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现代化工生产中,传统的手动操作已远远不能获得好的控制品质。目前,在电气控制领域,国内外普遍采用PLC。特别是在高温高压、易燃易爆高危生产领域,PLC以其在工业恶劣环境下仍能高可靠性工作,及抗干扰能力强的特点而获得更为广泛的使用。PLC将电气、仪表、控制这三电集于一体,可以方便、灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统,以适应各种工业控制的需要。由于PLC是专为工业控制而设计的,其结构紧密、坚固、体积小巧,是实现机电一体化的理想控制设备。随着微电子技术的快速发展,PLC的制造成本不断下降,而其功能却大大增强。在先进工业国家中PLC已成为工业控制的标准设备,应用几乎覆盖了所有工业企业,日益跃居现代工业自动化三大支柱(PLC,ROBOT,CAD/CAM)的主导地位。
一、PLC具有以下显着特点
1.极高的可靠性
由于工业生产的环境条件远比通用计算机所处的环境差,因此要求PLC具有很强的抗干扰能力,并且应能在比较恶劣的运行环境中(如高温、过电压、强电磁干扰和高湿度等)长期可靠地运行。
2.使用方便
(1)操作方便:对PLC的操作包括程序输入的操作和程序更改的操作。大多数PLC采用编程器进行程序输入和更改的操作。更改程序的操作也可直接根据所需的地址编号继电器编号或接点号进行搜索或顺序寻找,然后进行更改。
(2)编程方便:PLC有梯形图、布尔助记符、功能表图多种程序控制设计语言可供使用。
(3)维修方便:当系统发生故障时,通过硬件和软件的自诊断,维修人员可根据有关故障信号灯的指示和故障代码的显示,或通过编程器和CRT屏幕的显示,很快地找到故障所在的部位,为迅速排除故障和修复节省了时间。
3.灵活性高
PLC的灵活性表现在下列三方面。
(1)编程的灵活性:PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块图等,只要掌握其中一种语言就可进行编程。
(2)扩展的灵活性:PLC根据应用的规模的不断扩展,它不仅可以通过增加输入、输出卡件增加点数,通过扩展单元来扩大容量和功能,也可通过多台PLC的通信来扩大容量和功能。
(3)操作的灵活性:操作的灵活性指设计的工作量大大减少,编程的工作量和安装施工的工作量大大减少,操作十分灵活方便,监视和控制变得容易。
4.机电一体化
PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备,它的体积大大减小,功能不断完善,抗干扰性能增强,机械和电气部件被有机地结合在一个设备内,把仪表电子和计算机的功能综合在一起。
二、PLC应用中需要注意的问题
PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备,一般不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。然而,尽管有如上所述的可靠性较高,抗干扰能力较强,但当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈,或安装使用不当,就可能造成程序错误或运算错误,从而产生误输入并引起误输出,这将会造成设备的失控和误动作,从而不能保证PLC的正常运行。要提高PLC控制系统可靠性,一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力;另一方面,要求设计、安装和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题:
为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。
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计算机模拟展示的过程中,教师可适当演示计算机编程语句的逻辑性,以及不同图像显示函数的奇妙功能,在专业知识的教学中,适当激发大学生应用计算机解决实际问题的兴趣。今天读文网小编要与大家分享的是:,具体内容如下,希望能帮助到大家!
计算机模拟走入光学理论课堂
近二十年来,计算机技术的应用已渗透到社会生产、生活的方方面面,各行各业对人才的计算机应用水平的要求也越来越高。信息技术的高速发展对高校培养大学生能力提出了新要求,即:不仅具有扎实的专业知识,同时具有较高的计算机应用水平。对物理类专业教学而言,计算机技术的高速发展为传统的物理教学提供了新手段,开辟了新面貌。专业课教学与计算机模拟相结合,不但可以加深学生对专业知识的理解,同时提高了学生应用计算机解决实际问题的能力。
本文基于光学干涉实验的计算机模拟,展示了光源的非单色性对干涉条纹衬比度的影响,进而说明计算机模拟如何与专业课的教学相结合,怎样达到计算机教学和专业课教学的相伴相长。
据统计,约有30%的物理论文需要应用计算机模拟,因此物理教学应用计算机辅助是非常必要的,此外光学课程的特点为计算机模拟与专业课程相结合提供了很好的载体。首先,光学课程一般在大二阶段开设,此时学生已经有了一定的计算机基础编程知识,为计算机模拟走入光学课堂提供了保障。其次,光学现象丰富多样,可视化强,而计算机模拟可逼真再现光学现象,为计算机模拟走入光学课堂提供了可操作性。再次,计算机模拟可以通过调节各参数展示各物理量对光学现象的影响,并且不同的图样可同时呈现在一张图片上,方便比对图像变化,有利于加深学生对光学现象的本质掌握。
光的干涉、衍射是光的基本现象,它们揭示了光的波动性,是波动光学的重要教学内容,并且是研究光源性质以及认识光的本质的重要工具。本文以杨氏双缝干涉为例,展示了在光的干涉教学中可充分应用演示型模拟、实验性模拟、探讨性模拟和应用型模拟,分阶段分层次地引发学生兴趣——激发求知欲望——深化知识的掌握——探讨物理现象的应用,达到良好的教学效果。
首先,应用“演示型计算机模拟”引发学生兴趣。杨氏双缝干涉是通过两个狭缝的光在空间振动的相干叠加,形成明暗干涉条纹。对于低年级大学生而言,这种干涉现象是新鲜和奇妙的,因而理论课堂上对这一现象的演示能充分引发学生的学习兴趣。但是,在课堂上进行真实的实验演示较难实现,一方面实验仪器不易搬动,另一方面实验仪器操作耗时太多。而应用计算机模拟进行演示更方便省时,并且可达到很好的教学效果。当前的大学教室普遍装有计算机和投影仪,光学现象的计算机模拟演示仅仅在于运行一个小程序,在一秒钟之内光学现象的演示即可投影到屏幕上。
然后,应用“实验性计算机模拟”激发学生求知欲望。教师通过改变程序中缝宽和缝到屏的距离,考察模拟干涉场条纹的变化,进而发问为什么会有这种变化,进一步激发学生的求知欲望,从而自然的引入杨氏双缝干涉的理论内容。波长为的单色光入射到双缝,通过双缝的光强分别为的两束光到达同一场点x处,其光程分别为。两束光相干叠加后,场点x处总光强为。屏上不同位置,两束光的相位差不同,干涉光强亦不同。随着场点到屏中心距离的变化,干涉光强呈周期性分布。
进而引出两束光相干的基本条件,即相位差恒定,频率相同。再次仔细观察演示的干涉条纹特征,如条纹是等间距的,屏中心为亮条纹。从这些条纹特征入手,进一步从理论上分析引起这些现象原因,得到干涉条纹的间距公式。教师课前在程序中添加不同的缝宽以及缝到屏的距离的定义语句,在课堂中选用不同的定义语句,进行多种实验性模拟演示,观察干涉条纹的变化,验证条纹间距公式,强化学生对知识的掌握。提问:根据光强公式,可知屏上最大光强为: ,最小光强为: 。若两束光单独存在的光强相等,根据条纹的衬比度定义: 可得此时的条纹衬比度为1,即条纹最清晰。接着,应用“探讨性计算机模拟”加强学生对干涉现象的掌握。
教师提问,为什么在杨氏干涉实验中用了单色光,条纹的衬比度高,条纹清晰,若用非单色光进行实验会出现什么样的现象。进一步激发学生思考,达到加深学生对干涉现象的掌握的目的。教师在程序中改动光源的波长,让学生观察条纹宽度的变化。然后,使两个波长的光同时照射狭缝,模拟用双色场进行杨氏干涉实验的现象,模拟结果如图1所示。包含频率λ1和λ2的双色光源照射双缝S1和S2,观察屏上对应两套衬比度为1的清晰干涉条纹,两单色光的干涉光强的非相干叠加使总光场的衬比度发生变化。
图1显示,两单色光的干涉光强在屏中心处都达最大值,此处总光场的条纹衬比度近似为1,条纹非常清晰。随着场点到屏中心的距离增大,两套干涉图样的同一级明纹间距增大,直到λ1干涉条纹的明纹处恰好对应λ2干涉条纹的暗纹,如图2中两条点划线所示,此时总光场的条纹衬比度为0,条纹最模糊。场点到屏中心的距离继续增大,观察屏上条纹再次逐渐变的清晰。可见,双色光源的双缝干涉光场的条纹衬比度随场点到屏中心的距离呈现周期性变化。这一探讨性计算机模拟,进一步加强了学生对干涉的条件之一:两束光频率相同的掌握和理解。
最后,采用“应用型计算机模拟”,启发学生对干涉现象进行应用。考虑到严格的单色光源是不存在的,即便是单色性较高的激光也有一定的频谱宽度。因而教师启发学生,能不能应用衬比度的变化测量激光脉冲的脉宽。采用光强与频率关系为:的高斯型激光脉冲。屏中心附近区域,条纹依然清晰条纹衬比度高;随着场点到屏中心距离的增大,条纹衬比度减小,甚至减小到零;场点距离继续增大,条纹再次出现,但条纹的衬比度小;场点距离增大到一定程度,干涉条纹消失。改变激光脉宽,计算机模拟结果显示,屏中心条纹清晰的区域宽度随着激光脉宽的减小而增大。教师可启发学生课后进行思考,在激光脉宽和中心干涉条纹清晰区域建立数值对应。计算机模拟中,曲线显示(如图2)和光强在屏上的平面展示(如图3)相结合,更有利于分析光强的变化,这一点是真实的光学实验较难实现的。
计算机模拟展示的过程中,教师可适当演示计算机编程语句的逻辑性,以及不同图像显示函数的奇妙功能,在专业知识的教学中,适当激发大学生应用计算机解决实际问题的兴趣。教师以留课后作业的形式,让学生自主模拟光学现象。学生必须深刻理解光学现象的本质,才能针对相应现象进行正确的模拟,因此光学现象的模拟过程同时是对光学知识的深入理解过程。计算机模拟作业在巩固学生对知识的掌握上更优于纯粹的套用公式进行计算的传统作业。
计算机模拟光学现象,光场的干涉图样清晰,可视化程度高,充分利用了高校多媒体教室的功能,操作方便快捷,并且可方便地改变参数考察现象的变化,有助于学生理解各参量对光学现象的影响。在光学课堂中适时地应用计算机模拟可以分层级起到引发学生学习兴趣,激发他们的求知欲望,深化他们对专业知识的掌握以及探讨物理现象的应用,教学效果好。计算机模拟走入光学理论课堂,在展示奇妙的光学干涉现象的同时,也充分显示了计算机作为工具,处理实际问题的强大功能。
因此,计算机模拟光学现象,在深化学生对专业知识掌握的同时,激发了他们应用计算机处理实际问题的热情。总之,计算机模拟光学现象是传统光学教学的有益补充和辅助,也是当今数字化教学的必然要求。
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开设“模拟实习”,使学生更加懂得作为一名医生应有良好的医德医风,要视病人如亲人,对病人要态度和蔼、语言温和,体谅家长因子女患病而引起的焦急心情,给予必要的安慰,为病儿检查时尽量减少不良的刺激,手和用具要温暖,手法要轻柔,速度要快。如冬天冷,先捂热双手再对患儿进行护理等。下面是读文网小编为大家精心准备的:基于护理人才培养的“模拟实习”实验研究相关论文。仅供大家参考!
基于护理人才培养的“模拟实习”实验研究全文如下:
随着科学技术的发展,教育模式相应发生了巨大的转变:从以教师为中心转移到以学生为中心,使学生从被动学习转为主动学习并参与教学。笔者在护理见习前开设“模拟实习”,对学生进行道德教育和病例分析等训练,以利护理见习顺利进行。现以护理专业43名学生为例,展开“模拟实习”实验研究,以评估“模拟实习”在儿科护理教学中的作用,以期培养优秀的护理人才。
实验方法:随机将学生分成两组:实验组(22人)――护理见习前开设“模拟实习”进行训练;对照组(21人)――直接去护理见习。
(1)认真做好准备工作,选择儿科常见病、多发病――肺炎和腹泻作为典型病例,进行了两次“模拟实习”的训练。
(2)模拟实习”的设计要贴近实际,尽量逼真,医生、病人及家属、护士、化验员、药剂师均由学生扮演。
(3)确定各角色人选。各角色配有A、B、C等,尽量让更多的学生参与。先由同学推荐,教师再结合对学生的了解,确定人选。“开诊”前,任课教师对每人逐个进行指导。
(4)整个“护理”过程均由学生完成,必要时教师现场加以指导。
(5)最后集体批改病历。将“医生”所写的病历逐一读出,让学生评论是否正确。如不正确,应怎样改写,依据是什么,让学生积极思维,充分讨论,最后得出正确的写法、结果及分析。
护理见习时,对照组学生采集病史多缺乏完整性和条理性,询问几句后就不知怎样进行下去,在病人面前表现为局促不安、束手无策。体检时,由于动作不熟练、笨拙、手法重,患儿家长不配合,在带教老师的说服下,有的让学生稍稍体验一下,有的还是拒绝。实验组学生显得较从容,对患儿具有爱心,求得家长的理解,能较完整、有条理性地采集病史,能较熟练地按顺序进行护理。
注:体征、护理均由带教老师告知。
结果表明:实验组和对照组有显著差异,实验组在上述各方面均有提高。
又如,某病例有三个诊断:1)肺炎;2)轻度贫血;3)轻度营养不良,学生对此病例分析如下。
X2=5.23 0.05>P>0.01
结果表明:实验组和对照组有显著差异,实验组在全面分析病情上有所提高。
(1)开设“模拟实习”,使学生更加懂得作为一名医生应有良好的医德医风,要视病人如亲人,对病人要态度和蔼、语言温和,体谅家长因子女患病而引起的焦急心情,给予必要的安慰,为病儿检查时尽量减少不良的刺激,手和用具要温暖,手法要轻柔,速度要快。如冬天冷,先捂热双手再对患儿进行护理等。
(2)开设“模拟实习”,激发了学生参与教学活动的主动性和自觉性,提高了学生的学习兴趣。在整个护理过程中,每个学生都认真严肃地充当好自己的角色,俨然是在进行真正的护理,有真情实感。下课铃响了,“护理”还未完成,同学们仍认真地继续进行,而一反往常上理论课时铃声一响,甚至临近下课前几分钟,就心不在焉了。
(3)经过“模拟实习”训练的学生普遍反映,通过训练巩固了理论知识,如肺炎、腹泻的护理表现,课堂上学过,课后也复习,但记忆仍不牢,而通过实际训练,这些护理表现就基本可以牢记了。
(4)经过“模拟实习”,培养了学生分析问题的能力,使学生能对病史询问进行去粗取精、去伪存真的判断。如某病例诊断是肺炎和轻度营养不良,在病例中,有学生提出:患儿父亲患过结核且患儿平时易感冒,“OT”试验(+),要考虑结核。而经过“模拟实习”训练的学生A提出:其父虽患过结核但已治愈,且患儿才一岁,实际无接触史;另一个经过训练的学生B提出:“OT”试验(+)是种卡介苗后的免疫反应,常咳嗽、发热是轻度营养不良者易感冒所致。
“模拟实习”方法新颖,形式活泼,能激发学生的学习兴趣,每个学生都认真积极地参与,改变了以往以教师为中心的教学方法,调动了学生的学习主动性和自觉性,启迪了学生的创造性思维,既巩固了理论知识,又加强了儿科护理的基本技能训练,培养了学生综合分析问题的能力。因此,笔者认为,“模拟实习”是中等卫校儿科护理教学中一个可行而又有效的方法,是培养护理人才的一项重要手段。
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在科学探究过程中,有些问题单凭观察是难以得出结论的。这时就需要通过实验来探究。实验当然也离不开观察,但与单纯的观察不同的是,实验是在人为控制研究对象的条件下进行的观察。在难以直接拿研究对象做实验时,有时用模型来做实验,即模仿实验对象制作模型,或者模仿实验的某些条件进行实验,这样的实验叫做模拟实验。模拟实验是科学实验的一种基本类型,科学实验的常见的实验类型有比较实验、析因实验、模拟实验、判决实验等。对事物的内以下是读文网小编今天为大家精心准备的教育相关论文范文:模拟实验在科学教学中的运用。内容仅供参考,欢迎阅读!
