的来临。1997年,人们第一次提出知识经济的概念,大家认为它是建筑在知识和信息基础上的经济;以知识和信息的生产、分配和使用为直接依据的经济;知识是提高生产率和实现经济增长的驱动器。国内外学者对此也有各种说法。如:知识经济是以智力资源的占有、配置,以科学技术为主的知识生产、分配和使用为最重要因素的经济。又如:知识经济所要表述的是一种新的复杂的经济状态,它是指以现代科学技术为核心,建立在知识和信息的生产、存储、使用和消费之上的经济。它有丰富的内涵和明显的特征。只有通过对其内涵和特征的分析并与仿真技术及其应用、产业化社会效益、经济效益比较,才能充分看到仿真技术在知识经济环境中的地位。
(1)知识经济特征与仿真技术特点的切合。
(2)仿真技术是推动知识经济发展的关键技术。
(3)仿真技术及其应用,形成知识产品和服务,以及产业化的效益推动知识经济的增长。
7.结论
通过考察和分析,我们看到知识经济时代的来临给仿真业界带来了新的挑战和机遇,仿真技术将因自身的特点而在知识经济环境中快速发展,反之也推动知识经济的发展。仿真技术与软科学及其它相关技术的结合将加快高附加值产品的产业化进程,给整个社会带来新的经济增长点,仿真技术大有可为。
参考文献
[1]游景玉,实时仿真技术及其应用,珠海出版社,1997年
[2]游景玉,论文"论仿真技术及其产业化",珠海出版社,1999年
[3]游景玉吴芳辉,论文"仿真支撑系统技术的研究与发展",珠海出版社,1999年
[4]游景玉吴芳辉,论文"新世纪仿真技术展望",珠海出版社,1999年
[5]游景玉,论文"论仿真技术在高技术发展中的地位",珠海出版社,1999年
仿真技术特点篇2
关键词：仿真 计算机仿真 计算机仿真技术
一、引言
仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿，人们利用这样的模型进行试验，从中得到所需的信息，然后帮助人们对现实世界中某一层次的问题做出决策。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的研究过程。计算机仿真技术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，也称计算机仿真方法。在科技飞速发展的今天，它已经成为控制系统分析、研究、设计不可缺少的重要工具。
二、计算机仿真技术的特点
1.模型参数可根据要求任意调整、修改和补充。人们可以得到各种可能的仿真效果，为进一步完善研究方案提供了可能。与传统的实物实验相比，具有运行费用低、无风险、方便灵活等优点。
2.系统模型求解快速。运用计算机仿真，能够在较短的时间内得出仿真运算的结果，为生产实践提供最及时的指导。
3.仿真运算结果可靠、准确。在机器没有故障的前提下，只要系统模型、仿真模型、仿真程序科学合理，那么计算机的运算结果是准确无误的。
4.实物、实时仿真直观、逼真。这一特点使它在一些复杂工程系统中例如核电、航天等领域得到了广泛应用。
传统的仿真技术是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况反复修改模型和有关的参数，不仅效率低，也存在环境、安全等因素的限制，所以很难达到实验者满意的仿真效果。而计算机仿真技术是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型，并在试验条件下对模型进行动态实验，它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统尤其是复杂系统的重要工具。
三、计算机仿真技术的研究现状
计算机仿真技术的发展与计算机的发展是密不可分的。20世纪50年代的计算机仿真大部分是以电子模拟计算机为主机实现的，在部分特殊应用领域内也有以液压机、气压机或阻抗网络作为主要模拟设备的。由于电子模拟计算机的精度较差等缺点，从70年代初开始，数字模拟混合计算机仿真得到发展。从70年代末起，以数字机为主机的各种各样的专用和通用计算机仿真得到了普及和推广。转贴于由于高性能工作站、巨型机、小巨机、软件技术和人工智能技术取得了引人瞩目的进展，在80年代人们对智能化的计算机仿真寄予了希望，也在综合集成数字仿真和模拟仿真优势的基础上，设计出了在更高层次上的数字模拟混合仿真技术，在一些特定的仿真领域内，这种智能计算机仿真和高层次的数字模拟计算机仿真都取得了令人鼓舞的结果。80年代初推出了一些仿真机，SYStem10和SYStem100就是这类仿真技术的代表。90年代又开始了交互式仿真和虚拟仿真的研究并取得了一定的成绩。特别是近20年来，随着系统工程与科学的迅速发展，计算机仿真技术也得到了蓬勃发展，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、生物医学系统、能源系统、教育培训系统等得到了广泛应用。
四、计算机仿真技术的展望
随着计算机应用技术和网络技术的发展，计算机仿真技术也在不断地发展。未来的发展主要有两个方向：
1.仿真技术的网络化
众所周知，现在已经开发研制出来的仿真系统有很多，它们不能互相兼容，可移植性差，实现共享困难，与开发的高成本、低效率、长时间不成正比，更不能充分加以利用。要想解决这些问题，首先要解决的是采用兼容性好的计算机语言来编写仿真系统，其次是采用网络化技术实现仿真系统的共享。尤其是后者，在将来的仿真系统开发中具有重要的意义。实现仿真系统的网络共享，不但可以在一定程度上避免不必要的社会资源的浪费，而且可以通过适当的收费来弥补开发成本的不足。
2.仿真技术的虚拟制造
计算机仿真技术发展的另一个大方向是在虚拟制造技术领域的深入应用。虚拟制造技术是20世纪90年展起来的一种先进的制造技术，它利用计算机仿真技术和虚拟现实技术的结合，在计算机上实现了从产品设计到产品出厂以及企业各级过程的管理与控制。这使得制造技术不再主要依靠经验，便可实现对制造的全方位预测，为机械制造领域开辟了一个广阔的新天地。
参考文献
[1]王中鲜matLaB建模与仿真应用.机械工业出版社，2010。
仿真技术特点篇3
【关键词】合成器；电路仿真；故障排除
1.引言
DX-600发射机主要有发射机控制单元（tCU）、合成器控制单元（CCU）和三个200Kw功放单元（pB200）组成，其中，合成器的主要作用是将三个pB200功放单元输出地射频功率合成，并通过阻抗变换网络使输出阻抗达到匹配要求，将信号送到天线进行播出。
在合成器中的元器件都是工作在高频率、大电压、强电流条件下，具有测量难、调整难和故障排除难的特点，通常的检修和故障排除方法已无法满足实际维护的需要，因而采用仿真技术来模拟和排除合成器各种故障成为一个急待解决的问题。
2.合成器仿真系统基本结构与工作特性分析
2.1合成器仿真系统基本结构
本文采用的是protel99se仿真软件进行电路仿真与各类故障分析，根据发射机合成器的实际结构构建了如图1的仿真系统：
2.2仿真系统特性分析
（1）频响特性分析
在我台中，DX-600发射机的工作频率为783Khz，如图2所示为仿真系统的频响特性，可以看出合成器仿真系统的频响特性符合发射机工作频率783Khz，满足仿真要求。
（2）阻抗匹配特性分析
a.各pB90°相移网络的输入和输出阻抗特性分析
如图3所示，合成器仿真系统的中各pB90°相移网络的输入阻抗为42欧姆，输出为168欧姆，与实际合成器的阻抗匹配特性一致。
B.主合成π网络输入和输出阻抗特性分析
如图4所示，合成器仿真系统的主合成π网络输入阻抗为56欧姆，输出阻抗为50欧姆，与发射机合成器实际的阻抗匹配要求一致。
通过上面的分析可以看出本文所构建的合成器仿真系统的频响特性和阻抗匹配特性都满足合成器系统的实际要求，确实可以仿真工作在783Khz条件下的DX-600发射机合成器的工作状态。
3.仿真技术在合成器系统中的应用
3.1在天线系统中故障仿真的应用
发射机天线系统元器件工作在高频率、高电压、大电流条件下，实际工作中很难测量和调整，而且也无法模拟此类故障，因此在天线系统的故障处理方面很多是依靠传统的理论分析和经验积累，缺少必要的科学直观有效的分析和排除方法。
针对发射天线系统内部元器件老化，导致的天线系统容抗变化的实际情况，通过仿真系统进行故障模拟仿真，进而找到故障现象，为此类故障的排除提供科学的依据。
首先是在仿真系统中改变输出网络中匹配电容Ca的值，模拟故障点，通过仿真系统模拟产生仿真故障现象如图5所示：
从上面图5与图6可以看出，此类故障的故障现象很明显，主要是发生故障的天线输出将产生严重的幅度失真，各pB的反射系数都会增大，使得各pB输出波形幅度变小。
3.2在合成器故障排除中的应用
如图7所示，合成器内元器件参数变化造成了pB单元都有了不同程度的故障指示
分析故障现象可以总结为：发射机整体输出变小，反射系数变大，天线驻波比变大，其中pB1输出和反射系数变化最明显。由此可以看出故障点应位于pB1中，下面通过对pB1相关元器件的仿真来找出故障点。
（1）pB1调载电容C11发生故障，故障现象如图8：
（2）pB1调谐电容C10发生故障，故障现象如图9
（3）故障点分析与判断
1）仿真故障点一：C11的故障现象是三部发射机的输出都变小，反射系数都变大。
2）仿真故障点二：C10的故障现象是只有pB1的输出和反射系数变化最明显。
3）通过对比发现仿真故障点二的现象与实际故障现象一致，基本可以判断故障点就是pB1的调谐电容C10。
4.结束语
通过采用电路仿真软件prote
l99Se对DX-600发射机合成器系统进行电路仿真，建立电路仿真模型，极大地提高了合成器系统故障排除速度。同时也可以将仿真用于该设备的仿真训练中，实现训练手段的创新，提高训练的效率和效果。因此DX-600合成器仿真系统极大的提高了我们维护发射机的工作能力，确实解决了很多实际问题，促进了业务水平的提升。
参考文献
[1]魏瑞发.数字化调幅发射机[m].无线局,1999.
