计算机仿真应用研究:计算机仿真在汽车工程中的应用

一、汽车被动安全方面的应用

汽车被动安全指的是汽车在不可避免发生交通事故之后对于车内人员的保护作用,或者在发生车祸之后降低车内人员所受的损失[2]。为了提高汽车被动安全性能就需要进行大量的碰撞试验,但是利用实车进行试验的话会使得研究成本增大,那么就可以利用计算机数值模拟方法,即在不利用实车进行实验的情况下来进行汽车被动安全实验,这样就可以显着的节省实验成本,当模拟实验做到一定程度之后就可以利用实车进行实验,用实际情况来检验汽车被动安全性能,由此可见计算机数值模拟方法对于汽车设计有非常重要的作用。

二、基于MATLAB/Simulink的仿真技术

MATLAB/Simulink仿真技术在汽车工程中的应用主要是预测汽车的性能、能量消耗以及车辆零部件的效率,这对于汽车工程有着非常重要的作用。该仿真技术可以完整的模拟汽车运行时的状态以及逻辑结构,这对于车辆控制器的开发与测试有着较大的作用。利用该仿真技术还可以根据实际情况搭建,便于调整,使得仿真结果输出结构更加直观[3]。仿真过程中信息的流动分为前向仿真和后向仿真两类,前向仿真的数据流方向与实际系统的能量流动方向相同,即以驾驶员的需求目标作为仿真的起点,这样便可以真实的反应系统的运行状态。后向仿真循环的数据流方向与实际系统的能量流动方向相反,能够反映系统的静态特性,后向仿真循环常用于设计阶段的能量控制策略。

三、硬件在环仿真分析

硬件在环仿真最初是应用在结构复杂系统的开发和测试上,即用数学模型来描述一部分的仿真系统,然后利用虚拟运行环境进行逼真的模拟,其较大的特点就是实时性。硬件在环仿真分析可以充分的发挥物理仿真以及数学仿真的优点,避免了物理仿真与数学仿真的缺点,而且硬件在环仿真分析能够在没有车的情况下对于整车或者车部件进行仿真,这样就可以对各个部件的组合进行较好的评价,使得汽车的结构更加合理[4]。硬件在环仿真分析不仅能够缩短汽车的开发周期,而且在车辆测试过程中可以不必使用实际的硬件,有效的降低了车辆的研发成本以及维护资金。虽然硬件在环仿真分析能够对实际情况进行逼真的模拟,但是并不会产生真实的危险。

四、虚拟现实技术

虚拟现实技术是一种新型的使用技术,虚拟现实技术是以计算机作为基础,并在特定的环境下进行的虚拟实验,虚拟现实技术可以让人在虚拟的环境中感受到现实。现今虚拟现实技术在很多行业中都有较多的运用,包括军事、游戏等,当然虚拟现实技术也运用到了汽车工程中,利用虚拟现实技术可以将汽车数字化,然后配合一定的环境,驾驶员进行仿真驾驶,驾驶员进行仿真驾驶的过程中就可以感觉到汽车的震动、噪音,这样驾驶员就可以对于汽车的性能做出一个直观的评价,而且不需要利用实车进行测试,这样不仅减少了研发资金而且降低了汽车研发过程中的风险[5]。虚拟现实技术在汽车工程中的应用使得汽车的开发速度显着加快,而且汽车的舒适性也得到了较大的提高。

五、高层体系结构技术

高层体系结构技术是美国在1995年所研发出的技术,高层体系结构技术能够将应用层与环境分离,并较大限度的利用新技术来进行服务功能,这种系统有非常强大的适应能力。无人驾驶飞机就是利用高层体系结构技术发展起来的吗,如果将高层体系结构技术与交通工程仿真技术结合起来的话便可以达到更好的效果。随着计算机技术的不断发展,更多的计算机技术将运用到汽车工程之中,并以此来达到人们对于汽车的各种要求,使得汽车行业得到更好的发展。

计算机仿真应用研究:计算机仿真在技术学校电路原理中的应用

［摘要］电路原理教学是中等职业技术学校较为基础的一门课程，具有众多的公式以及电路图，而且其方程推导以及电路定理较为严谨，传统的教学无法达到其教学目的，因此将计算机仿真应用其中具有十分重要的作用。

［关键词］计算机仿真；电路原理；教学

利用计算机科技成果而建立起来的计算机仿真技术，可以在一定的实验条件下，自动建立电路方程，开展各种动态模型的实验工作，并且可以应用动画与图形等形式进行表现，是一项受环境约束少、具有较高效率的综合性技术。将计算机仿真应用在中等职业技术学校电路原理教学中，不仅有利于学生对这门课程的学习，而且还有助于拓宽他们的知识面，对学习电子信息领域的其他后续课程具有十分有益的作用。