模拟实验在科学教学中的运用全文如下:
作为科学启蒙课程的小学科学课,其首要任务是培养学生的科学素养。对于小学生来说,培养科学素养的最好方法是以探究为核心,为学生提供充分的探究机会,让他们在亲身经历以探究为主的学习活动中,体验学习科学的兴趣,增强探索科学的能力,从而获取科学知识,形成严谨的科学态度。模拟实验法是体现探究思想的重要方法,它在小学科学课程的教学中应用广泛、特点突出,且有着严格的操作步骤。
在科学探索的过程中,许多问题单凭简单观察是很难得出正确结论的,这就需要通过一系列实验来探究。在难以直接用研究对象做进一步探究时,通常可选择具有相似性的模型做实验,如模仿实验研究的对象制作模型或者模仿实验中的某些条件来进行实验。模拟实验是科学探索中最基本的实验方法之一,从实验的方式上可以分为数据模拟、实物模拟、情境模拟等。模拟实验是对直接实验的进一步扩充,有利于研究微观或宏观的事物,具有一定的实践性和探究性;同时有利于提升学生的想象力、观察力和判断力,提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,启迪学生的创造性思维,培养其动手操作能力及创新能力。选择的实验材料与研究对象的原型具有相似性。做实验时,要研究的问题往往很复杂,有着众多的影响因素。
为方便分析研究,要将实验中的一些条件化繁为简,在遵循保持决定事物本质属性不变的基础上,将一些复杂的实际问题转化为理想的简单问题,排除一些次要因素以及偶然因素对实验的影响。可将模拟过程清晰地展示出来,具有很强的直观性。受年龄特点的影响,小学生对直观的现象容易理解,而模拟实验能够还原研究对象的本质特点,将实验过程完整无误地呈现出来。模拟实验让学生亲身去演绎模拟实验,形象直观地体会到实验完整的变化过程。可将探索过程得到的结果类推到原型中去,锻炼学生的思维。在教学过程中利用模拟实验的方法探究事物,既能得到研究结果,让学生体验探索的过程,也大大提升了学生观察与分析事物的能力、自主设计实验的能力以及利用模拟实验的方法揭示事物本质的能力。例如:学习《在星空中》时,在课堂上无法直接去观察天空中的北斗七星。于是,教师可引导学生通过建立一个星座模型来观察北斗七星。通过模拟实验,可将得到的结论类推到所要研究的原型中,从而揭示所要研究事物的本质属性。
一是理解原型。理解是建立模拟实验的基础。只有了解研究对象的客观现象,认识其本质,才能准确地描述原型,建立对应的模型,从而进行模拟实验。如果把模型中各个部分看成一个要素,各个要素又具有其特殊的作用,而每个要素之间又相互联系、相互作用,那么在建立模型时,就要根据研究对象各要素之间的关系,对应地去建立模型,使模型各要素之间也具有与此相对应的联系。因此在建立模型前,教师应引导学生充分了解所要研究对象的客观现象,并掌握产生这一现象的原因及原理。
二是建构模型。模型是对所要研究的对象进行简单化的模拟。模型可能是一个计划、一个装置、一个草图,甚至可能只是一个想象,但其却具有巨大的价值,能帮助学生理解原型的本质特点。在实验的过程中,教师应帮助学生挖掘相关素材,引导其设计出周密的研究计划,选择恰当的工具和材料进行模拟实验,并了解所选用的材料与原型中的哪个要素相对应,从而通过想象、对比、模仿等手段与所研究对象建立联系,从而研究出原型的本质,找出规律,得出结论。建立模型是进行实验的最基本的前提,而实验结果的准确性也取决于模型与原型的相似度或模仿条件的真实程度,因此在建立模型时应注意实验模型或实验条件与原型的相似程度,进而增强模拟实验的可信度。
三是实验并记录。在做模拟实验时,应按照实验步骤运用模型,按照原型的本质属性及规律进行推测性模拟。四是形成认识。通过建立模型、实验记录,把所观测到的现象进行整理,通过归纳推理得出结论,从而验证模拟实验中原型的本质特征,最终形成正确的认识。五是模拟还原。引导学生将模拟实验与客观事物进行对比,使学生认识到模拟实验具有很大的理想成分,是将研究的对象进行了“概括”,对实验环境做出一定的“限制”,将复杂的实验过程简单化,是一个理想实验。作为教师,应引导学生从实验中走出来,将研究结果进行推广,并还原到所要研究的原型中去。
学生从中学会合作与分享合作意识是现代人所必备的基本素质。在模拟实验中,通过小组合作的方式对事物的本质进行探究,使学生在这一过程中的语言表达能力以及人际交往能力都有了提升,也体会到了分享所带来的惊喜。能够加强学生科学方法的训练,形成良好的思维习惯小学科学的学习目的就是让学生通过自主探究掌握一定的科学知识,并将所学知识与日常生活相联系,进而解决生活中的一些实际问题。
在小学科学模拟实验的教学中,教师应根据学生的年龄特征及认知水平,在了解研究对象本质属性的基础上,抓住教学规律,进行有的放矢的教学。在实验过程中,教师应引导学生明确实验目的,确定模拟对象,建立模型与原型之间的对应关系;在实验后,观察实验现象,从而将模拟实验与现实事物相联系,进而揭示事物的本质。
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仿真器是指以某一系统复现另一系统的功能。与计算机模拟系统(Computer Simulation)的区别在于,仿真器致力于模仿系统的外在表现、行为,而不是模拟系统的抽象模型。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:关于仿真器的嵌入式测试平台相关软件比较相关论文。内容仅供阅读与参考!
关于仿真器的嵌入式测试平台相关软件比较全文如下:
常见的有在线仿真器和逻辑分析仪。在线仿真器可以完全仿真目标芯片的行为,准确度高,运行速度快,但工艺设计复杂,价格昂贵。逻辑分析仪通过监控和采样总线数据执行测试,完备性受限于采样频率,而提高采样频率则会大幅提高成本。基于硬件的测试工具通常用于计算机硬件的设计和测试,很少用于嵌入式软件的测试。
包括插桩和软件仿真两种典型方法。插桩向被测程序的特定位置插入探针,据此获得程序的运行信息。优点是实现简单,缺点是改变了被测程序,无法得到被测程序的精确执行轨迹和执行时间。软件仿真通过构建目标机的虚拟仿真环境,在宿主机上加载待测程序执行测试(目标机指嵌入式软件的运行环境,宿主机指嵌入式软件的开发环境,下同)。优点是可获得待测程序的精确执行轨迹,缺点是速度较慢。
综合了纯硬件和纯软件形式的特点,代表工具是 CodeTEST。测试环境接近于真实环境,准确性较高。缺点是硬件依赖性强,灵活性及可移植性差,成本昂贵。
理论上讲,嵌入式软件测试应在目标机进行,毕竟软件最终运行在目标机上。但嵌入式系统多采用软硬件协同开发,在软件开发过程中,目标机环境很有限,甚至不可用,无法满足软件测试的需要。此外,由于目标机的专用性,目标机下的测试工具比宿主机下的同类工具往往昂贵得多。考虑到上述因素,应将尽可能多的测试工作放在宿主机进行。但由于体系结构的差异,目标机软件一般不能在宿主机直接运行,这就需要建立目标机的仿真环境,即通过软件仿真进行测试。
软件仿真是一种经济灵活的测试策略,可在没有目标机硬件的情况下测试,准确性高,可以获取精确的运行时间,能灵活控制程序的运行状态。采用软件仿真测试也可以避免将程序烧录到目标机 ROM 造成的测试困难,降低开发成本。
3.1 当前嵌入式测试工具的不足
不少嵌入式测试工具采用软件仿真测试。传统仿真工具的测试流程是:编译获得被测程序的可执行程序,加载到仿真器运行,获得测试结果。这些工具对集成测试和系统测试支持较好,对单元测试的支持不佳,看一个具体例子。
通过例 1 可得到以下结论:单元测试时很多模块尚未编写完毕,若采用传统的嵌入式软件测试方法,需要编写大量的桩函数,工作量大。
测试者需熟悉嵌入式软件的开发语言,这样才能编写桩函数。软件开发者通常会参与单元测试,这类人员可满足要求。但为提高软件质量,一般需安排专门的测试人员测试。嵌入式开发通常采用汇编等底层语言,种类繁多且较难学习,对测试者要求较高。修改桩函数和外部变量后,需重新编译生成可执行程序,重新加载到仿真器测试。每做一点修改,均需重复上述步骤,测试过程繁琐。测试的针对性不强,只能加载整个可执行程序测试,无法针对特定的关注单元测试。
以航天某院为例,尽管购置了CodeTEST、Logiscope等昂贵的测试工具,但上述测试问题仍非常突出,其它工具也普遍存在类似的局限性。
本文介绍了一种新的嵌入式软件测试方法,可以弥补上述不足。其特色和创新体现在三方面:
1) 通过自行构建链接器,而不采用缺省的链接器完成链接,生成“内存映像”(此处的“内存映像”与可执行程序类似,但并不完全一致,本文采用该术语以区分二者),可在程序代码不完备的情况下执行测试,能更好地支持单元测试。
2) 构建软件仿真器,加载内存映像测试。除具备传统仿真测试的优点外,还增加了交互式脚
本处理能力,运行过程中可直接修改桩函数和变量,无需频繁地编译、加载,测试更加便捷。普通测试人员可以通过高级脚本语言编写测试用例,无需精通嵌入式平台的专用开发语言。
3) 能对指定的关注单元进行测试,支持设定源代码断点,支持设定仿真的起止范围,测试更有针对性,测试效率较高。
2 基于仿真器的嵌入式测试平台
1) 编译被测程序生成目标文件(x86 平台的.obj 文件就属于典型的目标文件)和链接描述文件(link description file,后文简称 LDF 文件)。
2)利用自行构建的链接器分析目标文件和库文件,提取符号表、数据段、代码段、可重定位段、行号信息等,按照 LDF 文件的说明进行链接,生成内存映像、总符号表和行号信息表。
3) 将内存映像加载到仿真器测试。测试过程中,可以修改内存变量、寄存器值、桩函数等。结合测试用例注入,可实现单元测试和动态测试。
3.2 链接器构造
链接器根据 LDF 文件的说明,提取并拼装目标文件中的各个段,得到内存映像、符号表和行号信息表(图 3)。其中,内存映像和可执行程序功能类似;符号表定义了各个符号(包括函数、变量、标号等)的名称、地址、文件、作用域等信息;行号信息定义了源文件中行号与内存映像中地址的映射关系。关于行号信息的更多介绍,请参考2.3节。
目标文件中的未定义符号在链接时会以UNDEF 标记,只分析本文件无法解析,需要进一步分析其它文件。如果在所有文件中都没有找到该符号,该符号就无法解析,使用标准的链接器无法链接,不能生成可执行程序进行仿真测试。
SimAD 自行设计了链接器,可以有效控制链接过程。对于未定义符号,自动分配特殊的内存地址,使得这些符号可以通过“解析”,进而构造可被仿真器执行的内存映像。这是实现本文测试方法的关键所在。这样的设计思路有以下优点:1) 单元测试时很多模块不完备,可避免使用嵌入式开发语言编写大量桩函数。即使存在未定义符号,也可以正常链接,提升了测试效率。
仿真器执行时可以检测到未定义符号,并检查是否定义了桩函数或者进行了变量赋值。这样,就把桩函数和外部变量的绑定由编译期调整到了运行期。这带来了两个好处:可通过脚本语言设计桩函数,进行变量赋值,避免了学习嵌入式开发语言的代价。 可实现交互式的桩函数声明和变量赋值,避免了传统的“修改桩函数和外部变量→编译→加载运行”的繁琐测试流程。
3.3 仿真器实现
仿真器完成对目标机的模拟,其基本特征是行为等价,注重对目标机行为功能的仿真,对内部结构的仿真要求不高。重点关注:真实性、全面性、运行速度、通用性和可扩展性等指标。
SimAD 仿真器实现了以下模拟:①译码:包括运算指令译码,移位指令译码,地址寄存器译码,通用寄存器译码等;②运算模拟:包括加法器模拟、乘法器模拟及移位器模拟;③控制流处理:包括中断、循环、跳转、调用等;④ 地址产生模拟; 内存访问模拟; ⑤ 模拟:包括外部内存方式和串口 DMA 方式;定时器模拟。
在实现功能模拟的同时,仿真器还提供了测试接口和外部交互接口,包括内存映像的加载接口、内存和寄存器的查看/修改接口、桩函数的设定/修改接口、数据的输入/
输出接口等。
对单元测试的良好支持是 SimAD 仿真器的特色之一。单元测试中不可避免地会用到桩函数,仿真器提供了 setstub 桩函数设置接口。设置桩函数后,仿真器查询其内存地址,连同函数名一并保存到桩函数表中。在运行过程中,仿真器检查调用的函数名是否存在于桩函数表中,若存在则不执行内存映像中的函数代码,而转去执行测试脚本中设定的桩函数。为便于理解上述过程,看一下例2。.......
本文方法已在 SimAD 测试工具中实现。该工具目前支持 AD21060 和 AD21020两类芯片,可实现静态分析和动态测试。已实现的功能包括:集成测试环境(图 6)、链接器、仿真器、测试脚本解释执行、测试报表生成等。
图6 SimAD 集成测试环境对测试脚本的良好支持是 SimAD 的特色。
支持新建和保存测试脚本,双击运行测试脚本(图5 中的右侧窗口),批量执行测试脚本,从而提高了回归测试[10]的执行效率。SimAD 还提供了控制台交互窗口,支持在仿真过程中输入交互式的测试命令,即时控制测试过程。
图7 交互式执行测试命令SimAD 还支持其它测试功能,如语句覆盖率报表、控制流着色、函数调用图生成等,这些措施对提高测试效果也有裨益。
在嵌入式软件测试领域,国内外使用较多的测试工具是 CodeTEST和 Logiscope。它们与SimAD 的比较见表。
3 种工具中 CodeTEST 功能最强。动态内存分析和性能分析是其主要特点,采用软硬件结合形式实现,准确度较高,缺点是价格昂贵。使用CodeTEST 必须具备目标机硬件,必须生成执行程序,对单元测试的支持不佳。
Logiscope 主要用于软件的质量分析和测试,其突出特点是对软件全生命周期的支持。采用插装方式测试,对执行速度和运行结果会造成一定影响,无法获得精确的执行时间和运行轨迹。
SimAD 通过软件仿真测试,不依赖目标机硬件,自行构造的链接器可处理未定义符号,可通过高级语言脚本编写测试用例和桩函数,对单元测试的支持较好。.....
