分布式仿真技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：分布式仿真技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】發(fā)電機(jī)；主保護(hù)測試系統(tǒng)；內(nèi)部故障仿真計(jì)算；暫態(tài)測試

大型發(fā)電機(jī)已經(jīng)成為電力企業(yè)發(fā)展中的主要組成部分，但是隨著發(fā)電機(jī)容量的不斷增大，故障問題越來越多，為了減少內(nèi)部故障對發(fā)電機(jī)造成的損害，必須對故障產(chǎn)生的因素進(jìn)行分析，提高故障保護(hù)靈敏性，給發(fā)電機(jī)提供合適的保護(hù)方案。本文主要借助理想數(shù)據(jù)完成發(fā)電機(jī)故障測試，構(gòu)造價格低廉、操作便捷的測試系統(tǒng)，保證發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置測試的順利開展。

1 系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)

此系統(tǒng)主要開發(fā)工具是VisualC++6.0，可以在Windows平臺上運(yùn)行，利用ODBC接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫訪問。該系統(tǒng)采用了分層結(jié)構(gòu)模式，以前臺圖像界面和后臺數(shù)據(jù)庫管理為基礎(chǔ)，利用模塊拼接方式，實(shí)現(xiàn)各功能模塊連接，有利于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展和統(tǒng)一管理。系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)主要由圖像參數(shù)管理、發(fā)電機(jī)參數(shù)管理、內(nèi)部故障仿真計(jì)算、仿真數(shù)據(jù)COMTRADE格式轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換和功率放大、測試發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置等組成。

1.1 發(fā)電機(jī)參數(shù)管理

由于發(fā)電機(jī)定子繞組故障暫態(tài)仿真計(jì)算涉及眾多電子參數(shù)和外部系統(tǒng)參數(shù)領(lǐng)域，所以，直接在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部修改或輸入?yún)?shù)，容易因操作失誤造成仿真計(jì)算機(jī)問題。本系統(tǒng)利用圖形截面對各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行管理。

1.2 發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障仿真計(jì)算

根據(jù)相關(guān)研究，本次研究根據(jù)回路相關(guān)理論，建立了發(fā)電機(jī)和無窮系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，并對發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障發(fā)生的暫態(tài)過程進(jìn)行分析。該方法的研究優(yōu)勢是：讓定子繞組故障的短路電流等效為一條獨(dú)立的支路，該支路可以按照非故障分支回路寫電壓和磁鏈方程。轉(zhuǎn)子繞組必須遵循正常繞組方法。例如，可以將阻尼繞組等效成橫軸和縱軸阻尼繞組。本仿真建立了基于正常電視的直軸同步電抗Xd、直軸電鈕反應(yīng)電抗Xad、交軸同步電抗Xq和交軸電鈕反應(yīng)電抗Xaq等故障電阻電感的計(jì)算方法，操作較簡單。該系統(tǒng)可以對同一分支匝間短路、同相不同分支繞組短路等故障情況進(jìn)行仿真計(jì)算，獲得的分支電流、異相分支繞組短路電流和機(jī)端電壓暫態(tài)數(shù)值。

1.3 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式

本系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)模式模塊轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)暫態(tài)數(shù)據(jù)交換格式COMTRTADE。完成轉(zhuǎn)換后，主要由頭文件、配置文件、數(shù)據(jù)文件和信息文件等組成。由于COMTRADE91不能反映參數(shù)信息缺陷，所以必須對其進(jìn)行改進(jìn)。具體可從以下幾個方面進(jìn)行操作：

第一，給每路模擬通道都增加反映TV和TA變化以及決定錄波數(shù)據(jù)的字段，保證軟件可以根據(jù)分析狀況實(shí)現(xiàn)錄波數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。第二，開關(guān)量通道全部增加了相位以及監(jiān)視元件字段，保證了開關(guān)量變位信息的準(zhǔn)確性。第三，對每個字段的格式、數(shù)據(jù)和字段類型等做了明確規(guī)定，可以幫助用戶更好的進(jìn)行軟件編制和利用。