一、计算机仿真技术的具体特点

（一）可以提供简单有效的实验方法

在实际的教学过程中，应用计算机仿真技术，可以将一些仪器以及图表等结合其实际的情况进行详细的绘制，有利于学生更加与直观地学习，并且计算机仿真技术还可以提供一套较为行之有效、花费成本较低、较为简便的实验方法。在学生开展某一电路实验时，根本不用担心会由于其操作措施不当而引起的不良效果，其系统的维护操作，可以充分保障其自身具有较为长久的使用寿命。若在做实验的过程中，学生遇到了某些不懂的问题，还可以进行在线帮助，在各种帮助下完成相关的实验，根本不需要进行反复的实验操作，这无疑大大减少了对实验原料与实验器材的消耗与浪费。另一方面应用计算机仿真技术，还可以完成一些难度较大的实验，充分增强学生亲自做实验的感受。

（二）可以提供多种有效手段

计算机仿真技术通常情况下都是具有较为强大的混合模拟功能以及数字信号模拟功能的，不仅可以对各种工作状态下的电路仿真图形中的电波与数据进行多方位的存储，而且还可以进行适当的打印工作。在中等职业技术学校电路原理教学中应用计算机仿真技术，绘制出来的模型往往具有十分齐全的元件库，可以为实际生产提供各种便利。另外，计算机仿真技术不仅具有对动态、静态以及失真等方面数据的分析功能，而且还可以合理地判断并分析其电路中可能出现的各种短路问题等故障。

二、将计算机仿真技术应用到电路原理教学中的具体途径

（一）建设计算机的实践案例与仿真演示

在中等职业技术学校电路原理教学中，建设计算机实践案例与仿真演示是积极推进其实践教学改革的基础，也是其课程建设的一个较为重要的方面。要结合课程的知识体系与教学目标，由浅入深地将计算机仿真技术从基本的电路定律应用到复杂的电路推导，结合其理论进行推导演算，从简单的单元电路应用到功能性较强的电路模块，促进学生对其理论知识的理解。并且在讲授具体章节时，还可以将计算机仿真技术作为其课堂演示的实例，提高学生的学习兴趣。在授课的过程中，实践案例往往侧重于对一些实用性与趣味性较强的综合性电路的分析，有时会引用手电筒电路、日光灯电路等与课程结合紧密的实践案例，引导学生对案例进行分析与讨论，培养学生的实践能力。同时，还可以结合交流电教学，按照其家居的实际情况，设计一些低压家居电路的实践内容，在考虑安全之后简单模拟一下家居电路的布线。虽然设计的电路较为简单，但是在这次实践以后，每一位学生都会对家庭的用电情况以及真实布线具有更加深刻的认识。

（二）将计算机仿真技术与实验部分相结合

将计算机仿真技术应用到实验部分，并相继对其实验内容进行适当的调整，将计算机仿真技术与现有的模块化电路实验设备进行结合，使实验与理论联系更加紧密。比如，在变压器电路的仿真、节点电压法的仿真等实验的过程中，可以让学生进行实物实验分析前，通过仿真分析了解电路的基本情况，在得到了一些理性认识之后再进行具体的实验，拓展他们的思维能力，让他们可以更加深刻地理解与认识实验原理，提高实际的动手能力。同时，在进行作业要求时，可以让学生利用计算机仿真技术去完成。学生可以通过其硬件，较好地复习基本技能与基础知识，对课程理论的具体应用有更为深刻的了解，在不知不觉中培养他们的学习兴趣。综上所述，中等职业技术学校中电路原理这门课程，不仅具有较强的理论性，而且具有较强的操作性。在学习过程中，往往会由于其知识过于抽象，而使学生学起来较为吃力，难度过大。现阶段，将计算机仿真技术应用其中，不仅可以将抽象的理论文字转换成较为具体、直观的图像与图形，结合动画和视频等方式展示其仿真效果，而且还可以将一些教学的重点与难点制作成内容较为生动、丰富的课件，激发学生学习的积极性，提高其学习的兴趣，同时也增强了教学的效果，有利于促进电子类专业的长远发展。

作者:薄海群 姜浩 单位:西丰县中等职业技术专业学校

计算机仿真应用研究:计算机仿真技术课程教学中的应用

摘要：在研究生的计算机仿真技术课程教学中，针对机械工程类研究生的专业方向、课程体系的设置以及工科研究生自身特点，为培养研究生的自主学习能力、创新能力以及增强其工程应用意识，通过在计算机仿真技术课程教学的经验积累，逐步探索出以项目驱动为主要教学方法，通过实践应用，取得良好的教学效果。