目前的嵌入式软件测试工具对单元测试的支持不佳,本文对此进行了研究和探索,提出了相应的解决思路,相关方法已在 SimAD 测试工具中实现,并在航天某院的项目测试中得到实际应用,得到了该院的高度评价。与成熟的嵌入式软件测试工具相比,SimAD仍有很多地方需要完善。
未来的主要工作包括:完善仿真器和测试框架的接口,方便第三方仿真器接入,以支持更多的嵌入式平台软件测试;针对 COFF、PE 等常用目标文件开发链接器,使之能分析链接多种平台的目标文件;增加自动生成测试脚本功能,目前纯手工编写脚本,使用不太方便;增强覆盖率分析。目前只支持语句覆盖,需进一步支持判定覆盖、条件覆盖等。
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电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化(如锈蚀),提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等)及增进美观等作用。不少硬币的外层亦为电镀。以下是读文网小编为大家精心准备的:PLC与变频器在电镀生产线控制系统改造中的应用分析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
河源某电镀厂为承接大量ABS塑料电镀(挂镀方式)加工,决定新建ABS塑料电镀自动生产线。为充分利用工厂现有资源,尽量减少工厂的投入成本,决定将现有仓库改造为ABS塑料电镀自动生产车间,改造项目中包括仓库现有一台单梁悬挂起重机(0.5t)。根据单梁悬挂起重机的工作特点和ABS塑料电镀生产工艺流程,经笔者反复思考,在保留点动功能的前提下,决定应用三菱PLC和变频器将单梁悬挂起重机改造成为ABS塑料电镀专用行车。
1.1主电路分析
该起重机共由4台异步电动机拖动,吊钩升降由一台电动机M1拖动,为防止电动机突然断电导致重物自行坠落或下放重物时下降过快而造成事故,电动葫芦具有电磁离合器制动装置和再生发电制动控制功能。电动小车移动机构由一台电动机M2拖动,大车移动由两台电动机M3、M4拖动。M3、M4两台电动机规格相同,两台电动机定子绕组接在同一电源上,但三相电源的相序相反,使两台电动机的转向相反,以保证大车的两侧滚轮驱动运动方向一致。
1.2控制电路分析
控制电路的电源由控制变压器TC输出36V 电压供电,吊钩的上下升降由SB1、SB2控制,电动小车运行由SB3、SB4控制,大车运行由SB5、SB6控制,电动小车两侧限位开关为SQ12、SQ13,大车两端限位开关为SQ15、SQ16及换相联锁线路。
根据ABS塑料电镀生产工艺流程,该电镀生产线有除油槽、亲水槽、粗化槽等18个槽位(槽位代号按顺序分别为1号~18号),全线总长约40m,而仓库车间长约25m,因此需将电镀槽按工艺顺序分两边均匀分布,即分2条电镀生产线,但必须首尾相连按工艺进行电镀。
在电镀生产线的左侧上挂点(原位装货点),由工人将待电镀零件装入挂篮,挂到起重机吊钩上,并发出启动信号,起重机吊钩上升并按工艺流程要求在需要停留的槽位停止、下降、停留、上升。如此完成电镀工艺规定的每一道工序,直至第2条电镀生产线的末端下挂点(卸货点)卸下电镀好的零件,根据需要自动返回原位,重新装货发出启动信号进入下一轮电镀加工循环。
为实现ABS塑料电镀生产工艺,并保留地面点动(上、下、左、右、前、后)操作功能,作如下改进:
(1)选用可编程控制器(PLC)实现对起重机的自动运行控制。
(2)为实现快速搬运和准确制动停车,减小起重机停车的冲击和挂篮的摇晃,采用变频器对电动葫芦电机、小车电机、大车电机进行调速控制。
(3)为控制起重机对上、下挂点和18个槽位进行准确定位,在大车导轨上的对应位置加装定位开关SQ0、SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7、SQ8、SQ9;在小车导轨上两侧对应位置加装定位开关SQ10、SQ11。考虑起重机主要工作在自动循环状态,其定位开关的工作频率高、可靠性及精度要求也较高,因此以上定位开关均选用LXJ0型接近开关(直流24V),由PLC内部电源24V提供。
(4)为实现地面点动和电镀自动循环的切换、急停、停止、启动等功能,在原有悬挂式按钮盒按钮的基础上加装一块控制板,其中,SB9为点动或自动循环切换按钮(复合自锁按钮),SB10为紧急停车按钮,SB11为起重机启动按钮,SB12为停止按钮。原悬挂式按钮盒按钮均随大、小车移动,加装控制板固定安装在上挂点附近,以方便工人操作。
(5)电动葫芦下方需要加装2个重锤限位器。SQ14控制上升高度,SQ17控制下降高度,下降高度应根据电镀槽液位高度来确定。
(6)为清楚起重机工作状态,增加了电源、越位报警、手动、自动状态指示灯。它们分别是HL1、HL2、HL3、HL4。
(7)由于起重机改造后处于长时间工作状态,在主线路中加装热继电器。
(8)原控制电气线路主电路中有6个接触器,现只保留3个接触器。
(9)考虑变频器和电机之间的连线比较长,可能导致变频器过电流跳闸,漏电流增加,电流显示精度变差等,因此布线时应尽可能让两者间不超过50m,确实超出的,则选用输出电路滤波器(OFL滤波器);同时,因PLC输出端接有感性负载(接触器线圈),将会影响PLC正常工作,为提高PLC控制系统的抗干扰能力,在负载两端并联RC吸收电路(交流负载)。
4.1可编程控制器型号选择
根据电镀工艺和硬件改造方案,确定了输入、输出端口的数量,并考虑经济性,满足使用要求,决定选用FX0N-60MR型号的日本三菱可编程控制器,其有36个输入点和24个输出点,满足了控制电气线路改造的需求。
4.2变频器型号选择
电动葫芦、小车、大车的运行由一个变频器实现控制,由于电动葫芦起重电机功率最大(0.8kW),因此所选变频器只要能满足电动葫芦电机,则大车、小车均能满足。已知起重电机型号为ZD21-4,额定功率0.8kW,额定电流2.2A。
4.2.1选用变频器的功率
变频器的容量PCN由下式确定:PCN ≥kPM/ηcosφ .其中:k为电流波形的修正系数,一般取1.05;PM为负载所要求的电机轴输出功率,PM为0.8;cosφ为电机的功率因数,约为0.75;η为电机的效率,约为0.85。将相关参数代入上式,计算得PCN ≥1.31kW .再由公式ICN ≥kIM(ICN为变频器的额定电流,IM为电机工频电源时的电流,IM为2.2)可知ICN≥2.31A。
4.2.2变频器类型的选择和型号确定
该起重机是恒转矩负载,为了实现恒转矩,适当加大容量。由于该变频器安装在配电箱内,因此选用防护式,不带选用件。综合以上情况,确定选用高性能矢量三菱变频器,型号为:FR-A740-1.5K-CHT。
4.3变频器主要参数设定
Pr.79设为3(外部组合操作模式);Pr.10设为18Hz(制动动作频率);Pr.4设为90Hz(高速);Pr.5设为40Hz(中速);Pr.6设为20Hz(低速)。
4.4软件编写
本程序主要采用步进指令、基本指令、特殊软元件进行编程,将自动循环和地面手动操纵分为两条通道,由SB9(X30)为选择条件,如不作选择,则程序默认为自动循环状态,否则进入地面手动操纵状态。现将起重机进入自动循环工作状态程序进行说明。
(1)自动循环:按下启动按钮SB11(X32),此时不论电动小车和大车处于任何位置(空载状态),大车先将以90Hz(快速)返回至上挂点(原位),而后小车也以90Hz(快速)定位到上挂点(原位),此时接近开关SQ0、SQ10发出信号,大车、小车电机通过变频器被先后制动停移,吊钩开始快速下降,下降至设定高度时,下降定位开关SQ17发出信号,吊钩停止下降等待挂篮上挂。如上挂完成,工人按启动按钮SB11,则吊钩以90Hz(快速)提起挂篮上升运行。上升至设定高度时,上升开关SQ14发出信号,吊钩停止上升并制动,防止挂篮自行坠落。定时器延时3s后,PLC向大车2个电机发出信号,大车以90Hz(快速)向除油槽(1号槽)方向移动,运行6s后以40Hz(中速)运行3s,再以20Hz(低速)运行2s,待除油槽接近开关SQ1发出信号,大车停止右移,准确定位后,吊钩快速下降至SQ17,开始6min的除油,除油完毕后吊钩快速上升至开关SQ14,吊钩在除油槽上方停10s,让镀件表面镀液流回到电镀槽中,定时时间一到,大车又快速向亲水槽(2号槽)方向移动,然后再经2次减速后定位到亲水槽;
以此类推,直到完成活化槽(9号槽)工序后大车不再向右移动,此时第1条生产线9个槽电镀工序完成。接着由小车以90Hz快速向清洗槽(10号槽)横向移动,运行15s后以中速运行3s,再以低速运行2s至SQ11制动定位至清洗槽,完成清洗槽工序后,大车往反方向运行,直至大车运行到第2条生产线的第18个清洗槽时,ABS塑料电镀工序全部完成,大车继续快速返回至下挂点,待SQ0发出信号,大车被制动停移,吊钩快速下降至设定点,等待工人取下挂篮。取下挂篮后,如果是单次循环或电镀任务完成,则按停止SB12,此时吊钩快速上升至SQ14后,小车快速横向移动至SQ10,起重机停靠在上挂点并停止工作,原位待命。如果是多次循环,则按启动SB11,此时吊钩不再上升,小车直接快速横向移动至SQ10回到上挂点(原位)等待第2批零件挂篮上挂。
(2)停止:在自动循环状态时,在电镀过程中,如出现一般性质异常情况可按停止按钮SB12,起重机将停止运行,待问题处理完毕后,按启动按钮SB11将继续运行。
(3)急停:在自动循环状态时,遇紧急情况时,按SB10能禁止所有输出(应用M8034)。
(4)六档点动控制功能:按点动或自动切换按钮SB9时,电动葫芦、大车、小车处于行走范围内任何位置均可以实现点动控制功能,此时手动指示灯亮。
(5)来电或恢复供电指示功能:通电指示由Y04驱动,Y04通过特殊继电器M8000的常开触点联接,在PLC开机后,使Y04线圈被驱动,指示灯亮。
(6)越位报警功能:起重机运行时,当吊钩上升过程因重锤限位器失效,断火限位器SQ20将发挥作用,切断电动葫芦电机电源,或者当大车、小车移动时,只要碰到限位开关SQ12、SQ13、SQ15、SQ16,起重机则停止工作,报警灯亮。
该起重机经多次调试和运行,各项功能均满足生产需求,系统性能稳定可靠,操作灵活方便,抗干扰能力强。特别是在运行中避免了急刹车所造成的振动和吊钩的晃动,实现了高效运行准确停车等功能。应用PLC、变频技术对单梁悬挂起重机改造成ABS塑料电镀自动生产线专用行车,不仅解决了企业实际生产中的困难,为企业提高生产效率和经济效益,还能为同类技术升级改造提供借鉴和参考。
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静力学是力学的一个分支,它主要研究物体在力的作用下处于平衡的规律,以及如何建立各种力系的平衡条件。平衡是物体机械运动的特殊形式,严格地说,物体相对于惯性参照系处于静止或作匀速直线运动的状态,即加速度为零的状态都称为平衡。对于一般工程问题,平衡状态是以地球为参照系确定的。静力学还研究力系的简化和物体受力分析的基本方法。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:关于套筒连接机构的静力数值仿真分析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
有限元法最初被称为矩阵近似方法,应用于航空器的结构强度计算,由于其方便性、实用性和有效性而成为一种应用广泛并且实用高效的数值分析方法。ANSYS软件是有限元分析最常用的一种软件,极强的分析功能覆盖了几乎所有的工程问题,在我国也得到了广大用户的承认和推崇。本文通过ANSYS软件对套筒连接机构在载荷下的变形和应力进行了研究,并通过一种新的方法获得了无法直接从云图中得到的套筒自身的相对弯曲变形的最大值,新方法对ANSYS分析后处理中的变形云图进行一定处理后导入AutoCAD软件中进行关键尺寸的测量,从而可以得到套筒的变形对套筒内部功率传输设备的影响。
1.1套筒连接机构分析模型的建立
之前通过UG建模软件已经对套筒连接机构进行了详细的结构建模,而在ANSYS有限元数值仿真分析中,需要对模型进行适当简化,保留模型的主要承载机构和零部件之间的连接特征,去除细小的无关紧要的零部件和特征,如小孔特征和螺钉零件等,这样有利于有限元网格的划分和计算机资源的合理利用,并且不会影响主承载部件的分析精度。经过适当简化之后,获得的套筒连接机构简化模型。套筒中间为通孔式结构,功率传输设备通过套筒内的通孔,套筒对功率传输设备进行防护,套筒端面2连接固定于工作时存在平移位移载荷的部件,套筒端面1连接固定到支撑机架上,支撑机架通过底部固定位置可靠固定。套筒由五段组成,彼此通过螺栓螺母连接在一起构成一整体套筒。套筒连接机构主要由套筒和支撑机架组成,将简化后的模型通过接口从UG 中导入ANSYS中,就可以进行数值仿真分析。
1.2套筒连接机构工作载荷条件
在工作时,套筒连接机构端面2由于受外界载荷的作用会产生一定量的形变,当套筒连接机构的变形使得套筒的相对弯曲变形过大时,会使功率传输设备发生弯曲变形,从而影响到功率传输设备的正常工作。需要说明的是,在套筒根部和支撑机架连接处在载荷作用下发生角度偏转时,套筒内部的功率传输设备会随之旋转相应的角度,就是说功率传输设备相对套筒两端面有自定心作用,也就是说功率传输设备所在的直线始终会通过套筒两端面的圆心。功率传输设备与套筒通孔的最小直径差距为0.52mm,因此对功率传输设备影响最大的就是在载荷作用下套筒自身的弯曲变形程度,验证套筒的弯曲变形能否引起功率传输设备的弯曲变形,这也是最主要的分析考察目的。
套筒连接机构的设计承载要求是套筒端面2在承受最大横向位移载荷(为1mm)的情况下,能保证功率传输设备不发生弯曲变形,套筒连接机构的位移载荷形式可以看作是套筒端面受约束的横向平移。
导入ANSYSWorkbench中的模型,通过材料定义、接触定义、网格划分、边界条件和载荷施加、有限元求解等一系列过程就可以完成对套筒连接机构的静力学数值仿真分析,并通过对分析结果的讨论和研究得出相关结论。
2.1材料与接触定义
由于套筒与功率传输设备之间的间隙很小,因此套筒和机架材料的选择就比较苛刻,要选择刚度和硬度较好的材料,其中套筒使用材料为不锈钢2Cr13,其余承载机架使用材料为钛合金TA2,在ANSYSWorkbench分析中分别给各个零部件赋予正确材料。
由于分析模型是装配体,因此定义各个零部件之间的接触关系至关重要,套筒连接机构简化后的零部件之间的接触基本为绑定接触方式,ANSYSWorkbench软件中全部接触会自动设为绑定接触方式,当然也可以根据实际接触情况的不同进行修改和删除操作,在这里将套筒连接机构模型中的所有接触均设为绑定接触方式,这样可以有效地等效产品实际装配中采用的螺栓螺母等连接形式。
2.2网格划分
统筹考虑计算机资源和分析精度要求,最后模型统一划分为六面体网格,支撑机架和套筒的网格划分。支撑机架和套筒的网格单元尺寸均为20mm,在零部件接触处使用单元尺寸10mm,这样大小的网格相对于模型大小和分析精度来说已经足够。
2.3边界条件与载荷施加
边界条件为在支撑机架底面四个圆面固定处施加固支约束。
在套筒端面与天线体连接端施加位移载荷。加载方向为沿套筒端面横向,大小为1mm,并与水平面方向平行。
2.4求解分析结果
在套筒端面施加1mm的横向位移载荷条件下得到的机构整体和套筒变形可知,最大变形为1mm,最大变形位置在套筒端面和靠近套筒端面的位置。
在连接支撑套筒端部施加1mm
的横向位移载荷条件下得到的机构整体和套筒等效应力可知,最大等效应力为14.575MPa,远小于材料的屈服极限,可见整体结构和套筒均处在弹性变形阶段。
以上分别获得了套筒连接机构在横向载荷作用下的变形和应力云图,而最关注的套筒自身的相对弯曲变形的最大值却无法从云图中直接获得,由于套筒并非是均匀形状,每一段套筒的形状有所差别,因此套筒刚度不均匀,套筒的变形比较复杂,无法采用简单均匀的悬臂梁进行等效,也无法利用材料力学中的相关悬臂梁变形计算公式直接计算得到。因此本文采取一种新方法,对套筒连接机构分析后处理中的变形云图进行变形程度放大处理后导入AutoCAD软件中进行关键尺寸的测量。
由于套筒自身的弯曲变形程度很小,因此在ANSYS后处理中将套筒的弯曲变形程度放大1100倍,并显示套筒未承载变形前的位置状态,然后将变形云图导入AutoCAD中。在AutoCAD中分别绘制出套筒变形前、后的中心线,已经知道套筒端面中心变形为横向平移1mm,通过CAD中尺寸测量可以得到套筒相对弯曲变形的最大值与端面横向平移大小的比例关系,从而通过计算可以得到套筒弯曲变形后自身的相对弯曲变形的最大值为0.148mm,由于套筒的弯曲程度已经被放大了1100倍,因此采用此种测量方法的测量误差较小,可以采信。
通过零部件尺寸公差计算得知套筒内孔内径和功率传输设备在直径方向的最小间隙为0.52mm,由于功率传输设备和套筒两端面之间的自定心作用,因此在半径方向的最小间隙为0.26mm,由上得知套筒自身的相对弯曲变形的最大值为0.148mm,可知套筒的弯曲变形没有使功率传输设备发生弯曲变形,不会影响功率传输设备的正常工作,因此满足之前设定的套筒连接机构的设计承载要求。
本文以套筒连接机构为研究对象,将三维建模软件UG、有限元分析软件ANSYS和绘图软件AutoCAD有机结合起来,对套筒连接机构进行了静力有限元数值仿真分析,通过UG三维建模、ANSYS有限元数值仿真分析、AutoCAD测量关键结果,完成了对套筒连接机构在位移载荷作用下相对弯曲变形对功率传输设备影响情况的评估,验证了套筒连接机构的承载可靠性。
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根据公共管理专业的教学特点,电气控制注重对目前国内政府公共关系的研究成果加以总结,立足于中国政治经济文化的背景和建设社会主义政治文明的时代要求,探索中国特色社会主义政府公共关系的内在规律和应用方法。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:《电气控制与PLC》高职课程创新探索相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘 要】《电气控制与PLC》是高职自动化类专业的一门实践性、综合性较强的主干专业课,其课程的教学在高职教学中显得及其重要。提出了一些课程的教学创新手段和方法,同时针对该课程进行了具体的探索与实践,取得了较好的教学效果。
【关键词】电气控制与PLC;课程创新;高职教学
【Abstract】《Electrical control and PLC》 is a practical and comprehensive major course of the automation specialty in higher vocational colleges. The teaching of the course is important and important in higher vocational education.. This paper puts forward some teaching innovative means and methods, at the same time, it has carried out the specific exploration and practice, and achieved good teaching effect..