1.4 功率放大和D/A轉(zhuǎn)換

為了保證裝置可以進(jìn)行測試，還必須利用D/A轉(zhuǎn)換和功率放大，將COMTRADE格式的數(shù)字量變化才能電流模擬量和二次側(cè)電壓，然后進(jìn)行插件測試。D/A轉(zhuǎn)換和功率放大是系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對測試精確度具有很大影響。目前使用的微機(jī)保護(hù)測試儀暫態(tài)回放都可以提供暫態(tài)回放功能，保證COMTRADE格式文件內(nèi)部數(shù)據(jù)可以利用計(jì)算機(jī)傳給繼電保護(hù)測試儀，實(shí)現(xiàn)文件數(shù)字波形一直模擬輸出。此系統(tǒng)利用較先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)和特殊設(shè)計(jì)的無耦合直流功率放大器進(jìn)行操作，其輸出頻率在1-3kHz之間，可以滿足短路時直流、諧波分量頻率輸出的要求，保證故障數(shù)據(jù)暫態(tài)回放的準(zhǔn)確性和實(shí)時性。

2 測試方案

安置發(fā)電機(jī)保護(hù)測試系統(tǒng)裝置。根據(jù)發(fā)電機(jī)特點(diǎn)可知，該系統(tǒng)內(nèi)利用開環(huán)方式操作。本次以某兩分支發(fā)電機(jī)A相1分支匝短路測試進(jìn)行分析，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)測試流程。首先，對保護(hù)裝置不完全縱差保護(hù)功能進(jìn)行測試，保證所需電量是A相分支電流和A相電流，完成測試后，對作業(yè)指導(dǎo)書、測試儀裝置接線進(jìn)行保護(hù)，開啟截面，輸入發(fā)電機(jī)相關(guān)參數(shù)，利用發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障仿真程序?qū)嵤┕收戏抡嬗?jì)算，同時以COMTRADE格式儲存。測試儀讀入COMTRADE文件之后，可以將其轉(zhuǎn)化為二次側(cè)電流輸出。由于正常運(yùn)行數(shù)據(jù)周期性變化，所以可以長時間反復(fù)輸出該周期內(nèi)波的數(shù)據(jù)，發(fā)生故障后，按照順序輸出過程數(shù)據(jù)，然后對保護(hù)裝置實(shí)時系統(tǒng)號進(jìn)行監(jiān)視，并觀察保護(hù)情況，直到完成所有數(shù)據(jù)輸出，最后按照測試情況，完成裝置測試報(bào)告。發(fā)生匝間短路故障后，從相故障電流和A相分支故障電流回放的波形圖進(jìn)行分析。該系統(tǒng)主要利用一臺PW30A微機(jī)型繼電保護(hù)測試儀和一臺主機(jī)完成了TF21-5M1發(fā)電保護(hù)測試，主要對發(fā)電機(jī)在各種故障下的動作狀況進(jìn)行測試。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，仿真故障主要包括定子繞組相見短路、同相不同分支繞組短路和同一分支繞組匝間短路等。

3 結(jié)束語

該測試系統(tǒng)探索是對動態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)的一種填補(bǔ)，可以支持USB接口測試儀和計(jì)算機(jī)的同步通信，提高了COMTRADE格式數(shù)據(jù)文件的傳輸速率，同時還可以實(shí)現(xiàn)多個測試儀同步驅(qū)動，模擬更多點(diǎn)變化，實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)電氣保護(hù)控制系統(tǒng)測試。隨著數(shù)字式接口新型保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用，省略了功率放大環(huán)節(jié)，使測試系統(tǒng)可以更加便捷。

【參考文獻(xiàn)】

[1]肖仕武.同步發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)部故障暫態(tài)仿真及其應(yīng)用的研究[J].華北電力大學(xué)，2010（03）.

[2]胡浩.基于內(nèi)部故障仿真數(shù)據(jù)的發(fā)電機(jī)主保護(hù)測試系統(tǒng)研究[J].上海交通大學(xué)，2014（03）.