[2]清源科技.protel99se电路原理图案设计与仿真技术[m].机器工业出版社,2007.
[3]王正谋.protel99se电路设计与仿真技术[m].福建科学技术出版社,2005.
[4]贺从林.protel99Se在某装备随动系统电路仿真中的应用[J].军事通信,2009(3).
[5]康华光.电子技术基础模拟部分[m].高等教育出版社,1999.
作者简介：
刘金星（1983—），男，硕士研究生，主要研究方向：电子技术应用。
仿真技术特点篇4
[关键词]三维仿真；实体造型；枪械设计
中图分类号：tm72文献标识码：a文章编号：1009-914X（2017）10-0387-01
引言
目前，计算机高技术的三维仿真技术已经在各个领域被运用，其中包括枪械设计的领域。三维仿真技术在枪械产品设计中有着较为重要的作用。在传统的机械设计遇到难题的时候，可利用三维仿真技术直观形象的逼真数据精确技术的特点，来使问题得到有效的解决。利用三维仿真设计，设计人员在方案设计期就可以直观形象精准的对对产品的三维立体全貌和设计尺寸数据有一定的了解。也降低了设计中出现失误的风险，使机械加工成本减少，也降低了设计工程量，同时在保证高设计质量的同时使产品设计的时间得到有效的降低。
一、三维仿真技术的含义
1、随着产品多样化的需求以及软件技术的布点发展，三维仿真技术也应时而生。三维仿真技术就是我们所说的3D动画。三维仿真技术一经推出便受到各界的欢迎，并且也快速的运用到各个领域种。三维仿真技术在枪械设计中的运用流程，对初步产品设计方案进行干涉，以及产品三维造型修改，设计方案装配仿真机构运动分析。
2、三维仿真技术的特点
在枪械进行三维仿真设计时，可以先在计算机上对每个仿真的模块进行拼装，根据客户的需求进行不同的拼装。通过三维仿真技术进行模块的拼装试验，这在一定程度上降低了整体性设计出现失误的风险。有效的减少的设计过程中需要的时间。对设计人员的工作效率进行了有效的提升，使机械加工成本减少，也降低了设计工程量，同时对在保证高设计质量的同r使产品设计的周期缩短。
二、枪械设计中的具体应用
三维仿真设计的主要构成部分是三维实体造型、装配仿真机构、运动分析和有限元分析及优化。三维仿真技术在枪械设计中的运用流程，对初步产品设计方案进行干涉，以及产品三维造型修改，设计方案装配仿真机构运动分析，仿真有限原色分析及优化这几个方面也有干涉。
2.1三维仿真技术的基础便是三维造型，使现代实体建模能在很大程度上满足设计需求的建模需求。三维仿真技术可进行实体、特征、表面、、线框和参数化建模、自由曲面等建模需球。与此同时还支持孔槽、圆和倒角、体、球体、管、块、杆、型腔、圆柱、倒等标准的设计以及枪管套的三维造型。三维仿真技术的建模运用是较为广泛的。
2.2在三维仿真技术中，现代装配提供了并行的自上而下的产品开发方法。在对产品进行三维造型结束之后，完成三维造型阶段后的产品设计进入装配阶段，这个阶段中，设计人员可对组成机构的各零部件进行模拟装配仿真，以确定装配定位的灵活性和相关性。还可以对装配是否存在设计尺寸干预进行及时的检查，以便于后续实际装配，为后续的实际装配奠定坚实基础。此外，在装配仿真的基础上，有利于配图和分解图的快捷绘制，也在一定程度上体现出了三维立体设计方便性的特点。
2.3在进行三维仿真枪械设计时以及机构运动分析时，要注意其尺寸的正确性。在设计过程中要保证机械结构在工作时，每个零件部位都不会彼此干涉，并且有完好的结构性能，使机构安全得到一定的保障。对造型和装配仿真在机构运动模拟方面的不完善之处进行了有效的补充。在对机构动作最小距离进行分析时，可以利用模拟繁琐的二维和三维机械运动进行分析。
2.4为了使产品的质量得到有效的提升，设计达到最理想的效果，在对需要模拟现实工况深入了解的情况之下，可以利用三维仿真有机融合的有限分析模块，对产品的机构实施特性的解析以及改良。
三、三维仿真在枪械中运用的意义
集成性是三维仿真的特点，三维仿真技术是结合三维实体造型仿真装配和仿真机构运动仿真以及有限元分析等来进行三维实体模型统一运用。以三维实体造型的形成为基础，对装配仿真机构运动分析与仿真和有限元分析提供一定的便利。很大程度上降低了设计人员在进行产品设计中的周期，也使产品结构得到了有效的优化结果。
仿真技术特点篇5
关键词：网络仿真；技术；软件
1网络仿真技术及其应用
1.1网络仿真技术特点
网络仿真技术是一种利用数学建模和统计分析的方法模拟网络行为，通过建立网络链路和网络设备的统计模型，模拟网络流量的传输过程，获取网络设计及优化所需要的网络性能数据的一种高新技术。网络仿真能够为网络的规划、设计、组织提供可靠依据。网络仿真能够有效地验证实际方案或比较多个不同的仿真设计以及组织方案，以便于对不同的设计方案建立模型，实施模拟，对网络性能预测数据采取顶定量获取，为设计、组织方案的比较和验证提供可靠的依据。
1.2网络仿真技术在通信领域的应用
网络仿真技术在民用领域得到了非常广泛的应用，已经成功地为各类大型通信网络的扩容、升级和改造提供仿真决策支持，归纳起来，主要可以应用于4个方面。
1.2.1体制仿真
网络仿真技术在体制仿真方面的应用主要包括2个方面：（1）使用方面。网络仿真技术可以用来确定军事通信网的装配体制、操作人员的编制、管理指挥体制等。（2）技术方面。网络仿真技术可以用来确定待建的通信网的网络结构、质量要求、干线节点分布、距离要求以及交换体制等方面。
1.2.2系统及设备的辅助设计
网络仿真技术有助于制定通信网的各类规程、协议及信令。利用仿真系统可以对通信系统及设备进行辅助设计，并得出优化的方案，及时发现潜在的问题，对关键技术进行详细分析，减少时间、经济上的损失。辅助设计主要包括系统或设备的标准化、系统化设计；设备装载设计；规约与信令辅助设计等。
1.2.3通信网运用效能评估的仿真
通信网整体运用效能，如服务质量、网络性能等无法利用一般的仪器来测试，也很难按真实条件去试验。通信网整体运用效能仿真包括：网络拓扑结构/配置；电磁兼容性；网络重组性等，假如借助仿真手段来研究通信网作战效能，无论在经济方面，还是时效性方面都是非常可观的。
2进行通信网络的仿真的原因
在信息化日益发展的今天，网络研究人员要超前性地研究和思考网络仿真在新领域的算法和协议，为仿真技术的进一步研究发展打下基础，而且也要研究网络达到最高性能对现有的资源该怎样利用和整合。
对网络技术的分析和验证有3种方法：（1）分析方法，是通过初步分析判断研究对象和所依存的网络系统，在一定的条件和假设情况下，正确地描述研究对象，抽象出它的数学分析模型，参照数学分析模型进行问题求解。（2）实验方法，通过建立测试床和实验室为研究提供合理的硬件和软件配置环境，研究网络行为、网络性能和网络协议在现实网络中的意义和作用。（3）仿真方法，在计算机上运行用仿真软件建立的网络系统的模拟分析模型，分析运行过程中的输出实验结果。
但是，前2种方法也有很多不确定性因素。假设条件影响分析方法的精确性和有效性。对于一个复杂的系统无法用一些限制性假设进行精确而有效的描述。由于实验方法的局限性，会造成资源成本高，并且很难共享和重新配置运用，而仿真方法可以弥补前2种方法的短处。仿真方法设计的网络模型可以用相对较少的费用和时间了解网络在不同条件下的各种特性，为网络研究提供精确有效的数据。网络仿真是一个高效、方便的分析和验证方法，因此网络仿真技术的作用给现代通信网络设计和研究提供有力的支撑。