【Key words】Electrical control and PLC; Curriculum innovation; Higher Vocational Teaching
近年来,随着劳动力成本的上涨和“用工荒”问题的凸显,全国的制造业开展了一系列“机器换人”技术改造升级,而这项改造技术的重点就是电气控制与PLC的相关技术的应用。企业用于工业技术改造投资大幅增加,对高职院校培养出来的学生的需求和要求也越来越多,由此对我们传统的高职教育也提出了新要求,新挑战,要想让高职的学生尽快适应社会的需求,我们必须不断结合企业的实际需求,通过实践和分析,重新构建新的理论和实践教学体系,改革教学方法和手段,让培养出来的学生适合企业的实际需求。
1.1 教学模式单一,验证式学习
目前的主要教学方式为先上理论课然后做实训,实训前,教师会把知识理论、实训的内容、操作步骤做具体的讲解,然后学生根据讲解的内容,按部就班,机械的完成实训操作内容。以至于有些学生做完实训后只是记录了一些实验现象或者数据,甚至连实验的目的还不是太清楚。这样的实训,其实质只是学生将所讲过的知识进行了简单的验证而已,并未真正去掌握这些知识,谈不上能运用,更没办法在这个知识的基础上进行创新。
1.2 教与学互动差,缺少主动学习
在教学的过程中,始终以教师为中心,教师一直处于主导地位,学生的被动接受,毫无主动性可言。这样导致教师辛苦讲解,学生一知半解,导致学生缺少主动学习知识的意识,逐步导致学生丧失学习课程的兴趣。
1.3 “插线式实训”,内容枯燥
由于现有的实训设备很多都是模块化设备,这些实训模块上相应的接口已经做好,“插线式实训”对应的接线柱也已提供,学生只需要将接线柱按照说明连起来就能完成整个操作的过程。往往学生还没理解实训的原理,就已经将操作完成,很多学生是看别人怎么连,他就怎么连,这样的实训让学生没法将知识转化为技能,满足不了现实的需求。
1.4 实训内容陈旧,缺乏创新
现有的实训内容往往是教材上已有的内容,实训的目的是提高学生对电气控制与PLC相关内容的应用能力,现有的有些实训内容陈旧,已与现实脱节,导致对学生缺乏吸引力,让学生对实训的创新受到抑制,缺乏实训积极性。
1.5 实训评价方式欠缺,考核手段单一
现有考核主体单一化,考核评价主体都是以教师评价为主,学生自身评价很少,评价主体单一化导致评价缺乏“真实性”和“科学性”。同时考核手段往往都是平时成绩+考试成绩,导致学生不重视单元学习考核的重要性。
结合多样性的教学方法,采取多样性的教学方式,保证教学质量和学习效率。在教学的内容和方法上进行有效的改革,充分结合社会需求和行业要求,根据教学目标构架最佳知识结构体系。
2.1 启发式教学
由于本课程理论性强,往往在理论讲解的过程中,学生不感兴趣,由此我们可采用由若干事例启动课堂教学,激发学生的兴趣,经过启发式的推理,归纳总结,进而引导学生循问题而思考,提高学生对课程的兴趣,便于学生能跟着教师的思维走,利于课堂的教学效果。
2.2 角色转换式教学
创新教学方式,先学后教,让学生成为课程的主角,而老师转为“配角”,通过角色互换,增强学生的自学能力和创新能力。学生自己从尝试入手,从练习开始,积累疑问,而老师作积极协助学生解决过程中产生的疑问。
2.3 三级指导结合式教学
对于不同的实训课程内容,根据课程的重难点规划,合理的采用不同的知道方式,即:全指导、半指导、零指导。对于重要的基础实训项目,采用每一个步骤,每一个环节都进行指导的方式,即全指导的方式让学生能真正彻底的掌握好所学的知识和技能。对于部分需要学生思考设计的实训项目,如需要自己构思软件设计、控制需求等,可以采用半指导的方式,让学生通过自己动手,加深对理论知识的理解。对于灵活性大,环节多的实训项目,采用零指导的方式让学生从头到尾,自己运用所学的综合知识自行分析和解决问题,从而提高学生的创新能力。 2.4 “教、学、做”合一的项目化教学
严格根据当前高职教育以服务为宗旨,以就业为导向,以培养高技能人才为目标,精心组织一些源自于自动化生产的实际项目,这样的项目由于其实用性,能调动学生的兴趣和积极性。课程教学以项目为核心,通过对一个完整的项目分析和讲解,最后通过完成这个项目来达到对知识的掌握。根据学生的知识结构特点,课堂的教学注重主要与次要、难点与重点之间的融合,力争精讲多练,边练边讲,学做合一。
2.5 问题驱动式教学
《电气控制与PLC》课程内容理论化强,比较枯燥无味,通过问题来刺激学生学习的欲望,提高学生自主学习的积极性。以问题为导向,把握学生在整个课堂上的思维,让学生“学”“问”兼备起来。采用疑问式的教学方式给学生制造悬疑,然后在授课过程中释放悬疑,同时让学生有效式抢答。兴趣式提问,扩宽式教学,增强学生的兴趣,让学生尽早的建立自己的职业规划。对重要的课程知识点,突破传统式教师提问的单向模式,让学生在学的过程中提问,让学生掌握学习的主动权,对能提出具有开拓性思维问题的学生给予鼓励,激发其学习热情。
2.6 分组团队合作式教学
教学过程中采用团队互助合作方式进行,在学习和熟练技能的同时培养学生的互帮互助的精神和协调能力。
2.7 多元化的灵活考核方式(下转第251页)
(上接第207页)根据学生的参与教学、课堂表现、学习积极性、项目过程的态度、实训完成状况采用合理的比例来进行,考核兼顾教师评价、学生分组评价、学生互评,每个实训的完成状况、平时作业综合进行。彻底变革原来单纯的平时成绩+考试成绩单一的考核方式。
2.8 鼓励课外实践,构建创新氛围
根据高职高专学生的特点,他们的理解能力可能不是特别强,此因需要让学生在课外适当的去完成一些知识的理解和消化,这样便于我们的课堂教学,同时也能增强学生的掌握。
3.1 增强课程的吸引力,调动学生上课积极性
一般的理工科专业基础课程,知识大多比较枯燥,吸引不了学生的兴趣,通过以紧密联系专业基础知识的真实项目为依托,吸引学生兴趣,曾以能够解决实际问题为目标,让学生真正主动参与到老师精心设计的项目中来。
3.2 丰富教学手段与方式,促进教学效果
采用多种方式,如,把握学生在整个课堂上的思维,让学生“学”“问”兼备起来。采用疑问式的教学方式给学生制造悬疑,然后在授课过程中释放悬疑,同时让学生有效式抢答。兴趣式提问,扩宽式教学,增强学生的兴趣,让学生尽早的建立自己的职业规划。让学生主动学习,做到“动口”、“动手”、“动脑”,让学生掌握学习的积极主动权。
3.3 创新课程的项目化范例
充分结合现实的生产实际,模拟真实的工作现场,形成一套良好的课程项目范例,让学生体验到真实的项目过程,同时也让学生毕业后能最快的适应职业岗位。
3.4 挖掘学生自我学习能力和培养创新能力
通过开拓新的实训项目,分别采用三级指导方式,增强学生自我学习的能力,提高学生的创新意识,真正培养学生分析问题,解决问题的能力。
3.5 建立合理的科学的考核方式
通过变革传统的单一教师直接成绩评定,融入多种考核手段,建立科学良好的考核机制。突破长期以来一味以老师独自记录评分的方式,采用多种机制相结合,有学生互评,学生自评,教师评价等方式综合考核。
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人力资源管理是一门新兴的学科,问世于20世纪70年代末。人力资源管理的历史虽然不长,但人事管理的思想却源远流长。从时间上看,从18世纪末开始的工业革命,一直到20世纪70年代,这一时期被称为传统的人事管理阶段。从20世纪70年代末以来,人事管理让位于人力资源管理。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:高职《人力资源管理》课程情景模拟法的研究与实践探讨相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要: 在高职《人力资源管理》课程教学改革中,情景模拟法教学既能激发学生的学习兴趣,又能锻炼和提高动手实践能力,是一种值得课程任课教师采用的好方法。
关键词: 高职 人力资源管理 情景模拟法
高职《人力资源管理》是一门应用性和实践性极强的课程,任课教师教学时需选取合适的教学方法,使之既能激发学生的学习兴趣,又能锻炼和提高动手实践能力。事实证明,情景模拟法是一种值得在《人力资源管理》课程教学中采用的好方法。
情景模拟法是根据教学内容,通过设计与现实生活中相类似的场景、人物、事件,让学生进入情景,扮演其中各种角色,进行模拟实战演练,以更好地理解和掌握所学知识并且提高实践能力的一种教学方法。
人力资源管理有七大职能,它们分别是:人力资源规划、工作分析、招聘与甄选、培训与开发、绩效管理、薪酬管理和劳动关系管理,《人力资源管理》课程教学内容根据这七大职能分为七个模块,根据情景模拟的可操作性程度和高职学生毕业后最需具备的人力资源管理知识和技能,可将情景模拟训练集中在工作分析、招聘与甄选、培训与开发和劳动关系管理这四大教学模块上。具体安排如下:
(一)工作分析模拟
工作分析是人力资源管理的基础,企业人力资源管理的一切职能都是以工作分析为前提的。教师可充分利用学校的有利资源,如各教学系部、各管理部门、后勤服务公司等,预先设计几个学生感兴趣的工作岗位,如学院院长、系主任、辅导员、学院办公室主任、后勤服务公司总经理等,让学生扮演人力资源专员,以组为单位进行工作信息收集,并强调在信息收集过程中不可过分干扰他人的工作,并且随时注意自己的仪表和谈吐,充分体现当代大学生的风采。相关岗位信息采集完成后,学生利用所学工作分析专业知识,编制规范的工作说明书,并在课堂上进行展示。在这个过程中,学生必须克服胆怯、害羞心理,同时还要体现专业性特点,对他们来说,既是一个不小的挑战,又是一次难得的锻炼机会。
(二)招聘与甄选模拟
在人力资源管理中,招聘与甄选是非常重要的内容,不仅因为学生今后成为企业招聘专员的几率较大,而且几乎所有学生找工作时都要过招聘关,所以,这一内容的模拟既要锻炼学生的招聘能力,提升它们的招聘水平,又要让学生学会如何正确应对用人单位的招聘,充分展示自我才华,从而赢得用人单位的肯定和青睐,获得心仪的工作。
笔者在课堂实践中主要采用以下三个情景模拟环节:
1.自我介绍。
每次课的开始,笔者请两名学生模拟应聘者,分别到讲台上当着全班同学的面做一分钟的自我介绍。在这一分钟的介绍里,要讲清楚自己的基本情况、想应聘的单位、职位,以及应聘该职位的优势所在,讲述要突出重点,举止要得体大方,且必须做到脱稿演讲。学生完成自我介绍后,教师请其他同学中肯点评,赞扬其讲得精彩的地方,同时指出不足之处,最后由老师做总结发言。
2.招、应聘面试互动。
由两位同学组成一组,相互扮演招聘方和应聘方。其中,扮演招聘方的同学不但要根据招聘的职位撰写岗位工作说明书,还要设计应聘申请表、招聘广告,并制定有效的面试题目;扮演应聘方的学生则要在课堂上沉着、冷静、巧妙、机智地回答招聘方所提的问题。最后,由招聘方对应聘方进行点评,做出是否录用的决策。这个流程走完后,两者互换角色,再重新将整个招聘过程演练一遍。
3.无领导小组讨论。
无领导小组讨论是面试中经常使用的一种测评技术,其采用情景模拟的方式对考生进行集体面试。通过给一组考生一个与工作相关的问题,让考生们进行一定时间(一般是1小时左右)的讨论。主要考察应聘者的组织协调能力、口头表达能力、辩论能力、说服能力、自信心、处理人际关系的技巧、情绪稳定性、非言语沟通能力(如面部表情、身体姿势、语调、语速和手势等)等各方面能力和素质是否达到拟任岗位的要求,由此综合评价考生之间的优劣。在教学实践中,学生以组为单位,一个组派两名学生模拟考官,负责出题、拟定评审标准及评价应聘者现场表现,其余学生扮演应聘者,积极参与无领导小组讨论。在无领导小组讨论结束后,每个小组各自派一名考官和应聘者上台讲述其切身体验后的感受,并为同学们今后参加真实的无领导小组讨论提出中肯的建议和意见。最后,教师根据各组表现做总结发言。
通过自我介绍、招、应聘面试互动和无领导小组讨论,学生基本把企业的招聘流程演练了一遍,今后,不管是应聘“招聘专员”这一岗位,还是应聘其他职位,会少走弯路,而且对自己更有自信。
(三)培训与开发模拟
全班分为多个组,每个组选择一个专题如阳光心态、提高敬业精神、打造高绩效团队等,模仿真实企业展开一次完整的培训。其中,每组选择一个学生扮演培训师,其他学生扮演培训专员,共同做好以下工作:(1)分析培训需求,制订一份培训计划书;(2)制定培训通知;(3)口述培训前的准备工作;(4)介绍培训师和培训内容;(5)培训师开展培训(结合PPT展示,10分钟左右);(6)总结培训师的发言,对参加培训者提出要求;(7)制定一份培训效果评估调查问卷,对培训的效果进行评价。通过对培训的模拟演练,学生将深刻认识到:一次培训如果能做到培训前做好培训需求分析,制订计划,落实计划,培训中严格把控各个环节及培训后及时总结、评估、反馈,应该说,这样的培训就是完整而有效的。
(四)劳动关系管理模拟
选取若干个企业劳资纠纷的典型案例,设置相关情景,分配学生扮演不同角色,组织学生模拟练习。
情景模拟法运用的方式及评价体系决定了学生参与的积极性和实际教学效果,为此,教师在教学过程中一定要注意以下问题:
1.每次布置任务时,一定要留下足够时间给学生准备,这样,学生进入教学情境,扮演相关角色时才会心中有数,胸有成竹,既有利于任务的出色完成,又极大地增强自信心。另外,在“互联网+教育”的时代背景下,教师应该倡导学生进行自主化学习和个性化学习,让学生以问题为中心,以个人需要为中心,打破原来的学科知识体系,构建个性化的、有利于问题解决的知识结构。
2.学生进行情景模拟时,教师要真正“以学生为中心”,放手让他们去准备、展示、分享和点评。尤其是点评环节,一定要让学生充当主力军,他们的真知灼见或许会大大启发教师的思维,而且容易引起学生的共鸣和赞同。另外,在课堂讨论结束后,教师要综合学生发言与情景模拟包含的知识点进行归纳总结,加深学生的认知,引领正确的方向。
3.营造轻松、愉悦、和谐的课堂氛围。恰当的肯定、表扬和奖励及幽默自由的气氛,可大大激发学生的热情、兴趣和自信心,使学生在愉悦之中高效率地学习和提升。
4.任课老师需平等地对待每一位学生,保护好他们的尊严,让学生不断感受到学习带来的成就感,从而由“要我学”转变为“我要学”和“我要学得更好”。如此,课程教学目的将能顺利达到。
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仿真技术是一门多学科的综合性技 术,它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础,以计算机和专用设备为工具,利用系统模型对实际的 或设想的系统进行动态试验。例如,汽车或飞机的驾驶训练模拟器,就是应用仿真技术的成果。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈面向协同的空管运行仿真关键技术研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
20 世纪70 年代末开始,欧美等发达国家将系统仿真方法引入到空域和机场管理中来,一开始主要用于评估机场容量和航班延误的研究,后来逐渐扩展到对整个机场地面和空域管理的研究和评估。随着我国军民航以及通用航空的迅速发展,空中飞行流量迅速增长,空域日益繁忙和拥挤。航空活动的多元化发展趋势,导致空域飞行的复杂性增强,对提高空中交通运行效率提出了更高要求,空管系统建设和运行中越来越重视对仿真方法的运用。
本文构建了一个面向空地协同的空管运行环境仿真平台,探究复杂条件下空地协同决策中的人为因素以及协同工具的效能,为空管运行保障机制研究,空管运行新模式、新概念的评估验证,空管系统效能分析,空管装备体系建设的需求分析和关键技术验证,以及新技术在空管系统中的适用性与可用性等提供仿真运行环境和评估手段,为我国空管系统运行及未来的设计规划提供技术支持。
2.1 空管运行中的协同