第2篇：分布式仿真技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī) 仿真技術(shù) 研究與發(fā)展

中圖分類號：V448.15+3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）36-0229-01

引言

仿真是對現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的某一層次抽象屬性的模仿，人們利用這樣的模型進(jìn)行試驗(yàn)，從中得到所需的信息，然后幫助人們對現(xiàn)實(shí)世界中某一層次的問題做出決策。計(jì)算機(jī)仿真就是建立系統(tǒng)模型的仿真模型進(jìn)而在電子計(jì)算機(jī)上對該仿真模型進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的研究過程。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)即以計(jì)算機(jī)仿真為手段，通過仿真模型模擬實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)動來認(rèn)識其規(guī)律的一種研究方法，也稱計(jì)算機(jī)仿真方法。在科技飛速發(fā)展的今天，它已經(jīng)成為控制系統(tǒng)分析、研究、設(shè)計(jì)不可缺少的重要工具。

一、仿真的定義和分類

1.仿真定義

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是以數(shù)學(xué)理論、相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對實(shí)際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究的一門綜合性技術(shù)。

仿真是在數(shù)字計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的數(shù)字化技術(shù)，它包括數(shù)字與邏輯模型的某些模式，這些模型描述某一事件和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，在若干周期內(nèi)的特征。

系統(tǒng)仿真是建立在控制理論、相似理論、信息處理技術(shù)和計(jì)算技術(shù)等理論基礎(chǔ)之上的，以計(jì)算機(jī)和其它專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對真實(shí)或假想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，并借助于專家經(jīng)驗(yàn)知識、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和信息資料對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研究，進(jìn)而作出決策的一門綜合性的和試驗(yàn)性的學(xué)科。

二、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的特點(diǎn)

1.模型參數(shù)可根據(jù)要求任意調(diào)整、修改和補(bǔ)充。人們可以得到各種可能的仿真效果，為進(jìn)一步完善研究方案提供了可能。與傳統(tǒng)的實(shí)物實(shí)驗(yàn)相比，具有運(yùn)行費(fèi)用低、無風(fēng)險、方便靈活等優(yōu)點(diǎn)。

2.系統(tǒng)模型求解快速。運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真，能夠在較短的時間內(nèi)得出仿真運(yùn)算的結(jié)果，為生產(chǎn)實(shí)踐提供最及時的指導(dǎo)。

3.仿真運(yùn)算結(jié)果可靠、準(zhǔn)確。在機(jī)器沒有故障的前提下，只要系統(tǒng)模型、仿真模型、仿真程序科學(xué)合理，那么計(jì)算機(jī)的運(yùn)算結(jié)果是準(zhǔn)確無誤的。

4.實(shí)物、實(shí)時仿真直觀、逼真。這一特點(diǎn)使它在一些復(fù)雜工程系統(tǒng)中例如核電、航天等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

傳統(tǒng)的仿真技術(shù)是一個迭代過程，即針對實(shí)際系統(tǒng)某一層次的特性（過程），抽象出一個模型，然后假設(shè)態(tài)勢（輸入），進(jìn)行試驗(yàn)，由試驗(yàn)者判讀輸出結(jié)果和驗(yàn)證模型，根據(jù)判斷的情況反復(fù)修改模型和有關(guān)的參數(shù)，不僅效率低，也存在環(huán)境、安全等因素的限制，所以很難達(dá)到實(shí)驗(yàn)者滿意的仿真效果。而計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)的成果建立被仿真的系統(tǒng)的模型，并在試驗(yàn)條件下對模型進(jìn)行動態(tài)實(shí)驗(yàn)，它具有高效、安全、受環(huán)境條件的約束較少、可改變時間比例尺等優(yōu)點(diǎn)，已成為分析、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、評價、培訓(xùn)系統(tǒng)尤其是復(fù)雜系統(tǒng)的重要工具。

三、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的研究現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)的發(fā)展是密不可分的。20世紀(jì)50年代的計(jì)算機(jī)仿真大部分是以電子模擬計(jì)算機(jī)為主機(jī)實(shí)現(xiàn)的，在部分特殊應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)也有以液壓機(jī)、氣壓機(jī)或阻抗網(wǎng)絡(luò)作為主要模擬設(shè)備的。由于電子模擬計(jì)算機(jī)的精度較差等缺點(diǎn)，從70年代初開始，數(shù)字模擬混合計(jì)算機(jī)仿真得到發(fā)展。從70年代末起，以數(shù)字機(jī)為主機(jī)的各種各樣的專用和通用計(jì)算機(jī)仿真得到了普及和推廣。由于高性能工作站、巨型機(jī)、小巨機(jī)、軟件技術(shù)和人工智能技術(shù)取得了引人矚目的進(jìn)展，在80年代人們對智能化的計(jì)算機(jī)仿真寄予了希望，也在綜合集成數(shù)字仿真和模擬仿真優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了在更高層次上的數(shù)字模擬混合仿真技術(shù)，在一些特定的仿真領(lǐng)域內(nèi)，這種智能計(jì)算機(jī)仿真和高層次的數(shù)字模擬計(jì)算機(jī)仿真都取得了令人鼓舞的結(jié)果。特別是近幾十年來，隨著系統(tǒng)工程與科學(xué)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也得到了蓬勃發(fā)展，已經(jīng)從傳統(tǒng)的工程領(lǐng)域擴(kuò)展到非工程領(lǐng)域，在社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、教育培訓(xùn)系統(tǒng)等得到了廣泛應(yīng)用。