3网络仿真的基本流程
网络仿真有3个阶段：准备阶段一模型设计一仿真与结果分析。
3.1网络仿真研究准备阶段
网络仿真研究准备阶段需要完成的任务是理解目标网络，明确仿真目标，制定研究计划。网络仿真的基本流程如图1所示。
3.1.1明确仿真目标
在进行通信网仿真之前，必须对通信网要实现的通信服务功能、采用的主要技术体制、系统规模和可能出现的瓶颈等方面进行需求调研和分析，明确仿真的目标。
3.1.2理解目标网络
以目标网络为仿真对象，或是客观存在的网络，或是理想中的网络。通过了解网络协议的制定标准、一定的拓扑结构、合适的链路连接关系、恰当的通信应用类型、主要业务流量特性等信息来理解目标网络。
3.1.3制定研究计划
通过对比和参考研究方案和计划来制定详细的仿真研究计划。
3.2网络仿真模型设计阶段
3.2.1建立模型
建立网络仿真研究的技术、网络、协议的数学模型和概念模型，包括网络和设备以及链路向仿真模型转化过程中的模型模拟原理、实现方式、结构组成、模型模块以及业务和流量的数学描述模型等。
3.2.2搜集数据
在仿真过程中搜集关于仿真模型的实现和验证的相关数据。需要对网络的环境、拓扑、应用特征、流量和负载状况、通信节点技术和结构配置、相应的链路参数等。数据尽量精确。
3.2.3模型代码实现
仿真建模工具可以具体实现网络仿真模型，而仿真软件工具决定具体的使用方法和工具。
3.2.4检查模型
为了使仿真模型与数学模型和概念相符合，需要检查相应的代码。
3.2.5验证模型
为了确保仿真模型的完整性、正确性、一致性、需要对在验证代码实现的仿真模型和相同的条件下实际网络技术协议3方面的性能进行吻合验证。
3.3网络仿真与结果分析阶段
3.3.1仿真设计
通过仿真模型来建立仿真场景，输入恰当的模型参数，仿真运行时间长度、仿真启动条件、仿真统计内容、仿真的准备周期、仿真终止条件等。
3.3.2仿真分析
利用数学方法、分析工具或数据过滤技术来获取仿真结果数据，并且仿真结果是否合理和有效需要对相应的数据进行统计分析处理。
3.3.3仿真运行
利用仿真软件工具做仿真实验。在网络仿真实验过程中要多次调整网络模型来获取不同的实验仿真结果，并且要确保仿真实验的独立运行和正确性。
4主流网络仿真软件平台比较分析
一般而言，评价一个网络仿真平台的优缺点主要从以下几个方面考虑：（1）仿真机制的优劣；（2）细节程度；（3）模型库的大小。
依据上面几个方面的因素，对几种主流网络仿真软件平台进行了对比（见表1）。
仿真技术特点篇6
关键词：电子技术行业虚拟仿真技术应用
中图分类号：tp391.9文献标识码：a文章编号：1007-9416（2016）06-0000-00
电子技术行业的各类设备产品必须具备良好的设计方案才能够保障其工作状态的理想。电子行业具有产品更新快研发周期短的特点。为了满足不断发展的市场需求，加快产品结构的升级，在核心技术领域取得重大突破，电子行业必须采用新的研究方法和技术。虚拟仿真研究是目前电子行业所广泛采用的一种新的方法和技术。本文即以直流稳压电源以及数控机床为切入点，对虚拟仿真技术在上述两个领域中的应用要点及价值进行分析与探讨。
1虚拟仿真技术概述
虚拟仿真技术即虚拟现实技术，也可称之为模拟技术，技术核心是用一个完全虚拟的系统对另一个真实存在的系统进行模拟。此项技术涉及到多个学科，是计算机图形、人机交互、传感技术、以及人工智能等多个学科的交叉综合领域。虚拟仿真技术主要包括三个方面的含义：第一是借助于计算机所生成环境具有虚拟性的特点；第二是人对这种虚拟环境的感知是高度逼真的；第三则是人可以通过自然的方法与虚拟系统实现交互，系统可响应人的动作并作出合理的反应。
当前虚拟仿真技术被广泛应用于包括汽车制造、道路桥梁、油田矿井、教育教学、电子技术、以及水利电力等在内的多个行业中，体现出了包括交互性、沉浸性、虚幻性、以及逼真性这四个方面的特点。对于电子技术行业而言，虚拟仿真技术的最主要优势是可对产品设计或优化方案在实践前通过高度仿真的模拟环境进行分析，以验证方案的可靠性以及有效性，兼顾实现了提高效率，缩短周期，以及控制费用等方面的性能优势，有推广价值。
2虚拟仿真技术在直流稳压电源中的应用
直流稳压电源的组成部分包括电源变压器、滤波电路、整流电路、以及稳压电路四个部分。电网供给的交流电压在经过电源变压器降压处理后得到与电路需求相对应的交流电压，然后经由整流电路变化为方向恒定、大小伴随时间变化而变化的单线脉动电压，并经过滤波电路进行滤过（滤过交流分量），通过此环节处理后得到相对平滑的脉动电压。最后经过稳压电路处理，以确保电网电压以及负载水平在发生改变时电压维持在稳定状态下。为更加清晰的了解整个电路的工作原理与运行情况，可以借助于虚拟仿真软件，在软件模拟环境下通过设置开关或调整电路结构的方式观察示波器所呈现出的波形变化。本研究中引入multisim10虚拟仿真软件，该软件借助于图形方式创建电路，具有界面直观、操作简便、调用方便等优势。本软件提供有包括交流、直流等在内的17种分析方法，虚拟仿真能力强大。
整流电路仿真分析下全波整流与半波整流波形图如下图1所示。结合图1：4个二极管所构成桥式全波整流电路，其核心作用是将正弦变化的电压演变为脉动电压。通过设置开关J1为开启状态的方式，对整流器在二极管损坏状态下所产生的开路情况进行模拟。则全波整流转换为半波整流，半波整流下所对应输出电压为0.45*全波整流电压。
通过对直流稳压电源系统中J2开关进行接通或断开的方式能够对比波形观察得到：在电容接入电路内后，输出电压平滑程度明显提高，波纹得到有效控制，同时输出电压平均值也有一定的增加。其依据是：在电容接入电路内后，电容可有效存储电荷，同时对高频分量而言容抗脚下，从而电流中的交流成分可通过电容C1而被旁路。在电容维持恒定的状态下，可通过调整负载电阻运行仿真的方式，使示波器分别显示滤波器输出波形，仿真结果如下图2所示。结合图2来看，电容放电时间常数为RC。在C为恒定状态下时，R取值越高则意味着放电速度越缓慢，输出波形更加平滑，输出电压值更小；在R为定值状态下时，电容器容量越大则意味着放电越慢，所对应输出波纹越小，输出电压值更大。
除此以外，通过对虚拟仿真软件的合理应用，还能够对直流稳压电路的改进设计效果进行仿真验证，以确保改进方案的实施效果理想。以某直流稳压电路对集成电路以及自保电路的改进方案而言，为验证该方案的可靠性，借助于multisim10虚拟仿真软件进行实验。操作方法为：在multisim10虚拟仿真软件按照改进方案构建直流稳压电压仿真点图，以供电电压220V（±10%）为标准进行虚拟仿真。借助于4综虚拟示波器对各点波形进行观察并读值，虚拟仿真实验结果如下图3所示。结合图2可见：经过改进后，直流稳压电路波形脉动被控制在较小范围内，电压输出稳定程度高，可保持在12.036V左右，经计算稳压系数为0.015（符合
3虚拟仿真技术在数控机床中的应用