关键词：项目教学法；计算机仿真；创新；实践

一、前言

研究生教学有其突出的特点，他们中多数人理论基础扎实，获取书本知识能力强。但同时也存在创新意识和创新能力不足、工程应用背景不够的缺点。本人通过十多年研究生教学的实践，结合本学院研究生专业方向、课程内容针对性强等特点，对如何在研究生教学改革中突出培养学生的自学能力、创新能力，增强学生的创新意识与工程应用能力等问题进行了一些改革创新。

二、课程定位及课程特点

随着现代工业的发展，科学研究的深入与计算机软、硬件的发展，计算机仿真技术已成为分析、综合各类系统，特别是大系统的一种有效研究方法和有力的研究工具，计算机仿真技术已经广泛应用在各技术领域、各学科内容和各工程部门。仿真技术已经在国防军事、国民经济、社会生活的众多领域发挥了重要的作用，国内外众多学者认为，仿真技术“正在成为与理论、实验并列的第三种认识和改造客观世界以及科学研究的手段”，因此仿真技术被认为是“使能”技术。计算机仿真技术是仿真科学与技术涉及到的有关具体仿真技术中最为基础的部分，具有综合性、多学科交叉等特点。为了拓宽机械工程专业基础，提高培养对象的整体素质，更好地适应社会对机械工程专业人才的需求，高校工科专业的研究生应掌握一定的计算机仿真知识与技能。计算机仿真技术课程是我校机械工程学院面向所有研究生各专业方向的研究生开设的一门专业基础课程，考虑专业应用需求并结合教学实践情况，课程目的是通过本课程的学习，要求学生掌握计算机仿真技术方面的基本理论，基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后分析、综合各类工程系统或非工程系统提供一种有力的工具，以便能灵活应用所学的计算机仿真技术为本专业工作服务。一方面，基于仿真技术课程的内容方法较多，实践性强的特点；另一方面，授课对象专业方向较多、授课学时有限等特点，如何解决在有限的教学课时内讲授内容繁多的仿真内容、对计算机仿真技术课程进行教学方法和手段的改革探索和实践，以达到计算机仿真技术教学目标。

三、教学内容的设置和教学方法的选择

课程开设初期，由于只是机械电子工程专业方向的同学选修，所以所讲内容基本针对该专业方向进行设置。随着选修人数的不断增加，以及选修学生所属专业方向的扩大，专业方向包括：机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、机械工程（专业学位）等，基本涵盖了机械工程学院的所有专业方向。计算机仿真技术课程涉及多个交叉学科，紧密相关的课程包括数值计算方法、计算机编程、计算机图形学、高等数学、自动控制原理、现代控制理论、优化设计等课程。如何讲出本课程的特点，并充分结合相关课程内容，必须在教学内容的选排上下功夫。项目教学法是一种以任务驱动、以项目为基本教学单元，将理论教学和实践教学有机融合在一起，强调综合能力的培养在研究生教育中的重要性，突出学生在整个教学过程中的主体地位。因此，为了满足各个专业方向学生的要求，使他们能够掌握一门工程分析技术，为后续的学术论文和硕士学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段，本人在讲授该门课程的过程中，逐年对教学内容、教学手段和教学考核方法等不断进行调整和完善。1.采取项目专题方式进行教学内容的讲授，调整授课内容，采用专题教学方法使课程主题内容分明，有利于将仿真方法讲深、讲透。2.扩展所授课程内容涵盖的范围，包括数值计算、优化设计、图形可视化、控制系统特性仿真、控制系统设计以及与外部软件的接口等内容，以满足各专业方向学生的需求。3.增加与课程相结合的实验教学内容。计算机仿真技术本来是实践性很强的综合性技术，仿真技术本身是在对控制系统分析的过程中不断完善和发展起来的。因此并结合各个专业研究生的不同研究方向，灵活设计若干个专题实验，使学生学以致用，培养学生将该门课程应用于实际工程的能力。4.采用多个工程应用实例进行教学，从系统应用、数学建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等，使学生从生产实际认知的研究对象，提升到理论高度的学习，应用所学的各科理论知识和技术手段，进行数学建模、仿真建模的建立，并对模型求解以及特性进行分析，获得直观结果，提高学生学习兴趣，最终解决实际工程问题，培养学生解决工程实例问题的能力。5.结合学科前沿，进行课堂讨论。研究生在初步掌握了对系统的模型、仿真算法设计、仿真及结果分析这程后，为强化计算机仿真在实际工程的应用概念，在此基础上，以项目形式，开展课程学科前沿以及将该门课程与现代技术融合等专题讨论。6.增加实验环节，培养研究生工程实际应用能力。利用各种平台，扩充计算机仿真技术资料，提供近期的仿真案例，结合教学团队的科研课题，设计实验项目，培养研究生工程实际应用能力。