四、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的展望

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也在不斷地發(fā)展。未來的發(fā)展主要有兩個方向：

1.仿真技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化

眾所周知，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)研制出來的仿真系統(tǒng)有很多，它們不能互相兼容，可移植性差，實(shí)現(xiàn)共享困難，與開發(fā)的高成本、低效率、長時間不成正比，更不能充分加以利用。要想解決這些問題，首先要解決的是采用兼容性好的計(jì)算機(jī)語言來編寫仿真系統(tǒng)，其次是采用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)的共享。尤其是后者，在將來的仿真系統(tǒng)開發(fā)中具有重要的意義。實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)共享，不但可以在一定程度上避免不必要的社會資源的浪費(fèi)，而且可以通過適當(dāng)?shù)氖召M(fèi)來彌補(bǔ)開發(fā)成本的不足。

2.仿真技術(shù)的虛擬制造

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展的另一個大方向是在虛擬制造技術(shù)領(lǐng)域的深入應(yīng)用。虛擬制造技術(shù)是20世紀(jì)90年展起來的一種先進(jìn)的制造技術(shù)，它利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到產(chǎn)品出廠以及企業(yè)各級過程的管理與控制。這使得制造技術(shù)不再主要依靠經(jīng)驗(yàn)，便可實(shí)現(xiàn)對制造的全方位預(yù)測，為機(jī)械制造領(lǐng)域開辟了一個廣闊的新天地。

五、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的支撐技術(shù)

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的支撐技術(shù)主要有分布式計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、協(xié)同式計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、沉浸式計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)分布式，既是由于數(shù)據(jù)分布的需要，也是應(yīng)用分布式計(jì)算環(huán)境進(jìn)行并行計(jì)算，以達(dá)到實(shí)時顯示目的的重要手段，分布式計(jì)算平臺有互聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)機(jī)組成，包括高性能的SMP和DSM多處理器、工作站/PC機(jī)機(jī)群系統(tǒng)。

來自不同地區(qū)、不同學(xué)科的學(xué)者過去式通過出差或開會等方式進(jìn)行交流的，現(xiàn)在，隨著高速網(wǎng)絡(luò)投入使用，采用多媒體技術(shù)支持下是、的CSCW技術(shù)可以達(dá)到快捷、高效協(xié)同工作的目的。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)采用傳統(tǒng)上為虛擬環(huán)境所裝用的投影式顯示設(shè)備，標(biāo)志著這兩個研究方向融合的發(fā)展趨勢。由于沉浸式顯示設(shè)備能使用戶獲得臨場感，更有利于用戶獲得對數(shù)據(jù)的直觀感受，有助于結(jié)果的分析。

六、仿真系統(tǒng)的作用和意義

隨著軍事和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，仿真已成各種復(fù)雜系統(tǒng)研制工作的一種比不可少的手段。尤其是在航空航天領(lǐng)域，仿真即使已是飛行器和衛(wèi)星運(yùn)載工具研制必不可少的手段。在研制、堅(jiān)定、和定形全過程必須全面的應(yīng)用先進(jìn)的仿真技術(shù)。否則，任何新型的、先進(jìn)的飛行器和運(yùn)載工具的研制都將是不可能的。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在軍事的應(yīng)用是很廣泛的，如運(yùn)用交戰(zhàn)模型進(jìn)行的計(jì)算機(jī)仿真，新型武器裝備發(fā)展過程中的仿真、部隊(duì)作戰(zhàn)訓(xùn)練方面的仿真、高層論證和規(guī)劃計(jì)劃中的仿真、軍事作戰(zhàn)理論和學(xué)術(shù)研究中的仿真、作戰(zhàn)指揮和戰(zhàn)爭計(jì)劃中的仿真，以及戰(zhàn)后后勤保障的仿真等。