数控加工是现代模具CaD/Cam加工体系中不可或缺的重要内容之一。以五轴数控加工技术为例，所对应的模具工件性状复杂，对表面质量要求高，因此对铣削加工提出了非常严格的要求。五轴加工在完成最后一次装夹后，可以从多个面加工工件，其优势在于节约了大量的装夹时间以及辅助测量装置，且加工位置精度更高。在数控机床设计及性能验证中通过对虚拟仿真技术的合理应用，一方面能够使数控机床充分且合理的应用于对模具以及机械产品的加工中，另一方面能够为正确且充分的应用数控机床，完成更多模具以及机械产品加工提供保障。以某单叶片曲面零件数控加工实例为例，采用五轴加工方案，引入五轴五联动编程开发技术，同时对后置技术进行了编程制定。为进一步验证数控机床五轴五联动方案的编程程序正确性以及后置处理结果的可靠性，借助于虚拟仿真技术，在仿真软件所提供虚拟环境下参照数控机床实际配置构建实验模型。虚拟仿真结果显示：所模拟机床在对零件进行加工的全过程中刀具路径未发生偏差，加工零件性状基本与设计要求相符合。
4结语
本研究中针对虚拟仿真技术在电子技术行业中的应用问题进行分析及探究，通过上述分析不难发现：在电子技术行业中积极应用虚拟仿真技术能够有效解决以往设计方案直接应用于实践中存在的浪费或失误问题，避免了不必要的事故产生，可以有效提高电子技术产品及相关设备的使用寿命与性能，对促进电子技术行业的发展也有重要价值。
参考文献
[1]陈军，周晓平，郝江涛等.基于matLab&Simulink的电工电子技术仿真实验平台[J].中国现代教育装备，2015（3）：57-60.
[2]赵丽梅.electronicsworkbench在电子技术仿真实验中的运用[J].中国远程教育（综合版），2001（12）：58-59.
[3]周凯，那日沙，王旭东等.Saber在电力电子技术仿真中的应用[J].实验技术与管理，2015（3）：126-128，140.
仿真技术特点篇7
【关键词】虚拟仿真；实训教学；应用方法
虚拟仿真技术在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物，虚拟仿真技术以构建全系统统一的完整的虚拟环境为典型特征，并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体。虚拟仿真技术逐渐应用于教育领域当中，形成一种新的教学模式——虚拟仿真教学，即利用实物或计算机创设相应的虚拟环境或工具，并模拟真实事例进行操作、验证、设计、运行等实验、实训的教学方式。
1.背景分析
教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中指出：高职教育“人才培养模式改革的重点是教学过程的实践性、开放性和职业性，实验、实训、实习是三个关键环节”，加强实训、实习基地建设是高职院校改善办学条件、突出办学特色、提高教学质量的重点，高职院校在各个专业教学计划中开设足够的实训实践课程是对上述要求的积极响应。
传统的实训教学过程大多围绕硬件实物，在实验室、实训室或企业车间等场所中实地展开实施，因其直观易感和接近生产实际，向来都是高职实践课程的主流教学方式。然而这种教学方式存在先天不足，投入大、适应性差且难于开放等问题，往往使实践教学进程面临窘境。充分利用计算机技术和现代信息技术，开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟实验、虚拟工艺，是许多高职院校寻找行之有效的技术手段来缓解传统实践教学模式所带来的压力的努力方向。虚拟仿真教学技术具有多感知性、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技能的训练，为解决高职教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路，因此迅速发展起来的虚拟仿真技术应用于实验实训教学必然成为高职院校的最佳选择。
2.虚拟仿真技术的比较优势
目前高职院校很多专业，如数控技术、焊接技术、计算机网络技术、应用化工技术等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。虚拟仿真技术非常适合高职院校的人才培养模式，高职教育采用虚拟仿真技术具有必要性、可行性和优越性。虚拟仿真软件在企业中也得到了广泛应用，很多企业都采用虚拟仿真软件进行产品设计，如芯片设计采用的tannereDa软件，网络设计采用的opnet、nS2软件等。因此，学生在学校使用虚拟仿真教学软件所获得的实践技能，同样可以应用到以后的工作之中。
与传统的实物形态实践教学不同，虚拟仿真技术教学是通过计算机软件实现的。与传统实践教学模式相比，采用虚拟仿真技术进行实践课程教学具有明显的技术优势。主要体现在以下几个方面：
2.1节约教学成本，具有高效性
基于计算机软件的虚拟仿真技术实训教学模式与实物教学模式相比，设备和资金投入少，更新、维护方便。学生在虚拟仿真教学平台上，无需完成实物教学中的许多重复性工作，缩短了学生完成工作任务的时间。同时，针对存在的问题还可进行反复的操作训练，也不用考虑设备的损坏和材料的消耗，极大地节约教学成本，提高了学习效率。从教学资源规划、建设和使用的全过程质量管理角度看，虚拟仿真实践教学模式的综合运行成本远低于传统的实物操作教学模式。
2.2广泛的适应性和适用性
传统实践课程教学模式的适应性较差，虚拟仿真技术不受课程、学科门类和专业技术领域限制，是一种普遍适用的技术手段，具有广泛的适用性。
（1）通用性、兼容性强
虚拟仿真技术具有极强的教学功能兼容性，适用于从教学设计直到考核测评的实践教学全过程。对于工科实践教学，多数通用型应用软件兼具仿真功能，通常一款软件可以同时支持多门课程的仿真教学，一门课程的教学也可以由多款软件来实现，并且凡能以实物方式展开的实践教学内容，理论上虚拟仿真技术都可以做到。比如电类各专业基础实验、实训项目教学，都能用通用型eDa软件（如multisim或protel等）的仿真功能实现，化工类专业实训则可用化工仿真DCS操作系统的单元级、工段级仿真软件实现。
（2）打破时空限制，具有灵活性，易于改进升级
虚拟仿真教学可以摆脱传统现场教学地点固定、时间有限、设备不足和内容难改的局面，学生只要在计算机中安装了虚拟仿真软件，就可以把虚拟仿真教学延伸到教室、宿舍甚至家庭，随时随地的运用虚拟仿真教学软件进行学习和探索，突破了时间和空间的限制，也不受场地等外界条件的限制，使学习变得更加灵活。
虚拟仿真技术的改进和升级在很大程度上就是软件的改进与升级，速度快、风险小，利用网络信息资源能够紧随技术进步，更能切中时需，保证实践教学的动态有效性，也更能彰显出对实践类课程教学的催化作用。
（3）容错功能强
生源不理想、学生基础较差是高职院校中普遍存在的实际问题，学生对一些偏深的理论知识点常常一知半解，实验、实训过程中出现操作失误在所难免。以实物为操作对象的传统实践教学，某些情况下误操作有可能导致教学事故，危及仪器设备甚至是人身安全。基于虚拟仿真技术的实践教学操作对象是计算机软件，教师尽可设置各种正常、故障甚至极端故障状态以便“虚拟”地历练学生，学生也尽可按部就班地执行各种规范操作去“证明”或者尝试误操作去“证伪”，完全没有损坏仪器设备或危及人身安全的顾虑。仿真可以通过参数控制模拟真实设备的机械性能，实时反馈实验结果，检验各种指令的正确性，通过反复练习达到操作练习的目的。
3.虚拟仿真技术在实训教学中的应用
3.1树立虚实结合的实训教学理念