ICAO 和欧美等航空强国已经提出了面向未来的下一代空管运行新概念。ICAO 全球2020 年空管运行目标是在全球范围建立一种全新的一体化、互操作和无缝隙的空管运行模式;欧洲单一天空计划(SESAR)中提出了“空管的运行从基于空域的环境向基于航迹的环境转变”、“加强人的核心地位”等空管新理念,安全管理和管制运行责任从地面到空中进行部分转移,支持航空器的自主飞行服务能力和空地协同运行能力;美国联邦航空局(FAA)提出的下一代航空运输系统计划( NextGen , Next Generation Air TransportationSystem)包括三方面内容:一体化协同运行、空管综合信息整合(SWIM)和基础设施支撑。围绕飞机、空间和地面设施,提高各类空管系统之间信息共享和自动化处理程度,支持各种业务领域之间实施协同决策(CDM),利用先进的辅助管理工具和地空信息共享,提高飞行的安全性和效率,降低能源消耗,为旅客提供更多的选择,减少飞行时间和运行成本,提供更多的服务内容。
2.2 协同的人为因素
在现代航空活动中,人—飞机—环境是构成航空系统的三个最主要的因素。无论航空器多么先进,自动化程度有多高,“人”始终都是航空活动的主体。随着有限空域资源的不断消耗和竞争加剧,单纯依靠扩大空域范围和渐进式调整基础设施已无法从根本上解决空中交通拥挤问题。协同决策(Collaborative Decision Making,CDM)就是一种通过相互协调来挑战资源限制、提高空域使用率、满足空域多方用户需求的有效方法。空中交通管理协同决策建立在机场运营人、管制服务机构、飞行计划和机组等飞行运营人、空域用户、军队等参与各方之间的信息共享和公共态势感知基础之上,需参与各方的合作。协同决策中参与各方的目标、资源和能力是信息交换和协商的基础,信息交换又是操作人员之间公共态势感知和协调的基础。飞行员与管制员通过信息交换共同确定航空器飞行期间的所有活动及所需的合作行为。空地协同决策中的人为因素是确保空中交通安全、顺畅的重要因素。
2.3 意图信息处理
现代航空活动是以人为中心的自动化操作,人的意图信息直接影响到对航空器未来位置的推算。通常空管意图信息包括飞行计划、管制员的指令或许可(即管制意图信息)、飞行员的操作(即飞行意图信息)。缺少空管意图信息而建立的航空器运动仿真将无法反映航空器的实际飞行性能和状态。
空管运行的协同中,飞行员在驾驶航空器时的意图、意向通过通信设备与其他航空器和地面自动化系统进行交换;地面管制员保证空中航空器安全、有序运行,防止航空器之间相撞的安全管制意图,以及加快并保持空中交通合理、有次序流动的流量控制意图,通过塔台席位和管制指挥席位进行交换,并通过网络将管制意图信息进行共享。
2.4 仿真技术
系统仿真是通过建立仿真模型,在计算机上再现真实系统,并模拟真实系统的运行过程而得到系统解的研究方法。作为分析评价现有系统运行状态或优化设计未来系统性能与功能的一种技术手段,已广泛应用于航空、航天、军事、电子、通讯等众多领域,成为许多复杂系统工程分析、设计、试验、评估等不可缺少的重要手段。系统仿真技术是以相似原理、信息技术、系统技术及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,利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性新技术。仿真按所用模型的不同,分为数学仿真、半实物仿真和物理仿真三种类型。在计算机上进行的数学仿真,又称计算机仿真,若有实物接入模型,称为半实物仿真。
空管运行仿真用计算机实现任务规划、仿真管理和空管运行综合评估的数学仿真,用塔台模拟器、飞行模拟器和管制指挥模拟席进行半实物仿真。空管运行仿真应具有通用性,能满足各种运行条件下的仿真需求,既要符合空中交通运行规则,又要能够调整仿真评估粒度,可以进行不同层次、不同粒度的全局性宏观仿真和微观仿真。确保仿真结果的可靠性和准确性,提高建模与仿真的效率,提升系统模型的柔度是空管运行仿真的重要方面。
3.1 系统集成技术
空管运行环境仿真是一个包括从飞行到管制、从空中到地面、从航路到机场的一体化的大型空中交通仿真系统,其特点主要表现为具有大量、复杂、高精度、费时的计算和数据处理,要求具有高速运算能力、高速数据交换能力、大容量的数据存储能力以及高速图形图像显示能力。参考HLA 的技术标准,空管运行环境仿真构建以RTI 为核心的分布式网络体系架构,满足交互实时性、时间一致性、系统层次性和传输可靠性等的要求,支持席位之间的互操作性和建模与仿真资源的可重用性,实现空管运行体系评估平台各分系统之间,以及各分系统与半实物仿真平台的各席位之间的协同交互,并为今后可能接入的半实物仿真系统预留接口。
3.2 飞行流仿真
空管运行仿真的基础是合理有效的飞行流,在飞行流仿真过程中,不仅要在概率论、数理统计以及计算机软件技术的基础上,根据仿真需求分析航班流的分布特征,确定相应的数据概率分布模型,包括起降机场的离散分布模型、各机场航班起飞时间的泊松分布模型、机型配比的离散分布模型等,而且要对照实际飞行过程的管制运行规则和突发事件影响情况,对生成的模拟数据进行拟合校验,使得航班流数据偏差在仿真需求允许的容差范围以内。
3.3 4D 航迹推算
一切空管运行都是基于4D 航迹来展开的。4D 航迹推算不仅要根据航空器状态信息(速度、高度、位置、加速度、航向等)、航空器性能数据(载重、爬升率等)、环境信息(风、温度、压力等)和飞行计划进行推算,同时要考虑空中交通规则、管制指令和机组飞行意图等因素对4D航迹的影响,而且在不同的飞行阶段要与进离场航线、航线相吻合。4D 航迹推算准确度越高,仿真评估结果的可信度也就越高。
3.4 飞行姿态计算
飞行器在空中的运动,在一定的假设条件下,可以视为理想刚体的运动,遵循刚体的基本运动规律。与一般刚体运动相比,飞行器运动较为复杂,可以分解为3 个力和3 个力矩共6 个自由度来建立其运动方程。在飞行模拟中,针对飞行过程建立数学模型是一个关键问题,飞行动力学建模的目的是为了完成飞机6 个自由度刚体运动方程的解算,综合飞机所受的各种力和力矩,如随着燃油消耗而变化的飞机质量、重心以及惯性力矩,随绝对高度变化的高空风大小和方向,发动机推力和地面接触力等,计算出飞机的线速度和角速度并且将其转化为飞行的6 个自由度的变化值,以此得出飞机的飞行状态,完成飞机飞行姿态的模拟仿真。
3.5 运行评估
指标体系是评估工作的核心内容,是实现空管运行体系评估的具体可操作化的行为指南。要实现空管运行体系的准确评估,必须建立一套完整的能够全面反映我国空管运行特点的评估指标体系,包括评估维度的确定、评价指标的选取、指标权重的确定以及评价指数的计算4 个步骤。指标体系的建立必须多方面、多角度、多层次,能够反映空域管理使用、空管运行效能、军民航运行协调、空管空防一体化、空管运行安全和空管系统保障等各方面,研究与确定指标体系的构成与权重是一项评估是否科学的首要步骤,而评价方法的选择是构建空管运行指标体系后非常重要的环节。目前,国内外进行综合评价的常用方法有评分评价法(指数法)、模糊综合评价法和神经网络评价法等,结合空管运行实际,我们采用灰色综合评价方法进行多指标评价。
4.1 系统结构
空管运行环境仿真主要包括两部分:空管运行体系评估平台和半实物仿真平台。空管运行体系评估平台根据仿真需求,将生成的仿真数据发送给半实物仿真平台进行空管运行仿真,并根据半实物仿真平台的空管运行态势和空管运行特征进行空管运行综合评估。
空管运行体系评估平台由任务规划分系统、仿真管理分系统、空管运行综合评估分系统和空管运行评估支撑分系统组成。任务规划分系统根据空管运行仿真需求,编辑、设定仿真场景和各类模型参数,生成合理有效的飞行流。仿真管理分系统实现仿真运行控制、4D 航迹推算、飞行冲突探测解脱以及飞行姿态计算等功能。空管运行综合评估分系统统计、分析空管运行态势和特征,实现空管运行概念评估验证、协同机制评估验证、空管运行安全评估、空管运行效益评估、环境影响评估、空管装备建设需求评估和空管系统效能评估等功能。
半实物仿真平台由塔台模拟器、飞行模拟器和管制指挥模拟席等组成。塔台模拟器根据军民航塔台的管制范围、管制方式和管制流程,真实再现机场塔台管制复飞和起落航线的各个环节,并与飞行模拟器和管制指挥席一起构建成完整的空管交通仿真系统。飞行模拟器用于支持仿真环境下的航空器运行,与塔台模拟器和管制指挥模拟席进行空地协同信息交互,包括军航飞行模拟器、民航飞行模拟器、通航飞行模拟器和无人机控制模拟器。管制指挥模拟席是管制中心实施空域运行管理、飞行流量管理、管制指挥和飞行服务的工作平台,显示空域运行态势、飞行流量态势和空管运行特征,模拟实现军航管制中心、民航管制中心、通航飞行服务站和对空射击管理终端的空管业务系统功能。
4.2 仿真流程
空管运行仿真是由飞行流驱动的,因此飞行流引擎仿真是关键。为了使仿真贴近实际,进而提高仿真评估结果的可信度,在飞行流仿真过程中不仅要充分考虑空中交通管理逻辑,以足够的精确度再现全局客观的空中交通现象,而且还应能模拟如奥运等事件引发的局部流量增加的航班飞行流,实现对空管系统应对突发事件能力的科学评估。航迹管理是空管运行的核心,一切行为活动都是基于4D 航迹来展开的,4D 即航班的经度、纬度、高度和时间。
4D 航迹涵盖了航班从起飞、爬升、巡航再到下降、降落的全过程中关键点的位置、高度和时间。航迹预测研究通常采用两种算法,一是基于卡尔曼滤波或神经网络等估计算法的无参数方法;二是建立飞行器模型, 进行飞行模拟。本文采用第二种算法即建立飞行器模型进行航迹预测,这也是目前航迹预测研究的主流算法。影响航迹预测的因素包括飞机性能、飞行计划、飞行意图、空中交通规则、大气环境及飞机状态等。
飞行仿真模拟是典型的人在回路仿真系统,空管运行仿真不仅要根据作用在飞机上的力和力矩计算出飞机的6 个自由度飞行姿态信息,还要模拟管制员与飞行员之间的空地协同信息,以此完成飞机的飞行模拟仿真,在塔台视景模拟器和管制指挥模拟席等半实物仿真平台显示空管运行态势,在空管运行体系评估平台进行空管运行特征统计分析和效能评估。
通过建立空管运行环境仿真平台,从运行概念研究、协同机制验证、空管运行安全、运行效益、环境影响和现行空管系统效能等多角度评估空管运行体系,能够为优化现有空管系统的体系结构和配置,提高系统的运行管理水平,探索未来运行机制,并指导后续空管系统的规划和设计,进而促进我国空管系统建设由技术推动型向需求牵引型过渡,为提升空管系统的建设和运行效益提供技术支持。
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PLC控制系统,Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器,一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:论PLC自动化控制在航空电池充电机中的应用相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】PLC可编程控制器是一种专门为工业自动化领域应用而设计的数字运算操作的电子装置。在航空电池充电机中,这种电子系统被广泛的运用,PLC可编程控制器所谓系统控制的核心,使得整个航空电池充电机系统具有可靠性以及稳定性,提高整个系统的运行效率。并且便于工作人员时刻观察运行状态,提升电池的性能。
【关键词】可编程控制器; 航空飞机; 电池充电机;
航空飞机用电池,必须保证其安时容量足,才能使用。因此,飞机用电池必须经过充电、放电,再充电后才可装机使用。对充电机的要求比较高,过去都是从美国和英国进口的,价格美国很贵,英国更贵,而且联系也不方便。国产的充电机以前都是通过人工分合闸计时进行充电,然而加入了PLC 及操作显示屏后,使得控制回路集成化,显示数字化,技术先进,无需人工值守,工作安全可靠。现在的航空电池充电机基本不需要维护,万一有故障时,便会自动停止运行;同时它还备有电池温度传感器接口,作为电池超温保护。
恒流充放电(C1为放电率,即1 小时放电的电流数,电池容量C)
1.1 完全放电的电池
对完全放电的电池充电采用下列方式之一:(1)单率:用0.1C1充到30V 为止,但时间不得超过14hr.00min。(指当电压虽未到30V,但时间已达到14 小时时应终止)。(2)双率1:用0.5C1充到31V 时,但时间不得超过02hr.30min,(指电压虽未到31V,但时间已达到02hr.30min 时),转为0.1C1,再充04hr.00min。(3)双率2:用1.0C1充到31.4V 时(但时间不得超过1hr.15min),转为0.1C1,再充电04hr.00min。
1.2 部分放电的电池充电采用下列方式之一
(1)放置两周以上,两个月以下的电池。用0.1C1充到30V 为止,但时间不得超过1hr.15min。(指当电压虽未到30V,但时间已达到1hr.15min 时应终止)。
(2)放置两个月以上的电池(或者电池的充电状态未知)。先用0.85C1放电到20V,但时间不得超过01hr.15min。然后用1.1 节中所述的方法之一进行充电。
1.3 快速部分充电
(1)0.5C1充电到31V,但时间不得超过02hr.15min。
(2)1.0C1充到31.4V,但时间不得超过01hr.15min。
2系统结构及PLC硬件配置
本航空电池充电机是为哈航卫科技有限公司研制的电池充放电系统,其结构图如图1。系统PLC 硬件组成:西门子CPU222CN,数字量输出模块EM222CN,模拟量输入输出模块EM235 及西门子操作显示屏TD400C。
西门子S7-200PLC 编程软件是STEP7MicroWINSP6,本软件集成有操作显示屏的画面编辑器,画面个数及组态的数据地址受S7-200 系列PLC 的内存限制,可查阅西门子S7-200 产品目录、TD400C介绍及用户手册相关文档。
通讯的建立:CPU222CN 具有一个PPI 通讯接口,将PLC 程序及组态好的画面直接从PC 机下载到PLC 中,然后断开PC 端的通讯电缆直接连接到操作显示屏,操作显示屏必须设置不同于PLC 的地址二者即可建立连接。
4.1 操作显示屏自定义的功能键
F1 启动运行
F2 停止运行
F5 单率模式数据设置窗口
F6 双率模式数据设置窗口
F7 放电模式数据设置窗口
F8 运行参数显示窗口
F11PLC 复位(按一下SHIFT 再按一下F3)
4.2 系统画面窗口
画面分为单率模式数据设置窗口、双率模式数据设置窗口、放电模式数据设置窗口及运行参数显示窗口;电源接通上电后,内部风扇运行,操作屏将显示“运行参数显示窗口”。
4.3 操作显示屏相关操作说明
充电机系统分为充电模式和放电模式;充电模式下分为单率模式和双率模式。按操作屏上的F5 键进入“单率模式参数设置”窗口,设置电池所需的电流、电压及充电时间。按操作屏上的F6 键进入“双率模式参数设置”窗口,设置电池所需的主充电流、主充电压、主充时间及尾充电流、尾充时间。按操作屏上的F7 键进入“放电模式参数设置”窗口,设置电池所需的放电电流、放电电压及放电时间。数据设置完成,按F8 键返回到“运行参数显示画面”后,观察一下SV 的电流值、电压值、时间值和选择的操作模式设置的数据是否一致,如果相同直接按F1 键运行;如果不同,需要修改相应的参数,再次按F8 键返回到“运行参数显示画面”后按ENTER 键确认,再按F1 键,接触器吸合开始运行。观察前面板的相应指示灯是否显示相应的工作模式。如果一切显示正常就可继续自动运行,如果显示有错误应按F2 停止设备的运行,按照设置参数流程重新设置后再运行。正常停机:充电或放电完成后,系统自动停止运行并有声光报警提示工作人员。
随着整流及自动化技术的不断发展,对航空电池充电机设备的控制要求也越来越高,功能也越来越完善,真正实现了无人值守的自动化控制平台,未来的自动化水平会发展越来越快,望广大同行多多指正,共同为航空电池充电机事业而共同努力。
[1]西门子(中国)有限公司.SIMATICS7-200 可编程控制器系统手册[S].2005.
[2]西门子(中国)有限公司.S7-200CN 可编程序控制器产品目录[Z].2005.
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[4]张扬.蔡春伟.S7-200PLC 原理与应用系统设计[M].北京:机械工业出版社,2007,7.
[5]华伟,周文定.现代电力电子器件及其应用[M].北京:北方交通大学出版社,2002,3.