第3篇：分布式仿真技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：仿真技術(shù)；液壓挖掘機(jī)；聯(lián)合仿真

液壓挖掘機(jī)是一種功能典型、工況復(fù)雜、用途非常廣泛的工程機(jī)械，特別是在中國這樣一個發(fā)展中國家，幾乎在所有的基礎(chǔ)建設(shè)中都要用到挖掘機(jī)。節(jié)能型挖掘機(jī)就成為發(fā)展的方向和趨勢，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行液壓挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)成為目前主要的先進(jìn)設(shè)計(jì)手段之一。

1　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)產(chǎn)生的背景

1.1傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷

傳統(tǒng)批量產(chǎn)品的開發(fā)過程通過單件產(chǎn)品的模型試驗(yàn)來獲取信息，然后再制造物理樣機(jī)來核查設(shè)計(jì)要求是否達(dá)到。要加快設(shè)計(jì)周期，滿足市場需求，可以采用“并行設(shè)計(jì)”的思想，但是產(chǎn)品有實(shí)質(zhì)性變化時設(shè)計(jì)需要反復(fù)試驗(yàn)和修正，影響了并行設(shè)計(jì)的效果。要有效地加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，最合理的方法是加快樣機(jī)的試制。由于物理樣機(jī)的試驗(yàn)和改進(jìn)延長了設(shè)計(jì)周期，多個樣機(jī)的制造更導(dǎo)致成本高昂，可見傳統(tǒng)的基于物理樣機(jī)的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)模式有待改進(jìn)。

1.2市場競爭的需要

隨著世界經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)為了提高競爭力，必須縮短新產(chǎn)品研制和開發(fā)，降低產(chǎn)品的研發(fā)成本，進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì).計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)就是在這種迫切需要的驅(qū)動下產(chǎn)生的。

1.3仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可能性

計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展，為計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了良好的支持和技術(shù)環(huán)境。仿真技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展與CAD技術(shù)的成熟及大規(guī)模推廣應(yīng)用分不開。此外，機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)建模理論的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)使得參數(shù)化機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)“軟模型”得以很好實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展，加上數(shù)值算法的進(jìn)步，加快了復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型仿真運(yùn)算速度，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)及動畫顯示技術(shù)的提高，為虛擬樣機(jī)技術(shù)提供了良好的用戶交互界面。

2　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展趨勢

雖然現(xiàn)有的仿真工具可以有效輔助產(chǎn)品某個功能單元的設(shè)計(jì)開發(fā)，但隨著產(chǎn)品規(guī)模和復(fù)雜程度的不斷增長，分系統(tǒng)問的關(guān)系也越來越復(fù)雜。僅靠傳統(tǒng)的單領(lǐng)域仿真已經(jīng)很難滿足對整個產(chǎn)品或其某個復(fù)雜子系統(tǒng)的功能和行為分析。目前，有不少商用仿真軟件本身里邊有好多模塊，它既可以對一個產(chǎn)品進(jìn)行聯(lián)合仿真，同時也提供了與其他仿真軟件之間的接口。通過這些接口，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域建模，并提供聯(lián)合仿真運(yùn)行功能。

3　聯(lián)合仿真技術(shù)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是串行的過程，從設(shè)計(jì)到產(chǎn)品的批量生產(chǎn)按照從前至后的順序進(jìn)行。在整個過程中各個小組往往把注意力集中在各自的細(xì)節(jié)上而忽略了整機(jī)性能，最終產(chǎn)品集成后存在沖突缺陷。

聯(lián)合仿真技術(shù)采用數(shù)字仿真的形式進(jìn)行虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)，仿真模型的參數(shù)就是物理樣機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，虛擬樣機(jī)因?yàn)閰?shù)修改方便，相比物理樣機(jī)而言是“軟模型”，能輕易地實(shí)現(xiàn)原型的多樣化，柔性好。無需制造實(shí)物樣機(jī)就可預(yù)測產(chǎn)品的性能.節(jié)省了物理樣機(jī)制造時間，降低了開發(fā)成本，減少了風(fēng)險。

4　仿真技術(shù)與液壓挖掘機(jī)開發(fā)