虚拟仿真实训教学有助于学生理解实训内容，并在一定程度上提高学生的动手能力。不过虚拟仿真实训只是模拟真实的实训教学，实训过程缺少“实物感”，并不能完全代替实物实训。因此，应该认识到虚拟仿真实训与实操实训各有特点，二者优势互补，不可相互取代。如在网络实训教学项目中，用到的网络设备，包括路由器、交换机等种类、型号很多。采用虚拟仿真实训教学软件，学生虽然也能使用到这些设备，但仿真设备与实物还是有一定的区别，到真正的实操实训中可能会无从下手。因此，应该注重将虚拟仿真实训与实物实训结合起来，相得益彰。在进行虚拟仿真实训的基础上，有目的地安排一些实训内容在真实环境中操作，这样学生会对实训的设备有亲身的体会，更能加深实训的印象，提高实训的效果和质量。在实训内容的安排上，可以让低年级学生先进行虚拟仿真实训，在学生完全掌握实训的内容和流程之后，再进行实物实训，这样就能够达到事半功倍的效果。
3.2根据实训要求建立仿真模型
仿真模型既包括电子装备外观、结构的三维物理模型，也包括揭示其内在工作机理及行为的数学模型。对三维物理模型的建立，主要依据装备本身的物理状态，其原则是在尽量减小面数的同时提高逼真度。对系统数学模型的建立，则需要视系统的复杂程度进行取舍和优化，本着够用为度的原则，尽量减小运算量。建立数学模型时，还应考虑到系统运行时的参数调整。
3.3创建仿真装备的虚拟场景并驱动
对于虚拟场景的驱动，应根据使用方式的不同，采用不同的方式。如果进行的仅是装备外观、结构的展示，可使用eon进行动作的编辑和驱动；如果需要对装备进行虚拟操作仿真，则使用GLStudio软件先进行操作面板、虚拟仪表的编辑和制作，然后再利用Vegaprime驱动以实现更复杂的交互操作。
3.4整合教学仿真软件要素、系统集成
系统集成就是将上述做好的模型、场景按照教学软件所需的形式其有机地整合在一起，使之成为一个完整的、规范的教学软件。系统集成可以使用目前常用的软件开发平台（如VB、vc++等）。由于上述虚拟现实驱动软件（如eon、GLStudio及Vegaprime等）均以activeX控件方式提供了可用于常用软件开发平台的运行插件，因此，系统集成变得十分方便。编写程序时，只需考虑软件功能的安排，注意程序间的兼容性即可。在进行系统集成时，还需要将系统行为仿真的结果通过视景仿真表现出来，即用行为仿真的数据来驱动三维物理模型的动作。由于系统行为仿真采用了专门的运行平台，与视景仿真处于不同的系统进程中，因此这种驱动是通过两进程间的实时通信（需考虑进程间的同步）来完成的。
4.虚拟仿真实训教学应注意的问题
4.1注重虚拟仿真系统设计和教学人才队伍的建设
虚拟仿真实训教学系统的建设和发展，离不开高素质高技能人才队伍的支撑。虚拟仿真实训教学系统科学合理设计和有效使用，需要教师在教学理念和教学能力上都达到一定的水平。目前，国内各高职院校都有信息管理中心或者信息类专业，可以此为依托，培养虚拟仿真教学系统的开发队伍。与此同时，可考虑与企业合作进行虚拟仿真实训教学人才队伍的建设，联合培养虚拟仿真教学软件开发和设计人才。
4.2虚拟仿真实训操作与现场操作的区别
仿真操作是模拟真实的生产装置，再现真实生产过程的一种教学方法。其操作的模拟性和程序化与现场操作的灵活性和不可预见性还有距离。
仿真操作中的参数控制调节反复训练，与实际生产中的参数严格准确控制相违背。这些问题在学生训练过程中一定做出正确的指导和说明，以使学生适应实际的工厂现场操作。
4.3构建网络化的虚拟仿真实训教学系统
虚拟仿真教学环境能够有效利用网络信息资源，紧随技术进步，保证实训教学的动态有效性。如Flashmx等工具可以实现网上虚拟实训，由于可以在网络上浏览，因此其教学覆盖面较广，是一种具有发展前景的辅助实训教学手段之一。采用信息技术建设远程服务中心，构建网络化的虚拟仿真实训教学系统，推进虚拟仿真实训教学系统的共享，是虚拟仿真教学系统建设的努力方向。
参考文献
[1]教育部.关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见[DB/oL].[2012-12-26].http：///jwzx/jsfw/Showarticle.asp？articleiD=1553.
[2]艾伦.贾纳斯泽乌斯基等.教育技术：定义与评析[m].北京：北京大学出版社，2010.
仿真技术特点篇8
关键词职业院校；虚拟仿真；实训资源
中图分类号：G712文献标识码：a文章编号：1671-489X（2012）33-0004-04
1引言
为贯彻落实北京市教育委员会《关于北京“十二五”时期职业教育信息化规划》的文件精神，利用云计算技术、3G无线网络技术、虚拟现实技术和物联网技术——这些技术催生了应用，应用孕育了技术，探索开发职业院校的虚拟项目、虚拟工艺、虚拟流程、虚拟实验、虚拟车间、虚拟工厂，形成虚拟对象与真实对象的有效对接，虚拟实训与真实实训的有机互补，全面提升职业院校的实训教学的可操性、实效性，避免危险性，降低高成本性、不可逆性和高耗费，为实验与实训提供有力支撑。
2虚拟实训资源
虚拟实训的概念是利用虚拟现实技术仿真或虚构某些情境，供学生观察、操纵、建构其中的对象，使他们获得类似真实的体验或者掌握知识理论体系的规律。
目前虚拟实训资源是非常丰富的，各大公司开发了很多虚拟仿真软件与开发平台，尤其是网络版游戏仿真软件风起云涌，给开发商和网吧的投资者带来丰厚利润。而职业教育的虚拟仿真软件与开发平台显得相对匮乏，这是因为职业教育涉及各行各业，一个权威的、界面友好的、能满足各种用户需求的仿真平台编辑器尚未产生，而能满足某一领域的虚拟仿真软件与开发仿真平台编辑器很多，如proe机械三维仿真平台、VR-platform三维互动仿真平台和tina电子线路三维互动仿真平台等。这是因为虚拟技术具有沉浸性、交互性、构想性特征：沉浸性指人能够沉浸到计算机系统所创建的环境中，由观察者变为参与者，成为虚拟现实系统的一部分；交互性指是人能用多种传感器与多维化信息的环境发生交互，如同在真实的环境中一样与虚拟环境中的对象发生交互关系；构想性指人能从虚拟环境中得到感性和理性的认识，进而深化概念、产生新意和构想。上述这些软件都能满足沉浸性、交互性、构想性的特征。
3职业教育虚拟仿真四层步骤
3.1专业仿真软件的应用
专业仿真软件很多，其特点是：在调试上，面向图符对象的仿真软件，不须任何编程学习，只需要填充控件或对象，就能仿真大量的应用系统，几乎囊括现代所有领域的可视化、动态仿真系统、图符表示的功能模块。目前职业院校的教师在授课中常使用各自专业的虚拟仿真软件进行辅助教学。例如，tinaDesignSuitev8专业仿真软件是针对电路分析、设计和实时测试的软件，它功能强大，易用性极高，具有模拟、数字、VHDL语言、单片机、电子电路和混合电路板以及pCBLayout布线仿真设计环境。学生可以便捷地快速分析开关电源、射频、通讯、光电电路的各种真实情况，生成和调试使用集成的微控制器代码流程图，并在混合电路的微控制器应用环境中进行联动测试。
tina仿真系统独特之处在于可以通过USB总线控制的tinaLabii硬件，使计算机变成一个强大的多功能测试与测量仪器，完成从“设计需求”到“物理实现”的自动化设计过程。tina技术大致分为电气原理图设计输入、混合电路仿真分析、pLD设计、印制板（pCB）自动布线设计等环节。学生会发现tina是一个易用性极高的高性能电子电路仿真设计工具，而教师更喜爱tina中包含的结合仿真内核的训练环境等独特功能。如图1、图2如示，分别是电路原理图和面包板上实物元件连线、电路原理图在面包板和pCB仿真。