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仿真软件的功能就是将编写好的程序在电脑中虚拟运行,如果没有编好的程序,是无法进行仿真的.首先,在安装仿真软件GX Simulator 6c之前,必须先安装编程软件GX Developer。比如可以安装“GX Developer 7.08”,“GX Developer 8.34”等版本以下是读文网小编今天为大家精心准备的:。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要:PLC是英文单词Programmable Logic Controller的缩写,译为可编程控制器。理论与实践相结合在PLC教学中十分重要,而基础性内容较容易掌握,复杂的内容运用起来效果却并不理想。这也成为困扰学校教师及学生的教与学的问题。三菱PLC训练仿真软件是解决PLC课程教学问题的合理途径之一,刚好能够将理论与实践合理结合,给学生提供更多的工业控制仿真训练机会。
PLC技术发展于继电接触器控制和计算机基础之上,编程操作比较简单,在工业控制相关领域有着广泛的应用,成为当今工业自动化控制的三大支柱之一。当前绝大多数院校教学多为理论为主,而PLC编程中有多处需要实际的操作练习。学生课堂上时间有限,因此能够将理论与实际相结合的教学显得尤为重要。比之于传统PLC教学的不足,三菱训练仿真软件应用于PLC课程中的优势主要表现在以下三个方面:首先,较少的资源占用可以获得较高的学习效率。其次,硬件空间较大,给实训更多创造空间。此外,突破了场地的制约,训练更为自主化、多样化。
理论与实践,前者往往是简单的,容易掌握。而后者无疑是复杂的,结果可能出乎意料,运用起来并不容易。基础性内容较容易掌握,而复杂的内容运用起来效果并不理想。目前个人认为对于运用效果不甚理想的原因主要有四点:
其一,设备投入不足。PLC实践性很强,学好它需要大量的实践性课程。而实践需要有相应的设备投入,且资金并不属于小数目。较为巨大的资金投入是许多学院暂时无法支付的,因此PLC实践设备较为匮乏,学生实践动手的机会并不多,因此掌握起来较为困难。
其二,许多学院现有的PLC设备并非标准的,被控对象并不均是实际的,有许多为模拟的,如通过按钮或开关来模拟实际现场中的设备。虽然模拟能够节省资本,然而并不利于学生对PLC相关课程的学习与掌握。
其三,是教学方面的有待提高。当前教学多为理论的教学,而编程中有许多问题需要实际的操作已获得相应的数据或结果,课堂理论教学就无法完成。
其四,一方面学生的理论知识并不扎实,掌握的并不到位、全面。PLC软件主要应用于职业技术院校,学生的综合素质不是特别高,又没有太强的学习主动积极性,因此在学习PLC知识时,并不是总能够正确且及时地理解消化教师课堂教学所讲的内容。
理论与实践相结合在PLC教学之中十分重要,而基础性内容较容易掌握,复杂的内容运用起来效果却并不理想。这也成为困扰学校教师及学生的问题。三菱PLC训练仿真软件是解决问题的合理途径之一,刚好能够将理论与实践合理结合,给学生提供更多工业虚拟场景的实践训练机会。三菱训练仿真软件教学的优势主要在于以下两个方面:首先,较少的资源占用可以获得较高的学习效率,缩短学习时间。比之于实物PLC,仿真PLC所占用的时间更少,速度更快,效率更高。其次,硬件空间较大,给实训更多创造空间。三菱训练仿真软件学习内容分为六个等级训练模块,该软件学习由易到难,逐级递进则教学更为快捷化,有针对性,有助于调动学生的学习热情。
PLC软件主要应用于职业技术院校,学生的综合素质不是特别高,又没有太强的学习主动积极性,因此在学习PLC知识时,并不是总能够正确且及时地理解消化教师所讲的内容。改进而来的三菱训练仿真软件教学具有优势的同时,有存在的不足,也有需要注意的地方,大致分为两点:首先,仿真之后应该对实践操作中的点数分配进行强化。组态软件虚拟元件通过虚拟I/O口的方式进行连接,连接方式应该安排课程进行讲授。其次,仿真之后也应该安排课程来巩固实践。仿真主要是提高学生对程序的编写能力,而实际上,PLC的编程与应用能力还需要借助其他操作加以辅助,仿真和实际有区别也有联系,应相互结合,才能更好地完成教学内容。
三菱训练软件的教学过程大致可分为下列几个步骤:首先,介绍PLC和继电器控制系统之间的区别和联系,介绍其特点、工作原理、编程基础、发展过程及未来趋势。其次,在学生对上述内容有所掌握之后,开始逐渐进行三菱训练软件的内容,包括软件的安装、基本功能的说明介绍等内容。软件训练的程度应该由简单到复杂,理论与实践相结合,教师讲的同时,学生搭配着进行练习。教师在讲解时不应该只讲授理论知识,还应该讲授实践知识,使学生能在理论的指导下进行实践操作,教师也应该及时发现学生操作的不足,并予以指导。
以三菱FX-TRN-BEG-C中文教学软件为例,PLC训练仿真软件在教学中的应用主要包括四点:
其一,软件内置丰富的图片,使课程变得更加有趣,增加学生的学习兴趣。教学软件分为不同的六个单元,每个单元有各自的作用,让学生更具针对性的掌握知识。
其二,编程过程中会有系统设置进行提示。软件会对重难点内容进行分类,并且对每一步骤的操作都进行详细的介绍,学生能够循序渐进的掌握知识,以获得更好的训练效果。
其三,学生在学习之前,应对PLC的工作过程有详细的了解,学习的目的是能够理解知识并加以运用。学生在学习基础的编程知识之余,还应该能根据实际要求来进行适当整改,以使程序达到最优状态,也使学生更好的加以运用。编程突破了场景的限制,能够随意按照要求在任意场景进行,也能适时修改。
其四,自古孔子主张“因材施教”,注重学生之间的差异,而PLC仿真教学也考虑了学生各方面能力参差不齐的问题,将软件分为6个单元,每个单元由初级、中级至高级过渡,而各级内的题目难度也不尽相同。教师在实际教学中根据学生水平的不同,为其安排适合的课程,旨在使每一个学生都能获得最好的学习效果。
PLC教学注重理论与实践的搭配,当前传统PLC教学不理想的原因主要分为三点:
其一,设备投入不足。其二,许多学院现有的PLC设备被控对象多为模拟的。其三,教学方面的有待提高。三菱训练仿真软件教学的优势主要在于三个方面:首先,较少的资源占用可以获得较高的学习效率。其次,硬件空间较大,给实训更多创造空间。此外,突破了场地的制约,练习更为自主化。理论与实践相结合在PLC教学之中十分重要,而三菱PLC训练仿真软件刚好能够将理论与实践合理结合,给学生提供更多的实践机会。实践表明,三菱PLC训练仿真软件在PLC教学中切实可行,有助于提高学生对理论与实际知识的掌握程度,也有助于增强学生的学习动力。
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酸碱滴定法是一种常用的容量分析方法,但在实验室条件下计算酸碱混合体系的pH值和绘制滴定曲线非常繁琐。以下是读文网小编为大家精心准备的:酸碱滴定的计算机模拟探讨相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要:根据分析化学的基本原理,建立了酸碱滴定的数学模型,以Visual Basic 语言为开发工具,设计了一个模拟酸碱滴定的计算程序,该程序利用二分法求解数学模型,可计算滴定反应中混合溶液的pH值并绘制酸碱滴定曲线,程序也可计算滴定反应的化学计量点、突越范围,并为酸碱滴定选择合适的指示剂以减少滴定误差并可计算出滴定误差。程序界面友好、计算精确,通用性强,可应用于各种酸碱滴定及理论教学。
关键词:酸碱滴定;数学模型,计算机模拟;滴定曲线;二分法
酸碱溶液的计算及酸碱滴定曲线的绘制对于判断酸碱滴定的可行性及选择合适的指示剂具有重要的意义,但酸碱滴定曲线的绘制特别是多元酸碱滴定曲线的绘制公式推导繁琐,计算工作量大。目前也有不少研究文献提出了采用计算机绘制酸碱滴定曲线的方法,文献[1]提出了利用Excel软件绘制酸碱滴定曲线的方法,这需要对Excel软件有较高的操作水平,同时在操作中需要计算和大量的公式输入,实际运用起来非常繁琐,文献[2-5]从不同角度提出了采用编写程序计算溶液PH值及绘制酸碱滴定曲线及的方法,但一些程序输入数据不便,界面不够友好,部分程序功能不够完善,没有指示剂的选择及滴定误差的计算等功能。本文在前人研究的基础上,借助Microsoft Visual Basic 编程工具,设计了一个程序。该程序可计算滴定过程中溶液的pH值,还可计算滴定的化学计量点、突跃起点及突跃终点,并根据化学计量点选择合适的指示剂,程序也可计算出滴定的终点误差,动态地绘制出滴定曲线。
对于某一混合酸碱体系,若溶液中n元弱酸HnA的浓度为cHnA,n元弱碱B(OH)n的浓度为cB(OH)n,此外溶液中还有a mol·1-1 的强酸和b mol·1-1的强碱,根据体系的化学平衡方程和电荷平衡方程,可推导出如下方程,具体推导过程详见 [6]:
(1)
在式(1)中, 为弱酸的各级解离平衡常数,
为弱碱的各级解离平衡常数, 为水的解离平衡常数。在酸碱滴定过程中,设滴定剂的体积为 ,被滴定溶液的体积为 , 为滴定剂强酸、强碱的浓度, 为溶液中原有的强酸、强碱的浓度,则由式(1)可导出
(2)
对式(2)用二分法求解,即可求出滴定剂的体积为 时溶液的pH值。
滴定终点的误差公式计算如下[7]
(3)
式(3)中, 为被测溶液的浓度与体积,c为滴定剂的浓度,Vep为滴定至终点时消耗的滴定剂的体积,m、n为被测组分与滴定剂之间的化学计量数,式(3)中Vep的计算公式可由式(2)推导如下
(4)
式(4)中, 为滴定终点即指示剂变色时氢离子的浓度,满足,联立式(3)、式(4)即可求出滴定误差。
酸碱滴定的实质是酸碱溶液的混合,以浓度为 的一元强酸HA滴定浓度为 、体积为 的n元弱碱B(OH)n为例,由式(2),可得
(5)
第一化学化学计量点时满足
(6)
定义滴定分数为 ,可由式(5)和式(6)导出
(7)
对式(7)二分法求解,就可以计算出任意滴定分数T时的溶液pH值,包括T=1时化学计量点溶液的 pH值,T=0.999时突跃起点溶液的pH值和T=1.001突跃终点时溶液的pH值
对于第m化学计量点,则有
(8)
可知,第m化学计量点时 ,可代入式(7)计算出对应的第m化学计量点的pH值,并且也可计算第m突跃起点即 和第m突跃终点即 时溶液的pH值。
第m化学计量点滴定误差可由式(3)和式(4)导出
(9)
故若知道了指示剂变色点时的pH值 以及对应的酸碱滴定剂、被滴定溶液的浓度,即可算出滴定终点误差。
同理,也可由式(2)~(4)导出其它类型的酸碱滴定的pH值计算公式及终点误差计算公式。
3.1 程序计算功能的实现
程序开发主要采用模块化编程技术,根据酸碱滴定的不同类型,定义了三种不同情况下pH值和滴定误差的计算,即强强型(强酸滴定强酸或强酸滴定强碱)、强弱型(强碱滴定弱酸或强酸滴定弱碱)、弱强型(弱酸滴定强碱或弱碱滴定弱酸),程序对pH值的计算主要是先建立含有质子浓度的高次方程,然后通过二分法求解方程,画图主要采用了line函数,circle函数,指示剂的的变色点和颜色变化主要通过程序所建立的数组予以保存,程序通过计算出化学计量点的pH值,由此寻找数组中和此pH值最接近的变色点,并由此判断出合适的指示剂。程序的滴定误差主要通过式(3)和式(4)进行计算。程序代码限于篇幅不再提供。
3.2 应用实例
0.1000 mol·L-1 HCL滴定20.00mL 0.1000 mol·L-1 Na2CO3溶液,已知H2CO3的Pka1=6.38,Pka2=10.25,计算各化学计量点的pH值及滴定突跃范围并选择合适的指示剂,绘制酸碱滴定曲线。
由分析化学知识可知,Na2CO3为二元弱碱,其Pkb1=14-10.25=3.75,Pkb2=14-6.38=7.62,运行程序,选择滴定剂为“一元强酸”,被滴定物质为“二元弱碱”,分别输入相应的浓度及Na2CO3的各级解离平衡常数,程序主界面如图1所示,程序运算结果如表1所示。
图1 酸碱滴定计算程序的主界面
从表1可以看出,程序运算结果和文献值吻合良好接近,由软件推荐的指示剂滴定误差满足滴定要求。程序绘制的滴定曲线及计算结果如图2所示。
图2 0.1000 mol·L-1 HCl滴定0.1000 mol·L-1 Na2CO3的滴定曲线
本文利用分析化学知识建立了酸碱滴定的数学模型,利用VB语言编程工具解决了复杂的酸碱滴定的计算问题。所编写的程序可用来指导和预测酸碱滴定,判断酸碱滴定的可行性,绘制酸碱滴定曲线,推荐合适的滴定指示剂;程序界面友好,计算精确,适用范围广泛,在理论教学和实际应用中都具有较高的推广应用价值。
[1]岳宣峰,张延妮,卢樱,张志琪. Excel软件在酸碱滴定分析教学中的应用[J].计算机与应用化学,2006,23(11):1153-1155.
[2]金胜明,董鸿昌.多元酸碱滴定曲线及等当点pH计算通用程序[J].浙江化工,1992,23(1):36-40.
[3]曹家兴,吴开治.多元酸碱滴定常用平衡图的微计算机绘制[J].化学通报,1991,(9):59-63.
[4]赵鑫,王殿书,丛培盛,朱仲良.pH精算及酸碱滴定曲线绘制通用软件的开发[J].计算机与应用化学,2010,27(2):257-261.
[5]李静敏,白郁华,李金龙. 酸碱滴定曲线的计算机显示[J].计算机与应用化学,2002,19(3):274-276.
[6]王令今,王桂花.分析化学计算基础[M].第二版.北京:化学工业出版社,2002.
[7]倪静安,商少明,翟滨.无机及分析化学教程[M].北京:高等教育出版社,2006.
[8]黄君礼.水分析化学.北京:中国建筑工业出版社,2008.