4.1復(fù)雜產(chǎn)品仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀

復(fù)雜產(chǎn)品通常涉及眾多學(xué)科領(lǐng)域，其每個子系統(tǒng)都可能是由各學(xué)科領(lǐng)域的零部件組成。眾多的子系統(tǒng)相互作用，組成一個有機(jī)的整體，展示出產(chǎn)品的外觀和功能。

仿真通過對所要研究系統(tǒng)模型的開發(fā)，幫助人們了解系統(tǒng)的行為，使人們在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段即可對產(chǎn)品行為進(jìn)行全面的分析，并有可能根據(jù)產(chǎn)品行為進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。復(fù)雜產(chǎn)品由于自身的復(fù)雜性，開發(fā)難度大、時間長、成本高，因此要求將仿真應(yīng)用于其設(shè)計(jì)中，使企業(yè)能以更短的時間、更好的質(zhì)量、更低的成本推出自己的產(chǎn)品。在過去的10—20年內(nèi)，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，仿真技術(shù)已在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到大量應(yīng)用。

4.1.1系統(tǒng)動力學(xué)仿真現(xiàn)狀

虛擬樣機(jī)是一種新型的設(shè)計(jì)、開發(fā)和評估手段，其在工程中的應(yīng)用是通過商業(yè)化軟件實(shí)現(xiàn)的。由于系統(tǒng)仿真技術(shù)能夠滿足真實(shí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，通過建立機(jī)械系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)。使得在物理樣機(jī)建造前便可分析出它們的工作性能，因而其日益受到國內(nèi)外機(jī)械領(lǐng)域的重視。目前，國際上有20多家公司在這個日益增長的市場上競爭，比較有影響的有美國MSC.Soflware公司的ADAMS、比利時LMS公司的DADS等。

4.1.2液壓控制系統(tǒng)仿真現(xiàn)狀

從20世紀(jì)70年代初開始，國外開始進(jìn)行液壓系統(tǒng)和元件的計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真研究，經(jīng)過幾十年的研究開發(fā)，液壓仿真軟什的性能實(shí)現(xiàn)了從原先的精度低、速度慢，發(fā)展到精度高、速度快：從只能處理線性系統(tǒng)發(fā)展到能處理非線性系統(tǒng)；從復(fù)雜的編程和輸入發(fā)展到交互友好的圖形用戶界面等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓系統(tǒng)仿真技術(shù)得到了迅速發(fā)展，近幾年來，各款老牌的液壓仿真軟件公司紛紛推出了面目一新的版本，例如，英國的Bathfp、瑞典的Hopsan等。

4.1.3聯(lián)合仿真現(xiàn)狀

目前。人們已經(jīng)開始將機(jī)械、控制、電子和軟件等多領(lǐng)域的聯(lián)合仿真應(yīng)用于汽車、鐵路車輛、作戰(zhàn)系統(tǒng)等復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，例如：福特公司將整車多體動力學(xué)仿真和汽車姿態(tài)控制系統(tǒng)仿真集成，通過機(jī)械、控制的多領(lǐng)域聯(lián)合仿真，使機(jī)械設(shè)計(jì)人員和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠更好地進(jìn)行通信和協(xié)同工作，極大地縮短了產(chǎn)品開發(fā)時間。

雖然聯(lián)合仿真已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用，但目前的應(yīng)用還存在諸多局限，主要體現(xiàn)在：通常只能做到機(jī)械、控制和液壓等少數(shù)領(lǐng)域的聯(lián)合仿真。通常只能局限于單臺計(jì)算機(jī)上集中進(jìn)行，分布式協(xié)同建模和分布式仿真運(yùn)行幾乎不可能。

4.2仿真技術(shù)在液壓挖掘機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用

4.2.1國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

國內(nèi)液壓挖掘機(jī)行業(yè)近年來雖有很大發(fā)展，但與國外挖掘機(jī)行業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在許多不足，設(shè)計(jì)水平與發(fā)達(dá)國家相比有較大的差距。國內(nèi)眾多的研究人員和單位對液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)進(jìn)行了不少研究，開發(fā)了設(shè)計(jì)軟件，他們的研究基本上局限于某些問題的解決，關(guān)于工作裝置設(shè)計(jì)參數(shù)分析和在CAD上其自動設(shè)計(jì)的綜合研究文獻(xiàn)還沒有。因此，開發(fā)出的軟件缺少通用性，不能用于挖掘機(jī)一些通用問題的解決，對液壓挖掘機(jī)進(jìn)行分析的大型通用軟件目前市場上還很少。