另外，proe仿真软件在机械零件、装配及工艺处理上有强大功能，这些仿真软件在行业内是工程师工作的主要工具。但是这些仿真软件都具有强烈的专业性，专业之间互通较少。还有Vmwareworkstation虚拟机软件、硬盘分区、BosonnetSim模拟器等仿真软件。
3.2具有开发功能的专业仿真软件的应用
目前社会上大型3D游戏仿真软件已经很多，制作这些仿真软件的公司开始瞄准职业教育市场，推出许多虚拟仿真软件，它的特点是可以针对不同专业，根据教师的专业需求，设计出某专业课的某些知识点和实训项目的仿真。
首先，采用仿真技术研究可节约大量的研究经费，在一定程度上可替代真实的测试技术研究，至少可以起到相当的指导作用。
其次，能够帮助科研单位把科研工作中积累的许多宝贵知识和经验加以总结，建立相应数据库，得以长期保存和便于检索。
第三，全三维的场景交互有很好的可视作用，其直观性和可交互性得到良好的体现。
例如VR-platform三维虚拟现实平台软件，该软件适用性强、操作简单、功能强大、高度可视化、所见即所得，可广泛应用于城市规划、室内设计、环境艺术、产品设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、互动广告设计、军事模拟等行业，它的出现将给正在发展的3D仿真产业注入新的活力。
VR-platform的目标是：低成本、高性能，让每一个学生都能够从“虚拟现实”中发掘出计算机三维的新乐趣，能与自己专业有效融合。
VR-platform具有良好的系统架构，无论是学生、教师，还是软件开发人员，都可以在不同层次上以不同的开发方式，开发出满足自己需要的各种应用程序。如图3所示，航模发动三维运行与零件装配仿真。
在进行仿真专业课程制作过程中要以行业需求为基准，以专业实训要求为依据，根据不同的行业特点探索行业通用性的操作规范，确保开发的课程能够得到行业认可，最终建立起一批满足行业要求，符合企业操作流程和规范的虚拟技术实训资源。要建立一套完整的虚拟技术实训中心，其硬件条件可根据学校不同条件自行组织，建议釆用主动式立体投影机、无缝软边融合技术的沉浸式环幕、虚拟现实成像及播放仿真平台系统——三通道环幕立体投影系统、高端VR专业图形工作站等设备。
虚拟技术（VirtualReality）是借助计算机技术及最新研制的传感装置所创建的一种崭新的模拟环境。它是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术等领域。它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者自然地对仿真世界进行体验和交互，最终使得参与者产生身临其境的感觉，并且能直接参与该环境中事物的变化与相互作用。其最大特点是根据教师的不同专业需求，设计出精美的3D仿真。如图4所示，旅游专业介绍圆明园正大光明景区虚拟3D仿真。
3D技术模式主要釆用max、3ds、flt、obj、dxf、dwg、dem，其中flt文件格式是专业虚拟仿真软件multiGen的专业格式，在实现过中，定义一个3DSobject类就可实现三维建模与仿真。
3.3物理介入式的仿真软件的应用
由于仿真软件平台开发人员大多是软件工程师，应用仿真软件平台人员只需要关注脚本的编写和项目的真实可操作性，如需美观应要大量的照片，也称之为皮肤，增强3D的可视性。但是人们又提出更进一步的要求——实物操作与虚拟仿真一一对应，而且要求仿真软件能够控制实物的动作，甚至能模拟或预测实物动作的危险，如核燃料棒的泄漏、地震等。这就要求实物的动作过程中有大量的传感器的物理量，经过V/i转换，以及RS232或485的通讯协议，与仿真软件平台中的i/o函数构成事件，形成仿真软件能够控制实物的动作。以机器人为例，如图5所示。
目前通用开发型的仿真软件平台是通过游戏软件移植过来的，已有游戏手柄，它是一种开关量，利用GeyKey（）函数就能调用，还有一种是游戏手套，手套内放置了压力传感器可模拟CS游戏中许多武器的仿真。所以说物理介入式仿真软件的开发应用已近在眼前，但是难度较大，这不但需要开发人员与设计应用人员必须具备软硬件的综合素质，而且应具备相当水平的美术观。
有实物介入式计算机仿真系统将成为职业教育仿真实训教学中的又一个亮点。随着实训仿真技术的发展，实训内容、实训手段、实训设备将发生变革，传统的校内、外实训基地模式将向校内、外实训基地与虚拟实验实训相结合的教育实践模式发展。职业教育对仿真技术的需求异常迫切，这必将会带动一批人加入到仿真在职业教育中的应用研究队伍之中。
3.4全场景式真实仿真软件的应用
1）大连海事大学船舱模拟驾驶仿真系统。该船舱模拟驾驶仿真系统是仿真的最高境界，实现了实物与虚拟的有机结合。笔者参观了该实训中心，但是没有图片，只能粗略地分析船舱模拟驾驶仿真系统。它是在原有的机舱三维模型基础上，采用multiGenCreator对相关设备的可操作部件重新建模，并依需对其进行层次结构优化；结合船舶机舱的具体情况，采用Vega对船舶虚拟机舱内相关技术进行实现；并在mFC平台上开发具有实时仿真及交互控制功能的视景仿真系统。
概括起来，该船舱模拟驾驶仿真系统主要包括以下几个部分。
①自定义运动模型的实现。对自定义运动模型的设计思路作了详细分析，并实现了一种运动模型。
②虚拟驾驶舱碰撞检测的实现。对虚拟驾驶舱碰撞检测模型的Volume方法的设计作了详细分析，对碰撞检测模型实现总流程作了详细规划，设计出一种结合BUmp和Z的碰撞检测方法。
③对虚拟设备进行拾取操作的实现。对进行设备拾取操作前的模型部件的创建和处理方法作了详细讲述，并根据机舱内部模型部件的特征，制定操作方案，最后实现模型部件操作和Se2000之间的通讯。
④基于mFC的虚拟机舱视景仿真系统相关功能的实现。对在mFC上的系统总体实现流程做了详细规划，并讲述了基于mFC的虚拟机舱视景仿真系统的相关功能的实现方法，如用户视点在各虚拟设备间切换、视景仿真窗口的全屏显示、场景中各参数能根据用户需要进行设定等。
2）北京石油化工学院的炼油厂模拟仿真。该工业仿真系统是针对真实工业系统的复杂工艺推出的加水模拟系统的解决方案，用实时三维可视化的方式，有针对性地解决工业领域中展览展示、宣传介绍、实时监控、技能培训及技术服务等方面的难题。
该工业仿真系统用真实和缩小的系统模拟了炼油厂的工艺各系统及整体厂区环境外观，并模拟仿真了各设备的结构、工作过程。同时，该工业仿真系统还综合了openGL技术、数据库，以及其他多媒体技术、程序开发技术、显示技术、互动控制技术、网络技术。笔者参观了该实训中心，但是没有图片资料，故而也只能粗略地对其进行分析。
①展示功能：可模拟展示工艺系统、机械设备的外观、结构、性能、工作原理等。
②互动功能：可与操作人员互动，具有较好的操作性，操作人员可以第一人称的方式随意地浏览、展示、学习；
③体验功能：操作人员可体验真实工艺系统和设备的所有功能（操作使用、安装施工、故障排除等）。
④教育功能：具有完整的知识库，并具有完善的教育功能（教学、指导、培训、实训、考核）。