酸碱滴定的计算机模拟探讨相关
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众所周知,仿真实训教学作为未来普及化新兴教学模式被越来越多的学校所认可。以下是读文网小编为大家精心准备的:仿真实训教学模式的探究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘 要】素质教育背景之下,实践教学方法改革在不断的深入,尤其是以培养学生的能力为出发点的高等职业院校尤其要将实践教育渗透到教育教学的过程中去。仿真实训教学模式是实践教育改革的创新之一,该教学模式的良好实践效果受到肯定并被越来越多的学校认可。笔者将在下文中针对仿真实训教学模式进行简要的探究,并在此基础上以提出推进高职教育的发展的相关参考性意见。
仿真实训教学模式在教育教学中的应用是顺应了素质教育的号召和新课标改革的各种要求的新模式,受到越来越多的认可。仿真实训教学模式注重硬件设施和软件设施的有效几何、教学功能模块的重新组合和配置,这些措施都有助于增强教学平台的适用性以及实验技术的可扩展性。该模式在软件设置中借助强大的网络功能为学生提供网络教学课程是最近几年比较新兴的教学模式,这是具备虚拟仿真技术特点的教学模式的良好例子,有利于促进现代化教学摆脱传统教学模式的局限。可以说仿真实训教学模式是使教学过程达到最优化的重要措施。
(一)“上下班打卡”模拟模式
参照现代化企业的规范管理特点,仿真实训教学模式将上下班指纹打卡这种管理形式应用到 “仿真实训”实践的教学管理,让学生在学习的过程中逐渐渗透企业中的组织纪律意识,让学生增强遵守学校教学管理制度的同时也促进学生增强自律和自我完善,以此从内因上刺激学生提高自身的素质水平。
(二)“组成小型财务部门”模拟模式
仿真实训教学模式在实践教学中采用企业中的小型财务部门这样的组织方式将学生分为多人构成的小组,培养学生的团队协作能力。小型财务部门的设置原则是组内分岗,组内的成员既是合作也是各自分工,该原则的制定不是随意定制执行的,需要在按照国家统一的会计制度以及企业自身的工作流程和岗位要求来进行的,学生以这种模式进行合作性学习也是学习职业道德和熟悉会计工作的流程以及工作沟通方法等的有效措施。
(三)“设立实训银行”模拟模式
专实训银行的模拟模式完全是真实的在教学活动中为学生再现真实的银行业务办理效果,如现金的出纳、电子银行的转账付款等业务,让会计学和金融学相关的实训融入真实的职场活动场景,有利于学生在参与中增强自己对该职业的认知。
传统的实践教学方法通常分三步走:集中学生上课,教师主动示范,学生模仿制作。这种教学流程能让学生在听课和模仿的过程中掌握相关实验的做法并以此得出实验结果。但是这样的学习方式比较的机械化,学生主动创新的机会少,学生注重的是模仿而少有调动自己的创造力主动进行创新。所以传统的实践教学效果急待完善。
重新合理的设计实践教学流程需要教师摆脱传统实践教学措施的局限,积极的在教学过程中应用科学的教学措施,如虚拟仿真技术的应用就对传统的教学流程做了改进,该技术是依据建构主义理论以及教学设计理论建立起两种教学模式,按照学生的认知心理顺序分别为,为学生建立形象体验的实验教学模式和虚拟实验教学模式,让学生从形象体验到虚拟实验再到实物实验循序渐进的进行知识的学习。
(一)仿真实训教学的理论学习,促进教师发挥自己的课堂主导作用
而教师要积极的参与仿真实训首先就得在自我业务素质上做好必要的准备工作,不仅要通过集中的学习和培训让自己掌握系统的专业理论知识又要不断的提高思想素质。具备较好的专业理论知识才能为学生的仿真实训活动提供比较好的指导,只有在思想上不断的创新才能引导学生进行创造性学习。
(二)规范仿真实训教学的使用和考核,督促教师不断的增强自身的教学应用能力
针对仿真实训教学建立起来的使用机制和考核机制主要是通过激励教师积极参与各类仿真实训教学活动软件的使用和研发,以考核的形式检验教师的专业教学能力,并将这种考核作为教师的业绩和职称等方面的评定参考,以此提高教师的实践教学能力,激活教师队伍。
(三)建设仿真实训教学团队、打造活跃的学术氛围,促进仿真教学的改革创新
学校在仿真教学实践的进行过程中逐渐的形成一定的规模,但是在大规模之下,教师个体之间的协作还可能出现比较松散的情况。由此,学校要积极建立仿真实训教学团队,通过各类 “团体学习”让教师们在合作中扬长补短,共同研发最终实现共赢,以此达到实现知识拓展的目的。此外,仿真实训教学是需要相关的企业合作的,因为实践教学就是贴近真实的生产和职场的活动,教学的过程中任何一项研发工作都得与实践的生产活动相结合,所以促进校企合作,也是壮大仿真实训教学团队的重要措施。
高职学院的教育目的是要将学生培养成为应用型人才,完全脱离社会实际只注重于理论教学肯定是无法达到此目的的。因此在强调理论教学重要性的同时需要加强实训教学,使学生能够有所收获。
仿真实训教学模式的探究相关
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会计模拟实验教学作为会计教学的组成部分,在培养创新应用型的高级会计人才等方面发挥着重要的作用。下面是读文网小编为大家整理的会计模拟实验论文,供大家参考。
试谈基础会计模拟教学
一、基础会计模拟实训教材
基础会计模拟实训教材直接决定了实训效果的好坏,而且基础会计模拟实训针对的是会计专业中专学生。大多数学生在刚开始接触会计专业课程时都觉得比较难,特别是对会计上的一些名词、术语感到很陌生,如借贷记账法、会计账户等。因此在会计实训教材或实训资料的选择上应尽量浅显易懂,与《基础会计》理论课应配套,帮助学生加深对理论知识的理解。本人根据多年实训教学实践,以及在近几年辅导学生参加各级各类会计技能大赛的经验,结合科技实际工作要求、会计上岗证考试要求、会计工作规范,编写了校本教材《基础会计模拟实训》,并且在各年级实训及技能培训实验班实践多年,效果较好。通过几年的实践研究发现,学生对于基础会计模拟实训教材,不能过于复杂、冗长,否则容易造成使学生厌烦、糊涂的状况。
二、实训时间安排
在实训时间的安排上,基础会计模拟实训可以在学期中间平均分三周,与基础会计理论课同步进行,也可安排在讲授《基础会计》课学期的期末几周进行。本人认为采用中间一种方式效果更佳。因为在开设基础会计理论课的同时,配套进行模拟实训,可以加深学生对课堂理论教学内容的理解,还可以巩固和深化会计理论知识。
三、实训内容安排
在实训内容的安排上,本人把整个基础会计模拟实训分为五个项目,即:数字书写实训、会计凭证的填制与审核实训、会计账簿的设置和登记实训、会计报表的编制实训、基础会计综合技能实训。
四、教学情境设计
第斯多惠说:“教学的艺术不在于传授的本领,而在于激励、唤醒、鼓舞。”本人在基础会计实训教学中,主要采用模拟实际会计工作创设教学情境。本人借助多媒体课件演示实际做账的操作过程,学生观察模仿,在教师指导下进行操作练习,通过实物展台展示学生成果凭证,相互点评、纠错、学习,直至掌握。
1.真实学习情境:提供仿真的原始凭证等资料,在实训室环境中仿真做账。
2.合作学习情境:将学生分为若干个实训组,每一个实训组由7人组成,兼顾各个层次学生的组合搭配,相互合作学习。这样,可以使学生把所学的基础会计理论知识与实际操作相联系,并以这种联系加以认真思考,从而建构起当前所学知识的意义。学生一方面按照教师的要求及学习目标模拟操作,以巩固理论知识;另一方面凭借实践丰富会计理论知识,也为会计上岗证考试奠定扎实基础。
五、教学评价方式
实训课不同于理论课,不能单纯通过笔试来评价学生成绩,应该建立一套科学合理的教学评价方式。加上会计工作本身具有书面资料多,数据多,应注意的细节多,工作量大等特点,这些都给实训成绩的考核带来一定难度。在模拟实训过程中,就实训成果的正确性、规范性等方面,本人采取教师评价、学生自评、小组互评,教师按各项权重进行综合评定的方式对学生实训成绩进行评价,避免了一卷定成绩的弊端。
总之,基础在会计模拟实训教学中,要根据企业实际需求、学生本身的具体情况,通过多方面的努力,完善基础会计模拟实训教学体系,提高基础会计模拟实训训教学效果,培养实用型的中等会计专业人才。
谈高校会计模拟实验教学
摘 要:会计模拟实验教学是培养应用型会计人才的主要方式,我们要加大实验教学力度,完善实验教学体系。本文就目前会计实践教学中存在的主要问题提出了一些建议;科学的设计实验教材,由具备实践经验的人员担任实验指导教师,建立手工模拟与计算机模拟相结合的综合性实验。
关键词:实践性教学;会计模拟试验;手工模拟实验;计算机模拟实验
一、会计模拟实验教学是培养应用型会计人才的主要方式
要培养应用型人才就要加大实践教学的力度。目前会计实践性教学主要有两种方式:一是建设校内模拟实验室进行模拟操作;二是建立校外会计实训基地,让学生直接深入企事业单位进行实地操作。由于会计专业的特殊性,使得学生进入企业进行生产实习难度较大。其原因有三:会计信息具有保密性,企业一般不愿接受会计专业的学生进入财务科实习,学生即使进入企业也很难接触到实质性的会计工作。会计工作具有连续性,学生的短期实习未必能接触到年终决算及编制报表的工作。会计工作具有整体性,学生进入财务科通常只能实践一个岗位,学习到的只是整个会计工作的一小部分,因此缺乏对会计知识的整体性认识。这样来看,校外实训只能作为会计实践教学的补充。真正能使学生掌握会计操作技能的还是校内会计模拟实验,因此我们要加大会计模拟实验教学的力度,完善模拟实验教学体系。
会计模拟实验带有仿真性质,它将实验室模拟成一个财务科,使学生有一种身临其境的感觉,实验的范围一般是从建账、填制和审核原始凭证开始,然后编制会计凭证、登记账簿,编制会计报表,这样能使学生独立完成整个会计循环,提高实际操作能力。实验的内容一般是工业企业12月份的全部业务,这便于学生了解年终对会计工作的总结。
二、会计模拟实践教学存在的主要不足
现今高校会计教学基本都配有较成型的会计模拟实验室,也都在不同程度上开展会计模拟实践教学。
有些财经院校已将其列作与其他会计课程同等地位的课程,成为会计教学体系的一个组成部分。可见大家对会计模拟实验教学还是很重视的。但经过我这几年会计模拟实践教学的研究,我认为会计模拟实践教学存在如下几个问题:
(一) 会计模拟实验资料内容较粗,涉及面较窄。从目前许多高校现有会计模拟实验教材来看,内容较粗糙不够精炼,业务量是不少可是缺少推敲及精加工,业务的类型不够丰富。另外涉及的内容往往是一个工业企业某一个月份的经济业务。工业企业是一种典型的生产经营企业,通过对工业企业经济业务的模拟实习,可使学生对供产销的核算、对成本的计算有一个完整的认识。但在现代社会中,企业的经营范围不再单一,特别是集团公司的组织形式,往往包括了工业、商业、外贸及房地产经营等。而这些形式模拟资料大都不能反映,以致实验不够完整。
(二) 指导教师业务水平有限,使得实验内容得不到升华。试验指导教师通常由会计专业的任课教师担任,而这些任课教师通常都没有会计实际工作的经验。俗话说,理论来源于实践,我们这些教师理论知识通常很过硬,但实践等于零。所以在上实验课时往往会感到很吃力,针对学生提出的具体问题,只能具体解答,很难举一反三。
(三) 会计手工模拟还没有与计算机会计模拟相结合。近几年将手工模拟与计算机模拟相结合的呼声很高,但很少有人真正付诸实践。通常都是手工试验与计算机会计实验分开进行,使学生学习计算机会计时往往一头雾水,很难理解账表之间的关系。
(四) 过分强调真实性。有许多人认为会计实践教学应强调真实性,学生应分派角色,分配任务共同完成实验。我认为这一点是不可取的,我们进行实操的目的是使学生能够系统的、直观的、全面的了解会计核算的程序,强化动手能力以便今后能迅速进入工作角色。而给学生分派角色恰恰违背了这一实验目的,如让学生在各个角色中循环,则需要大量的时间和精力,理论上可行但成本颇高,实行起来不现实。
三、完善会计模拟实践教学的措施
(一) 科学设计会计模拟实验教材。设计一套全面的、真实的、综合的、精炼的模拟实验教材是会计模拟实验达到其目的的根本要求,这也是一项费时费力的工作,需要掌握大量的资料,并对资料进行详细地分析推敲,去粗取精,去伪存真,切忌照搬照用。另外实际资料要能反映我国最新的会计制度及会计准则的变化,使学生在实际的过程中既更新了自己的知识,又扩大了知识面。
(二) 指导教师应具有从事会计实际工作的经历,具有在不同的会计环境下处理不同会计业务的经验。校内会计理论教师可通过适量的社会兼职获取经验;也可聘任社会在职会计人员或退休老会计作为会计实验指导教师。这样指导教师就可利用自己在以往会计工作中的经验有针对性地解释学生在实验过程中遇到的问题,可以设置不同的会计环境提出问题供学生进行思考和职业判断,借此增强模拟实验现场的真实感,提高会计模拟实验的效果。
(三) 建立手工模拟与计算机模拟相结合的综合性实验。以往手工模拟实验与计算机模拟实验是相分离的两门课程,实验室通常也是分开的。这样不利于手工模拟与计算机模拟相结合进行教学,所以我们将二者相结合。将会计模拟试验分成两部分:
1.手工模拟实验部分,大约占总课时的三分之二。学生先根据实操资料进行手工模拟,建账、审核原始凭证、编制记账凭证、每旬编制科目汇总表、登记账表、编制年末资产负债表、利润表、现金流量表。
2.计算机模拟实验部分,约占总课时三分之一。学生根据同样的经济业务,以及手工编制的记账凭证进行上机操作,将凭证输入计算机,并自动生成报表,可将自动生成的报表与手工报表相核对。既可检验手工操作的正确性,又可形象地认识计算机会计的实质。
谈职业教育中的会计模拟实验
会计作为一门实践性和操作性很强的学科,在将理论知识向实际工作转化时,往往需要一个适应阶段。面对新的经济形势,如何培养高级应用型会计人才是职业教育的一个挑战。
一、会计模拟实验的重要意义
(一)加强会计模拟实验的必要性
会计是一门操作性很强的学科,在会计教学中,不仅要求学生有扎实的会计理论基础知识,还要有较强的实践操作能力,会应用会计理论和方法,解决会计实践问题。这种实践操作能力除了可在企事业单位的财务部门实习获得外,还可在学校为学生创造一个模拟“财务处”,使学生通过模拟实验获得。
(二)会计模拟实验比校外企业实习能提供给学生更多的动手机会
会计工作的直接载体是各种票据和账表,所有这些会计票据、账表都要求填制及经办的会计人员签名或盖章,以明确经济责任。从未动手制作过此类票证、账表的学生动起手来总会出错。为了避免出错,也为了及时获得会计信息,再加上会计资料涉及商业秘密,多数情况下,实习企业给予学生动手操作的机会极少。因此,多数学生到校外企业实习也只能是观光实习,达不到预期的效果。而会计模拟实验通过创造一个模拟的企业,可以使学生在这种模拟环境中,根据实验内容的要求,自己动手,根据经济业务填制原始凭证、编制记账凭证、登记账簿、编制报表直到进行财务分析。通过这样的模拟实验,学生对会计工作的全貌有了直观的了解,既培养了动手能力,又加深了对会计基础理论和会计工作内在联系的深刻认识,这种实践效果,是在校外企业实习所无法比拟的。
(三)会计模拟实验增强了学生的职业意识,强化了技能训练
在会计教学中,长期以来一直偏重于理论知识的传授,对学生的职业意识和实际操作能力的培养重视不够,这有悖于职业教育的培养目标。因此,一些学生参加工作以后,虽然有较强的会计理论知识,但实际操作能力很差,不会制凭证、登账、结账和编制报表。会计模拟实验的任务就是培养和提高学生的实际操作能力,使学生能够亲自动手操作。例如:让他们分别充当出纳、会计、会计主管和稽核人员等,练习假币识别、点钞、原始凭证的审核、记账凭证的填制、账簿的登记、报表的编制以及审核签字等,大大缩短了从理论到实践的距离。
二、会计模拟实验的组织
(一)会计模拟实验的内容
会计模拟实验的内容分为单项、阶段性和综合模拟实验三类。
1.单项模拟实验
这种模拟实验是以理论教材的章节为实验单位,按理论教学进度分别组织实验。如在《基础会计》的教学过程中,可分别开展原始凭证、记账凭证的填制审核和传递、会计账簿的开设和登记、结账和错账更正实验等;在《财务会计》的教学过程中,可分别开展银行存款余额调节表、试算平衡表、会计报表的编制和审核实验等。这样可使学生在学完一个内容后,在实践操作中对会计理论知识形成有一个直观的了解。
2.阶段性模拟实验
在学生学习完一门会计专业理论课之后,应安排一周左右的时间,对本课程所涉及的经济业务和相关会计处理方法、程序进行比较综合的模拟实习,让学生进一步巩固本课程所涉及的相关知识。比如在学完《成本会计》后,可设计一些材料费、人工费、水电费、燃料费等费用的结算和分配业务,让学生运用所学过的各种成本计算方法,计算产品的成本,使学生熟练掌握费用的发生、归集和分配的全过程,加深对理论知识的理解。
3.综合模拟实验