4.2.2國外應(yīng)用現(xiàn)狀

仿真技術(shù)在國外工程機(jī)械的很多方面都得到應(yīng)用，如車輛懸架設(shè)計(jì)、發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)和沖擊特性預(yù)測、駕駛員行為特性仿真、挖掘功率預(yù)測及工作效率預(yù)測等多方面都成功地應(yīng)用了仿真技術(shù)。

第4篇：分布式仿真技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí) 仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué) 應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作在理工科教學(xué)活動中扮演了重要的角色，有利于鞏固學(xué)生的理論知識學(xué)習(xí)成果、深化學(xué)生掌握及理解知識的能力，培養(yǎng)并強(qiáng)化學(xué)生分析及解決問題的能力。現(xiàn)階段，受實(shí)驗(yàn)室條件的限制，在實(shí)際的理工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動中，學(xué)生們往往借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在相關(guān)模型上開展實(shí)驗(yàn)研究工作。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中廣泛應(yīng)用，收到了顯著的成效，極大地推動了仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)步。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵及主要語言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡稱VR，其是一類可以體驗(yàn)及創(chuàng)建虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，借助計(jì)算機(jī)生成相應(yīng)的模擬環(huán)境并使用戶沉浸至該環(huán)境之中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是仿真技術(shù)研究與發(fā)展的一個重要方向，其是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度融合，是一門復(fù)雜程度極高、應(yīng)用空間廣闊的新型技術(shù)。

就目前狀況而言，VBML語言是虛擬環(huán)境構(gòu)建工作所使用的主要語言，其能夠有效靈活地將二維圖形、三維圖形、視頻及音頻等效果調(diào)和于一起，從而創(chuàng)造出一個綜合性極強(qiáng)的虛擬場景，并為虛擬場景賦予較強(qiáng)的實(shí)時感及空間感。用戶可以在虛擬場景中隨意巡行，而且能夠?qū)鼍爸械南嚓P(guān)對象進(jìn)行交互式的操作。

2 虛擬倒立擺三維場景的構(gòu)造

VRML是重要的虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言，人們利用VBML語言能夠快捷、有效地建立虛擬三維場景。作為虛擬空間的文本性描述，VBML文件可以由任意一個記事本生成，而“.wrl”是VBML文件的擴(kuò)展名。經(jīng)驗(yàn)表明，在建模工作中運(yùn)用VBML較為困難，需要經(jīng)歷大量的必要程序，不僅無法實(shí)現(xiàn)所見即所得，還要編寫大量的程序代碼，工作量極大。

MATLAB中自帶了一個三維物體構(gòu)造軟件包，軟件包的名稱為V-Realm Builder，該軟件包的功能十分強(qiáng)大，其能夠提供一個優(yōu)質(zhì)的集成開發(fā)環(huán)境，支持VBML的瀏覽器能夠看到該軟件包所生成的虛擬世界及三維物體。V-Realm Builder既能夠簡化三維物體的創(chuàng)造工作，同時還可以提供極為強(qiáng)大的三維物體編輯功能。使用者能夠直接對界面中的每一個域及節(jié)點(diǎn)進(jìn)行開展編輯工作，而且相應(yīng)的場景立刻得到顯示與修改。使用者能夠輕松、便捷地進(jìn)行節(jié)點(diǎn)修改、編輯與增加操作，絕大部分編輯功借助鼠標(biāo)即可完成。V-Realm Builder的VBML的構(gòu)造能力極其強(qiáng)大，基于此，可以在仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中構(gòu)建虛擬的三維倒立式擺模型。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 分布式開發(fā)

在仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用相應(yīng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)而得到分布式虛擬環(huán)境系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以最大化地滿足分布式仿真對共享虛擬環(huán)境的各類要求，同時還能夠適應(yīng)復(fù)雜虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境對計(jì)算工作的需要?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)是分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的重要核心，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的先進(jìn)性與完善性逐漸增強(qiáng)，該系統(tǒng)能夠促使不同的實(shí)驗(yàn)者在不同區(qū)域，同一時間內(nèi)進(jìn)入分布式虛擬環(huán)境中，為異地實(shí)驗(yàn)者提供了共同學(xué)習(xí)理論知識、分享實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的機(jī)會。