4职业教育虚拟实训资源开发的方法
4.1成立虚拟实训中心
虽然职业院校虚拟仿真软件的开发与应用都已展开，但大多是教师的个人行为，没有形成职业院校自己的特色，绝大多数的虚拟仿真软件都是购买公司的产品或定制的。在此，笔者提出虚拟实训资源开发的方法。
1）由院、系两级实训基地构成。
2）建议成立院级虚拟实训管理中心，由教务处和信息中心联合管理，系部虚拟实训基地由各系部及相关专业教师组成。职责与任务：教务处负责管理实训中心总体方案制定及相关文件的起草；信息中心担负基于网络环境下的软硬件技术实施和支撑；具有虚拟仿真软件专业背景的教师负责学院虚拟教学的教研和教改工作；同时职业院校的系部负责对各专业的课程、项目、虚拟实验进行宏观指导。
3）各系以专业为依托，构建其虚拟实训基地，由主管实践教学的系主任直接负责。
4）建立专业或专业群的虚拟实训实验室
5）开展对口企业合作
4.2虚拟实训的方案
1）对来源于实际企业或单位的工作任务或子任务进行虚拟，实现部分核心技能的核心教学；
2）对专业有关实际岗位的某些技能或操作进行虚拟仿真；
3）对某些技能证书的考核环境及操作进行虚拟仿真，实现技能证书的高通过率；
4）对源于企业的真实设计方案、设计工艺、流程、设计策略或算法进行虚拟仿真，实现计算机类的课程实践教学；
5）对源于企业岗位的操作流程或操作规范进行虚拟仿真，实现基于网络环境下就业岗位的实训需求；
6）建立与真实企业环境一致的虚拟工厂和车间，实现校内生产实训和企业实际生产的有机统一。
4.3提交虚拟实训的成效及成果
1）有关虚拟实践的教学设计、教学方法、教学手段和科研论文；
2）有关学生虚拟实践的作品与成果；
3）有关虚拟实践的仿真平台编辑器建设或案例展示；
4）有关虚拟实践的教学科研立项与成果；
5）有关虚拟实践的教材与专著；
6）有关虚拟实践教学的专业建设、课程建设、基地建设的整体方案及成功经验。
4.4虚拟实训的教学模式
1）构建“理论学习——虚拟演练——实操训练”的教学模式；
2）虚拟仿真教学能将抽象理论形象化、直观化；
3）虚拟仿真教学为学生提供自由探索的学习环境，培养学生认知能力、理解能力和创新能力。
5结论
虚拟仿真建设解决方案是特别针对教学资源建设要求和标准进行顶层规划和设计的，虚拟仿真平台编辑器是促进主动式、协作式、研究型、自主型学习，形成开放、高效的新型教学模式的重要途径，是示范性院校和骨干院校展示和推广本校教学改革成果的重要平台。
虚拟仿真平台编辑器是以资源共建共享为目的，以创建精品资源和进行网络教学为核心，面向海量资源处理，集资源分布式存储、资源管理、资源评价、知识管理为一体的资源管理仿真平台编辑器。该编辑器实现资源的快速上传、检索、归档并运用到教学中，实现资源的多级分布式存储、学校加盟共建等，具有虚拟仿真建设管理并能实现精品课程资源和网络教学之间无缝联接。
1）技术特点。虚拟仿真架构合理，安全可靠，具有先进性、实用性、开放性、通用性、标准化等特点。
2）先进性。虚拟仿真平台编辑器运用国际主流的技术，具有先进的技术方案，提高系统的生存周期和运用。
3）规范性。基于国际、国家、行业标准，实现资源的互通互导。根据专业教学资源内容、形式、标准、所需存储空间等特点，遵循通用的网络教育技术标准，通过网络开发和数据库技术，将虚拟仿真资源集成为资源库。
4）安全性。系统方案中考虑的安全策略和安全机制包括：根据不同的业务要求，采用不同的安全措施；设备、数据介质等某些关键部分考虑备份和冗余配置，保证其发生故障时不影响整个系统的正常运行等。
5）开放性。采用.net开发架构和三层B/S系统结构，实现跨越UniX、LinUX和windows仿真平台编辑器运行。
6）扩展性。在硬件方面，对用户设备支持对系统进行灵活配置和组合，相关软件能方便地升级和更新，系统容量保证满足用户量的考虑；在软件方面，提供二次开发功能函数包，适应不断拓展的应用空间。
7）自主学习。提供完善的讲授型网络课程库、多媒体课件库、素材和案例库、专家答疑辅导系统，使用者可以自主完成专业课程学习。
最后感谢大连海事大学、北京石油化工学院、北京掌宇集电科技有限公司、中视典数字科技有限公司和北京森汉科技有限公司提供的有关资料。
参考文献
[1]王洪兴.虚拟现实技术在高等职业教育中的应用探讨[J].中国教育技术装备，2011（30）：132-133.
[2]续志学.关于高等院校建立虚拟教学实验室网络平台的探讨[J].中国教育技术装备，2011（18）：124-126.
[3]杨勇，董晓辉.西部高校发展虚拟实验的必要性与可行性研究[J].中国教育技术装备，2012（15）：6-9.
仿真技术特点篇9
【关键词】节能降耗仿真技术
中图分类号：G6文献标识码：a文章编号：1003-8809（2010）12-0123-01
传统的技校实习模式，要求学校提供充足的资金来保障实习工位和材料消耗，但实习消耗过大，一直是困扰学校实习教学的因素之一，为此，许多技校想出了多种办法来降低实习消耗，比如高消耗性实习课题不开或尽量少开、或者减少学生实习时间和实习工位，或者在材料的重复利用上做文章，或者尽可能把学生实习内容与某个企业生产结合在一起，这些方法都益弊相兼。近年来，随着仿真技术的日益提高和计算机在技校教学的普及，把仿真技术引入技校实习教学，不但可以进一步提高和完善实习教学，而且做为节能降耗的另一种新手段已成为可能。
一、仿真技术应用于技校实习教学的可行性
仿真，即逼真模仿研究对象。仿真可以分为物理仿真和计算机仿真两大类。物理仿真的优点是直接、形象、易信，但模型受限、易破坏、难以重用。而计算机仿真是将研究对象进行数学描述，建模编程，且在计算机中运行实现。它不怕破坏、易修改、可重用。其实，仿真很早就应用于科研和诸多领域包括技校实习教学在内。作为技校实习教学，一些常设专业，如电工、数控、汽驾、服装、化工等，在常规实习开设的同时，完全可以逐步引入仿真实习训练。
二、仿真实习的优点
仿真技术应用于技校实习教学，至少在以下几个方面拥有明显的优点：
1、形象性：
仿真实习能创造一个与实际近乎相同的特性环境。如南京数控仿真研究所研制的三维机床仿真软件，仿真操作面板与机床实际操作面板可以完全吻合，仿真操作与实际机床操作在面板控制部分近乎完全一致，通过软件，学生可以从任意角度观察数控机床加工过程，加工的毛坯变为成品的过程历历在目，仿真过程形象生动。再如化学仿真，仿真过程对化学变化前后物质的形态、颜色、温度的改变都可以模拟得非常逼真。
2、交互性
仿真实习不同于电化教学，因为电化教学学生是被动式、单向式，虽然直观但不具备交互性。仿真实习过程中，学生与实习对象能进行交互，可以大大激发学生学习兴趣。学生参与仿真，建立起使人感到身临其境的“交互式虚拟现实世界”。
3、全面性
仿真实习软件可充分考虑实际环境中的各种因素，避免由于特定条件而导致的操作结果的单一取向。如电气仿真，可对过压、欠压、过载、短路、缺相、电路调节进行多因素全面仿真。
4、安全性
仿真实习不会对操作对象如仪表、元件、工件、刀具等造成实质性损害，更不会因操作失误对学生造成人身危害。如数控机床仿真，不会因为学生操作失误，造成设备本身损坏，如撞刀、毛坏报废等；而且，仿真中的声、光、文字警报，完全可以对学生操作错误进行提醒和纠正。
5、全天候性