这种实验主要是在学生学完大部分专业课程后进行,以提高学生对所学过的专业知识综合运用的能力。综合模拟实验的资料,是某一模拟单位某一特定月份完整的会计资料,包括企业的基本情况、成本计算方法、各账户的期初余额、原始经济业务、财务分析指标、相关财务制度和政策规定等。按照实验的总体要求,从填制原始凭证、记账凭证、登记账簿、编制报表到完成实验报告进行全面、系统的综合模拟实验。
(二)会计模拟实验的方式
对于单项模拟实验和阶段性模拟实验来说,实验内容不多,一般要求每个学生独立完成;而对于综合模拟实验,因其实验内容较多,工作量较大,综合性较强,实验时可采用以下组织方式:
1.个人独立运作
要求每个学生各自单独完成全部会计模拟实验内容。其优点:学生通过整个实验过程可以全面、系统地掌握各项专业技能;其缺点是:不能使学生感受到实际工作中会计机构各岗位的业务分工和内部牵扯制度以及会计凭证在各岗位之间的传递过程,学生的工作量大,材料消耗也大,实验成本较高。
2.分工运作
要求把学生进行分组,在每组中按照会计机构内部各岗位的分工情况,进行分岗位操作。其优点是:增强实验的真实性和直观性。学生在实验过程中,既能熟悉、明确各种会计岗位的基本职责,掌握各类经济业务的账务处理过程以及原始单据和其他会计凭证在各个会计岗位之间的传递程序和方式,也能了解到财务部门与企业内部其他单位及外部有经济业务往来的相关单位的财务关系,掌握相关业务的处理方法。其缺点是:实验过程组织难度相对较大,而且学生对实验内容的全面了解和掌握程度明显低于个人独立运作方式。
三、目前会计模拟实验教学中存在的问题
(一)过分强调会计核算,忽视会计监督
会计模拟实验基本都是要求学生完成“凭证――账簿――报表”的循环,即根据原始凭证编制记账凭证;再根据记账凭证登记账簿;最后根据账簿记录编制会计报表。学生拿到实习资料后,接着就按要求编制记账凭证,忽略了“审核、监督”这一重要环节。造成这一现象的原因在于教师在准备资料时,没有准备不真实、不合法的原始凭证供学生判断、选择,使学生从观念上淡化了这一步重要的审核工作。
(二)模拟实验指导教师由会计专业教师或实验员担任,脱离实践
目前,高校中的会计模拟实验指导教师多数是由会计专业教师或者实验员担任,而这类指导人员对于具体的经济业务环境一般也未亲身经历过,在指导实验过程中,只能根据自己所掌握的理论知识、凭自己的能力来判断具体经济业务的处理方法。但理论知识往往与实际会计操作有一定的差异性,使指导教师的解释表现得不够真实,脱离实践。
(三)模拟实验中偏重手工会计,忽视计算机会计
由于计算机会计的快速发展,大多数企业实行了会计电算化,以计算机代替手工进行会计处理,会计基础知识和计算机知识成为现代会计人员所必备的能力。但在高校会计模拟实验中,绝大多数仍然停留在手工会计模拟阶段,对于计算机会计的模拟实验进行得还很少。学生工作以后,还要适应计算机会计的处理方法。造成这种现象的原因主要是师生在意识上对计算机会计模拟实验的重视程度不够。
四、对今后会计模拟实验的设想
(一)配备有经验的专职会计模拟实验指导教师
会计是一门操作性很强的学科,应选择那些既有深厚的会计理论知识,又有丰富的实践经验,而且有高度敬业精神的会计人员担任学生的实验指导教师。如果学校与校企合作办学办得好,还可以聘请企业中有经验的高级会计人员到学校进行指导,增加学生实验的现场真实感。这些对于提高学生的实际操作能力都有很大的帮助。
(二)加强会计电算化模拟实验
高校已经配有计算机会计实验室、财务软件,只是还没有充分利用起来。可以利用现有的资源,让学生在手工会计模拟资料的基础上重新进行计算机模拟,从原始数据的录入、原始凭证和记账凭证的编制,到计算机自动登记账簿和生成会计报表,让学生从计算机会计模拟中体会到会计电算化的快捷方便。从手工会计模拟到计算机会计模拟,计算机模拟是在手工模拟之后进行的,学生对经济业务已比较熟悉,虽然计算机模拟的时间可能较短,但收到的效果却很大。
(三)完善会计模拟实验的总结和考核工作
会计模拟实验是从理论向实践的转化,并不是学习的终结,应在实践中发现问题、分析问题。通过会计模拟实验,使学生体验到实际的会计工作过程,增强了感性认识,但这还远远不够。每次实验结束后,应让学生认真总结,把自己在实验中的体会和感想写出来;全部实验结束后,要求学生把实验资料装订成册,存入档案,妥善保管,作为学生的实验样本。这些资料一方面作为学生的实验成果和评定成绩的依据;另一方面也可作为下一届学生实验的参考资料。
在会计模拟实验成绩的认定方面,会计模拟实验的考核办法应从单一标准转向多元化,建立一个科学的考核评价体系。具体考核时,应综合考虑学生在实验中的基本操作能力、理论联系实际的能力、实验后的总结、实验报告和实验成果资料等方面,评出优、良、中、差,进行量化,作为会计模拟实验的成绩,记入学生学籍。
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计算机仿真技术在物理光学教学改革中的探索与研究物理光学历来都是光学专业本科生必修的基础课,其在专业课程体系中的重要性是毋庸置疑的。下面是读文网小编为大家整理的计算机仿真技术专业毕业论文,供大家参考。
摘要:进入新时期以来,得益于计算机技术不断进步,仿真技术成为了当前其主要发展趋势。这是因为借助于该计算机技术,使得人们能够通过构建精准而逼真的模型实现对物体进行三维图像模拟,这一优势使其迅速被应用各行各业生产建设中去。而信息处理作为计算机重要的基础组成,仿真技术在很大程度上依赖于其,因而可以说这二者有着极为密切联系。对此,本文将基于笔者多年计算机研究实践,对计算机仿真技术进行概述,并分析该技术,最后在探究其与信息处理的结合。
关键词:计算机;仿真技术;信息处理;结合;探究
1计算机仿真技术概述
计算机仿真技术(ComputerSimulation)指的是通过运用建模、仿真以及图像处理分析等方式把不可视的物体转变成为可视形象化模拟,从而使得人们能够借助于此了解该物体性质、规律等。结合实践来看,建模可以说是该技术的重要组成部分,通过建模可以实现在实际情况下难以或无法实现对物体内部构造模拟,随后再辅以相关技术,让我们能够全面而准确地掌握物体。正是凭借于这一优势,使得计算机仿真技术被广泛地应用到诸如建筑、航天、交通以及制造等多种行业,并逐渐成为行业中不可获取重要技术。
2计算机仿真技术分析
计算机仿真技术就是通过计算机对物体进行虚拟模拟的技术,结合实践来看,其主要涉及建模思想、图像处理分析与数字化等技术。通过研究可知,该技术在运用过程中一般经历以下几个步骤:
2.1对物体进行数据模型构建
实践中,计算机仿真技术运用第一个步骤便是对物体进行数据模型构建。在此过程中,主要使用归纳与演绎两种分析方法,有时我们只需单独使用某一方法便可以实现数据模型构建,有时则需要将这二者结合,这需要技术人员根据相关要求决定。以演绎法为例,首先计算机将物体模拟的数字化数据进行采集,随后系统在此基础上根据所设定参数对上述数据开展演绎分析,将该物体数据模型构建起来。
2.2物体仿真模型实现
当物体数据模型构建起来后,技术人员需要对其进行仿真模型实现。简单来说,就是技术人员通过使用编程语将所构建数据模型进行程序化处理,从而使得该模型实现仿真。需要注意的是,在物体仿真模型实现时,所使用编程语言众多,技术人员必须在充分结合数据模型特征以及相关要求基础上进行数据分析,随后准确地使用编程语言将其模型化,最后通过程序化管理,确保仿真模型实现。
2.3仿真模型验证
在上述工作完成后,为了确保所构建物体仿真模型有效性,技术人员需要对其进行验证。此项工作的重点主要是在于对该模型中数据根据相关方法开展验证,随后技术人员根据相关标准对验证结果进行判断,从而确定该仿真模型是否达到要求。
3计算机仿真技术与信息处理结合探究
正如上文所述,计算机仿真技术的实现在很大程度上依赖于信息处理,将二者相结合对仿真来说不但有助于有效地提升其效果,同时也可以使得仿真实验功能不断完善;而对于信息处理而言,则可以在把抽象的信息进行可视化、虚拟真实化处理前提下,有效地提高其处理准确性以及效率。有鉴于此,加强二者地结合与应用逐渐成为了当前主要发展趋向。对此,下面笔者将二者一些结合进行简单阐述。
3.1计算机仿真技术与光信息处理结合
光信息处理具有速度快、容量大、可并行等优点,是一类极为先进的信息处理技术。而计算机技术对二维图像信息的处理有着显著的优势,将二者进行有效结合,可以有效识别图像特征、增强图像处理能力。例如CAI、CAD等软件都是现阶段科学研究工程实际的新手段。
3.2计算机仿真技术与软件信息处理结合
除了上述与光信息处理相结合外,计算机仿真技术与软件信息处理结合也是当前极为重要的一种形式,而在此其中以matlab软件最为典型。该软件作为计算机重要软件之一,不但涉及矩阵运算以及信息处理等众多方面,同时还具有很高的灵活性。除此之外,该软件在信息处理上还具有诸如运算安全性高、输入快捷以及功能丰富等诸多优点,因而使得其成为了当前计算机仿真技术与软件信息处理重要的结合与应用。结合实践来看,技术人员在运用matlab软件时,首先将所要处理的信息输入到其中,随后该软件按照相关设定开展仿真模拟,然后计算机在此基础上对信息开展可视化处理,如此一来将极大程度地提升信息处理工作准确性以及效率。
4结束语
总而言之,计算机仿真技术是现阶段应用较为广泛的计算机技术,并且定将在未来发展的道路上越走越远。而对于信息处理来说,大部分信息处理技术已被植入到计算机仿真技术当中,将二者相互结合起来,不能呈现出巨大的优势,并且极具发展空间,具有极为广阔的研究价值。
参考文献:
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[3]贺秀玲,姜运芳,施艳.计算机仿真技术与信息处理结合探究[J].煤炭技术,2013,32(7).
【摘要】随着现代化计算机技术的快速发展,计算机所模拟的结构、功能以及所使用的计算机系统,在涉及到的过程控制系统在动态行为上的模仿更为逼真。这属于一种描述性的技术,是通过定量分析来建立出相应的模型,或者是通过系统对一个过程或者系统进行描述,最终在一个集的条件之下,就能够获得定量的仿真指标或者是定量分析过程亦或是系统。文章从计算机仿真发展的全过程出发,分析其特点、仿真步骤与关键技术,然后基于应用领域,对其发展进行探讨。
【关键词】计算机;仿真;发展
1引言
自改革开放以来,计算机技术发展不断加快,信息处理技术也得到了进一步的提升,让仿真技术拥有更为广阔的应用控制。为了更好地做出全面的运行行为分析,需要做好计算机仿真的应用与研究,最终满足提高计算机仿真技术的目的,使其在各个领域的作用都可以得到良好发挥。
2计算机仿真的发展
随着图形图像技术与计算机技术的发展,计算机仿真技术也有所提高,纵观历史发展之河,计算机仿真主要发展分为几个阶段。第一,模型试验。这属于一种古老的方式,是基于物理模型的一种试验,不仅费时费力,还浪费材料。第二,数字化仿真。通过计算机技术做好相应的分析,但是计算机分析的结果却存在局限性,无法作辅导直观的表达。第三,图像化仿真。通过三维图形技术的利用,将计算结果表达出来,具备重复使用以及科学性的优势。第四,虚拟现实技术。不但可以利用图形图像技术来对仿真结果进行表达;另外,通过触摸仪器的利用,也可以为人们传递逼真的现实环境,让人们愿意沉浸其中。
3计算机仿真技术特点
第一,根据实际的需求,可以对模型参数进行调整、修改以及补充。人们可以获取想要的结果,改善研究计划。相比传统的物理实验,仿真技术操作成本更低,不存在风险,而且更加灵活。第二,计算机模拟结果是一个极短时间的仿真,可以及时地提供生产实践指导。第三,仿真结果不仅准确,而且可靠。只要仿真模型、仿真程序以及系统模式是科学合理的,其结果就一定是准确的。传统的模拟技术属于迭代的过程,在一定程度上,一个真正系统的性能,抽象的模型,在通过假设与实验之后,受试者阅读输出与验证模型,根据相关的参数以及模型的变化进行判断,不仅效率偏低,而且还会受到环境、安全等因素的影响,很难让仿真结果符合人们的意愿。计算机仿真技术以及科学技术是基于系统仿真结果而建立起来的,在动力模型试验的条件之下,不会受到过大的环境影响,其效率更高、安全性更高,能够对时间规模进行改变,进而成为设计、运行、评估、培训系统,特别是复杂系统的关键工具。
4计算机仿真的步骤及关键技术
开展计算机仿真的步骤。第一,建立出数学模型。通过专家经验以及观测数据表达的分析,利用各种手段做出考虑,然后建立一个数学模型。第二,将数据模型程序化,利用先进的自动编程软件,通过交互式的操作,就可以将数据模型程序化完成。第三,仿真实验。在进行仿真实验之前,需要设计一套实验方案,并按照实际要求运行仿真模型,以满足实验需求。在计算机仿真的计算中,包含几个关键技术。第一,智能化仿真。通过科学技术,在整个仿真过程中植入人类的思维行为,并以知识作为其核心,进行开发研究,通过仿真技术和人工智能的相互结合,就能够仿照出接近于现实的物体和景物,满足人们的实际需求。第二,仿真面向具体的对象。由于人们主观的意识,通过功能设计的研究与发展,对图片与动画进行整合,就能够实现对象对信息的获取,最终带动系统活动。第三,人机仿真和谐。站在多媒体、虚拟以及可视化的仿真角度,就可以将计算机仿真的实际作用反映出来。第四,分布交互仿真。通过现代化网络计算机技术的运用,可以实现仿真设备的互连,让空间与时间相互配合,这样就能够达到仿真环境的虚拟。
5计算机仿真技术的应用
5.1军事领域
在军事领域中运用计算机仿真技术,主要是贯穿武器装备的设计、研制、生产、使用和维护。设计阶段,需要针对设计的实物做好仿真模型的试验,这样可以将产品设计的风险降低;研制过程,通过仿真技术,可以完成项目的检测与调试,避免出现不必要的环节,同时,研制进度也能加快;生产阶段,通过仿真模型,可以实现武器装备的测试,以确定产品是否能够满足质量标准;维护阶段,通过仿真模型可以对产品性能进行综合化评估,并建立出预控方案。在军事领域中运用计算机仿真技术,就可以将研制武器装备的周期加快,这样也可以节约成本,降低风险,将产品的综合性能提高到新的高度。
5.2教育教学领域
在教育教学领域中运用计算机仿真技术,可以满足课堂教学质量与效率的要求。通过仿真模型的教学试验仿真与动态试验的相互结合,就可以将抽象化的内容实体化,如此就能让学生对仿真计算的方法以及网络模型有一个更深入的了解,最终满足教学所需。5.3工业领域随着工业的不断发展,工业领域涉及到的项目与系统等都具备一定的特殊性与复杂性,通过计算机仿真技术,就可以提高生产的经济性与安全性,也可以对工业项目生产的机理和规定有更进一步的了解,提供理论依据以支持工业产品的性能指标。一般来说,主要是在石油化工、设备仪器、电子产品和汽车等领域使用。
6计算机仿真技术未来的发展
随着计算机科学技术的发展,计算机仿真技术发展也在不断完善。在新的发展空间、发展条件之下,计算机仿真技术发展集中在两个方面。
6.1网络化计算机仿真技术
由于当前计算机仿真系统所开发出来的并不兼容,也不能实现相互之间的转移,导致共享存在一定的难度。由于开发成本过高,并且需要耗费大量的时间,所以一直无法满足物尽其用的功能。为了将这一部分问题解决,实现网络化的计算机仿真技术,就能够达到资源共享的目的。在未来,这一趋势必定会拥有极为广阔的发展前景,并且也可以避免因为二次开发所造成的投资成本费用的大幅度增加。另外,在这一过程中,还可以得到一定共享费用的回收,带来一定的经济效益。
6.2虚拟制造技术
随着虚拟制造技术不断端深入,使得计算机仿真技术也拥有另一个重要的发展方向。在20世纪的末期,虚拟制造技术得以发展。在计算机上运用虚拟制造技术,主要是实现从产品的设计阶段到产品的出厂阶段以及企业各个级过程的控制与管理,都需要通过计算机仿真技术才能够将其实现。另外,通过虚拟制造,也使得制造技术不必再对原本的生产经验过于依赖,可以实现多维度的制造预测,这样就能够促进机械制造领域更好、更快的发展下去,让其拥有更为广阔的前景。
7结束语
随着计算机技术的不断发展,计算机仿真技术发展已经成为计算机领域的一大趋势,并且在未来的发展道路上也可以获得提高与完善。所以,以计算机为基础的仿真技术,再配合上通信技术与计算机技术,就可以促进信息化以及社会现代化的发展,再以此为基础,就可以推动仿真技术的发展。因此,我们可以清楚地了解到,不断地扩大计算机仿真技术应用领域,才能够将其应用效果扩大,让其拥有更为广阔的发展空间。
参考文献
[1]贺秀玲,姜运芳,施艳.计算机仿真技术与信息处理结合探究[J].煤炭技术,2013,07:224-225.
[2]徐庚保,曾莲芝.计算机仿真系统述评[J].计算机仿真,2012,04:1-5.
[3]高辉.计算机实验的仿真技术探析[J].长春教育学院学报,2012,06:130-131.
电大计算机专业相关
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