四、项目教学法的教学效果

基于项目教学法计算机仿真技术课程的教学方法改革与实践，满足机械工程学院各个专业方向研究生的需求，教学方法和手段的完善，使研究生自主学习能力、创新能力和工程应用能力等得到了进一步的提高。计算机仿真技术作为工科研究生的必备研究手段和技术，使学生掌握一门工程分析技术，为后续的课题研究、学术论文和学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段。近五年的每年30—40人研究生选课，工程硕士每年20人左右选课，课程得到了各专业方向研究生的普遍认同。本人指导的研究生，发表与该课程相关的学术论文近20篇，撰写的硕士论文均用到计算机仿真技术。

五、结束语

根据工科研究生自身特点、研究方向以及课程体系设置等情况，本文以计算机仿真技术课程教学为例，基于项目教学法为主要方法，对课程的特点、教学内容设置、教学方法实施等方面进行了总结，达到本门课程的教学目的，满足研究生的培养要求和培养目标。

作者:罗艳蕾 罗瑜 刘会勇 单位:贵州大学机械工程学院

计算机仿真应用研究:计算机仿真技术在物流中的应用

【摘要】本文主要针对计算机仿真技术的发展进行研究，探讨了计算机仿真技术在物流服务中的应用。随着计算机技术与物流行业的发展，自动化物流系统中对计算机仿真技术的应用逐渐增多，在计算机仿真技术的支持下，物流行业也呈现出快速发展的趋势。而当前针对自动化物流系统的研究还不多，本文也针对自动化物流系统中对计算机仿真技术的应用进行实践与探索，为自动物流系统的发展提供支持。

【关键词】物流服务；计算机仿真技术；应用

随着科学技术的发展，自动化技术在物流行业中的应用增多，提高了工作效率的同时，自动化系统也越来越复杂。对于管理者而言，需要在生产过程中谨慎考虑每一个决策。在对B2B、C2C服务模式的特性与共性研究基础上，对物流服务评价指标体系进行设计，通过确定物流服务质量评价维度，在不同模式下，对电子商务物流服务质量评价指标体系进行构建。在这一背景下，计算机仿真技术的出现满足了物流服务的需求，管理者也将计算机仿真技术用于自动化物流系统中，提高了管理质量及服务质量。

1计算机仿真技术与自动化物流系统概述

计算机仿真技术在计算机技术的发展背景下也呈现出快速发展的趋势。计算机仿真技术是对研究对象应用数学模型进行模式，实现对研究对象了解的目的。对于计算机仿真技术而言，包含的学科内容比较多，如控制、多媒体及计算机技术等，属于多领域、跨专业的综合性学科。现阶段，人们也越来越多的会应用到计算机仿真技术，其发展潜力非常大。尤其是在一些研究对象对人体有危害或自身存在危险性中，通过计算机仿真技术都能解决。如核电站、宇宙飞船等研究。在物流行业的发展中，提高物流服务质量是行业发展的基础，而自动化物流系统的应用，能够促使物流服务质量的提升。自动化物流系统属于复杂的系统工程，在物流各个作业环节中集合了光、机、电等技术，实现了全过程自动化作业。该系统属于综合性计算机集成化物流管理系统，包含自动化高架立体库、自动引导车及往复式穿梭车、自动化输送、逻辑控制等系统。