仿真实习不受天气、气候制约。无论刮风下雨都可进行，仿真实习具有全天候性。
6、节约性
技校引入仿真实习，最根本的好处是对原材料、工卡量具、仪表设备的节约。如电工机床电气模拟配盘实习，一次实习课下来，学生不但要消耗导线、镙钉、而且可能损坏接触器、继电器等，同时由于接线错误，还可能引起短路等严重事故。而仿真配盘实习其操作过程可以完全脱离导线消耗；避免设备和元件损坏，即使短路也不会造成实际电器损坏。再如数控仿真，虚拟毛坏替代实际材料，虚拟冷却液替代实际冷却液，极大降低实习消耗。
7、高效性
仿真实习可缩短材料、仪器或工卡量具的准备过程，实习完成后，也节省了回收时间。在仿真实习过程中，学生可以轻松对实习过程初始化，对未能完成的实习进行状态存贮，对已完成的实习进行调入回顾，极大提高了实习效率。
三、技校实习如何引入仿真实习
技校引入仿真实习特别是计算机仿真应具备两个条件：一是选择合适的仿真软件，二是配备一定数量的微机。其实几乎技工学校所有工种专业都可以引入仿真实习。但各工种适用仿真实习的程度目前还不同，这主要制约于各工种的技能特点和仿真软件的发展状况。比如，技校电工专业可以引入电工基础实验仿真、电气元件性能仿真、电子线路测量仿真、pLC控制仿真、高压值班运行仿真、机床电气故障排除仿真、单片机仿真等等。
四、引入仿真实习后的注意事项
仿真实习，做为一种新的教学模式，可给实习教学带来许多变改和效益，但必须指出的是，仿真实习毕竟不是真正的实际对象的操作，本身有不可替代的局限性。必须注意，采用仿真实习后，可缩短但决不能完全抛开真实的实习过程。这表现在以下几个方面：一是无论采用物理仿真还是计算机仿真，其原理只是逼近，而不是等同于客观过程；二是由于仿真软件的在技工教学领域的发展还处于起步阶段,仿真水平还有待进一步提高。三是部分工种专业仿真难度大，仿真过程难以达到实习训练要求。所以，技校引入仿真实习，应做为节能降耗的手段，在一定工种范围内进行。无论哪个工种专业采用仿真辅助实习，都要给学生安排必须的实际操作实习，一方面让学生掌握实际操作，另一方面也是对仿真实习的检验和提高。同时，仿真实习对学生所生成的安全观念淡簿的影响，只有通过实际操作才能加以纠正。
五、技校仿真实习软件目前现状
仿真技术特点篇10
关键词：虚拟样机技术；人才培养；机械工程类；仿真分析；创新
作者简介：路永婕（1981-），女，甘肃靖远人，石家庄铁道大学机械工程学院，讲师；陈娜（1979-），女，辽宁辽阳人，石家庄铁道大学信息学院，讲师。（河北 石家庄 050043）
基金项目：本文系石家庄铁道大学教育教学改革研究项目（项目编号：110408、110326）的研究成果。
中图分类号：G642?????文献标识码：a?????文章编号：1007-0079（2012）32-0033-01
在20世纪80年代，随着计算机科学技术的进步与发展，导致了虚拟样机技术（Vpt，virtualprototypingtechnology）的出现，从而加快了工业发展的步伐。虚拟样机技术以自身的优势大大提高了工业产品的设计和研发的效率，极大地缩短了产品的生产和制造周期。目前虚拟样机技术在各领域的企业和研究机构里已经取得了良好的经济效益，得到了广泛的应用。因此各企业单位对熟练掌握虚拟样机技术的人才需求不断增长，这就势必要求在高等教育过程中更加注重培养大量的此类人才，以满足人才市场的巨大需求，进一步促进我国工业水平的提高。
虚拟样机技术作为一种先进的技术，在推动工业发展的同时也为高等教育培养高质量、高水平的人才提供了良好的手段和思路。在机械工程类本科教学实践中充分应用虚拟样机技术将会有力地促进工科类教学方式和教学体系的改革，会大幅度地变革旧的教学模式，实现大学生学习的多元化和主体化，使学生跟随工业技术发展的步伐，牢固夯实知识要点，掌握学科体系。
一、虚拟样机技术的理论依据与应用前景
虚拟样机技术是一种基于虚拟样机的数字化设计方法，该技术结合了先进的建模技术、仿真技术、信息技术、优化技术、制造技术和先进的信息管理技术，涵盖了工业产品的概念、设计、实验、生产和制造的各个环节。可见，虚拟样机技术重点强调了工业产品的系统观，它针对产品的全生命周期，对产品进行全方位的测试、分析与评估，实现了不同领域的虚拟化的协同设计。
总之，虚拟样机技术是以虚拟样机为主体，可视化为界面，仿真分析为主要手段，三维造型软件为工具，建立起的多学科、多领域、多角度的协同设计平台。在机械领域中，虚拟样机技术以机械系统运动学、动力学、传热学和控制理论为核心理论，几乎涵盖了机械工程体系中的各个子系统。目前基于虚拟样机技术，涌现出来了大量成熟的商业化软件，大体可以分为几何建模（Solidwork，UG，pro/e）、结构分析（aBaQUS，anSYS，natRa）、多体动力学（SimpaCK，aDamS，DaDS）、液压与控制（ameSim）、振动与噪声（SYSnoiSe，aUtoSea）等几个范畴，在机械工程、航空航天、国防和医学等各个领域发挥越来越重要的作用，在企业中已经得到了普遍的应用，获得了很多的成功案例。
因此在运用虚拟样机技术进行工业生产时，需要具备扎实的计算机、运动学、动力学和控制学多个学科的知识，这就对高等教育人才的培养提出更高的要求。从上述虚拟样机技术的内涵和理论依据可以发现，该技术具有很强的实践性强、可重复性和操作直观的特点，所以这些特点既是学生最终学习的目的，也为教师提高教育水平提供了很好的手段。
二、充分发挥虚拟样机技术在机械工程类教学中的作用
1.培养学生的仿真分析意识
在计算机技术高速发展的今天，基于虚拟样机技术的仿真分析已经日趋完善，分析的结果可靠、逼真，在工业生产中已经被广泛认可。所以，在教学过程中应引导学生积极掌握和利用仿真分析的技巧，在学习和吸纳新知识时充分应用仿真的手段进行分析和验证，提升对知识的理解程度，提高对专业知识的认知水平，形成良好的仿真分析习惯。
由浅入深地让学生在学习过程中随时借助虚拟样机技术对书本中的例题、课程设计中的案例和毕业设计命题从仿真的角度预演解题过程，树立起良好的仿真意识，这不仅提高了学生分析、解决问题的能力，而且在反反复复的仿真实践中对虚拟样机的综合应用能力得到提高，对专业知识的准确应用也会有一个比较深刻的认识。
2.注重理论与仿真实践结合
在机械工程相关专业的学习中，“机械原理”、“机械设计”、“机电控制”、“测试技术”等都是必修的专业基础课程，在以往的教学中，学生在掌握这些课程时比较头疼，教师在教授过程中诠释概念、分析原理时也比较吃力。分析其中的原因，主要就是学生在认知这些专业知识之前，相应的背景知识比较欠缺，对难懂的知识点存在很大的陌生感，教学的效果差强人意。然而虚拟样机技术恰恰可以弥补这一点，可以在教学的各个阶段都发挥不同的效用，在每门课程学习之前，教师可通过基于虚拟样机技术的成功工程案例的展示，激发学生对本专业知识求知的欲望，对课程设计的过程产生浓厚的兴趣，以最短的时间融入到课堂中。
因此在学习理论的过程中，对于那些晦涩难懂的理论就可以通过结合虚拟样机的仿真分析实践的方式，以鲜活的仿真现象直观揭示理论的真正内涵。例如，对于“机械原理”教学可以通过多体动力学的仿真软件建立机构的虚拟样机模型、定义部件的约束、动态仿真运动的轨迹、获取各构件的运动学特性曲线等等就可以清晰展现机械原理的整个理论体系，让学生轻松享受学习的过程。