2计算机仿真技术应用的步骤与方法

2.1仿真软件的选择

现阶段，市场中的计算机仿真软件种类非常多，适合物流系统仿真的软件数量也特别多，不同软件具有不同的特点、优势及局限。因此，在对物流系统仿真软件进行选择时候，要结合实际情况来选择。尽管仿真软件的种类较多，但其主要模块的功能都是一致的，主要包含以下模块：①Conveyer。仿真系统的速度、斜坡及宽度等参与均由该模块设置，由滚筒传输、非积放式传输及含积放式系统混合构成，其功能非常强大。②PathmOVer。在往复穿梭车、自动引导车及升降机等模型汽车中应用广泛且效果较好。③AS/RS。模块主要功能是自动存取，仿真系统自动仓的确定按照货架参数的选取实现。④Kine-matoc。对物流系统运行过程进行模拟是该模块的主要功能，对对象的自由度、运动方向等在仿真模型中定义，保障实体动作的详细模拟，如码盘动作、机械臂动作等。⑤BidgeCrane。机械臂的移动由该模块控制，实现对获取的拾起、下放等操作。⑥POWer&Free。与Conveyer模块的功能基本类似，都是对目标对象进行控制，不同之处是该模块主要针对的是悬挂在空中的对象。⑦Tanks&TIPes/Trains。主要针对气体、液体等物体进行处理，如配置、传输等。⑧AutOVie。用户可通过模型自定义相机的移动和场景，对高质量画面进行采集。同时，用户可对相机进行设置，实现采集画面的逼真，对图像可进行平移、缩放等处理。⑨Autostat。对仿真结果进行收集与分析，按照用户既定目标，给予参考方案，如降低成本、提高工作效率等方案。对仿真系统进行合理选择以后，就可以进行具体操作，

2.2建立仿真模型

按照系统工作流程与实际工作需求，对系统仿真模型进行构建，并对仿真系统相关运行参数进行确定。仿真模型建立以后，要进行逻辑控制程序的编写，依据自动化物流系统的工艺流程、物料流动过程及逻辑控制过程等仿真系统在对物料自动处理时需要的时间，对逻辑控制程序进行编写。

2.3仿真系统运行

在自动化物流系统中，应用计算机仿真技术，能够对物料出现的时间频率依据物流系统实际需求量进行计算，在物流自动化仿真系统中直接输入计算出的值，就能够对该仿真系统进行运行。根据物流系统生产班次，决定仿真系统的运行时间，二者的对应的关系，也可按照大物流系统来模拟。

2.4仿真结果优化分析

按照该仿真系统的运行结果来看，需要对无流量是否满足需求、流程是否畅通、系统是否存在问题等进行分析。对无流量是否满足要求按照数据统计结果能够直接判断。与传统的物流方式不同，商务物流整合了物流与电子商务的资源。商务物流在我国也经历了多年的发展，当前商务物流模式主要包含B2B、C2C两种。企业对企业的商务物流采用B2B模式，主要针对企业电子商务物流进行研究；消费者对消费者的商务物流采用C2C模式，主要以零售电子商务为研究内容。本文结合两种服务模式的特点与共性，设计电子商务物流评价指标体系，为物流方案的科学、合理建立提供依据。

3计算机仿真技术在物流行业中的应用前景

在通信、电力、生物、化工、交通等诸多行业和领域内，对计算机仿真技术已经普遍应用，并且随着技术的不断发展成熟，在更多的领域内必然会有更多的应用。在物流服务中应用计算机仿真技术，手下要对电子商务两种常用模式的特定与共性进行研究，B2B与C2C二者的共性主要表现为：在物流服务的内容方面二者是类似的；特性表现为：B2B是针对企业与企业之间的合作，而C2C是针对消费者对消费者之间的合作，将两种模式合作应用，能够使产业链更完整。在自动化物流仿真系统中，可对参数输入进行改变，实现对生产情况及波动进行仿真，模拟对系统带来的冲击，避免一些无法预料的因素出现，对系统堵塞可直观、形象的给出解决方案。能够在系统未投资建设前，就能够对自动化物流系统的生产信息及实际流程进行了解。现代物流产业在我国的起步时间较晚，因此在物流服务评价指标体系设计方面，还存在诸多不足，需要对电子商务物流服务从不同层面、不同角度来分析，对所涉及到的各类因素进行综合评估，并集合相关评价指标构成评价体系，实现不同模式下评价内容的不同。在实际工作开展中，要坚持遵循中心、重要、基本、关键及必要五大原则，确保评价指标体系的客观合理。本文对整体物流服务质量评价指标制度及物流服务质量评价量表进行参考，对评价的维度与模式从便利、、响应及关怀四个方面确定，实现度电子商务物流服务的跟东与定位定价，促使我国物质服务质量的不断提升。

4结语

对自动化系统中应用计算机仿真技术的必要性进行分析，在此基础上对计算机仿真步骤和方法进行说明，讨论了物流行业中计算机仿真技术应用的前景。随着技术的不断成熟与发展，尤其是在物流领域内，对计算机仿真技术的应用必然会越来越多，加之在其它行业、领域内，也在不断对仿真技术进行应用，所以计算机仿真技术的发展前景非常广阔。本文同时也对电子商务物流模式进行研究，针对不同模式下服务质量评价指标体系的构建方法进行了简单介绍，为物流服务的客观、科学评价提供了依据。

作者:严小玲 单位:广西机电工程学校