3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的集成技術(shù)

軟件系統(tǒng)集成是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)集成的前提條件及重要基礎(chǔ)，而系統(tǒng)的集成被視作虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)集成的關(guān)鍵表現(xiàn)。由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中軟件的高度集成能夠確保系統(tǒng)集成的靈活性，這種靈活性往往表現(xiàn)在不同層面之上，能夠促進(jìn)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)步。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中囊括了大量易被系統(tǒng)感知的信息，也含納了三維立體模型，因此，虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的集成技術(shù)能夠在縮減實(shí)驗(yàn)成本的基礎(chǔ)上提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。數(shù)據(jù)識別、實(shí)驗(yàn)對象的同步、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臉?biāo)識及數(shù)據(jù)形態(tài)轉(zhuǎn)換技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)集成技術(shù)的主要組成成分。

3.3 生成實(shí)時三維圖形

F階段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的三維立體圖形生成技術(shù)已較為成熟，對實(shí)驗(yàn)效果的同步技術(shù)是三維圖形生成技術(shù)的核心技術(shù)之一。通常情況下，若要實(shí)現(xiàn)實(shí)時生成實(shí)驗(yàn)效果的目標(biāo)，則需要保證三維立體圖形的刷新速率不低于16幀每秒。在一定的范圍內(nèi)，三維立體圖形刷新速率越快越好，一般認(rèn)為最佳的三維立體圖形刷新速率應(yīng)不低30幀每秒。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用過程中，應(yīng)當(dāng)在不降低三維立體圖形的質(zhì)量及數(shù)量的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)靥嵘龍D形的刷新速率。

3.4 動態(tài)環(huán)境建模

在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過程中應(yīng)當(dāng)做好動態(tài)建模工作。應(yīng)用動態(tài)建模技術(shù)的主要目的是構(gòu)建與仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對應(yīng)的環(huán)境模擬模型，借助來源于現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的建模數(shù)據(jù)，緊密結(jié)合實(shí)際仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體需要來建立合適的模型。在三維數(shù)據(jù)信息采集過程中，需要用到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)等技術(shù)。在實(shí)際的動態(tài)環(huán)境建模工作中，應(yīng)當(dāng)考慮到相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)流程的復(fù)雜程度，遴選最合適的建模軟件來開展實(shí)物三維造型的構(gòu)造工作。

4 結(jié)語

得益于科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸成熟并在諸多行業(yè)中成功應(yīng)用。新的發(fā)展形勢下做好虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，有利于縮減實(shí)驗(yàn)成本、提升實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。在實(shí)際的虛擬環(huán)境構(gòu)建過程中要注意相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)、遴選最恰當(dāng)、先進(jìn)的建模軟件開展建模工作，廣大教師要不斷地提升自身的綜合素質(zhì)，善于總結(jié)借鑒優(yōu)秀的建模經(jīng)驗(yàn)，從而最大程度地強(qiáng)化虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用質(zhì)量。

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作者簡介

董艷雯（1970-），女，河南省鄭州市人。碩士學(xué)位。現(xiàn)為鄭州市技師學(xué)院講師。主要研究方向?yàn)殡娮?、教育?/p>

第5篇：分布式仿真技術(shù)范文

（北京理工大學(xué)軟件學(xué)院，北京100081）

摘要：在信息時代，網(wǎng)絡(luò)交流無論在深度還是在廣度上都顛覆了傳統(tǒng)意義上的交流，成為人們生活的重要組成部分，它不但滿足了人們的內(nèi)在需要，擴(kuò)大了人們的社交范圍，而且改變了人們的生活方式。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)作為一門專門利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)，為促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)社會的交流提供了較好的技術(shù)基礎(chǔ)。本文通過對計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)虛擬交流平臺的研究，對仿真技術(shù)在促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)交流方面的技術(shù)突破點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞 ：仿真技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)交流；虛擬；關(guān)鍵突破

DOI：10.16083/j.cnki.-1296/G4.2015.02.066

中圖分類號：O245文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671—1580（2015）02—0151—02

本文受國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAH38F01-05）資助。

收稿日期：2014—09—12

作者簡介：張福泉（1975— ），男，福建福州人。北京理工大學(xué)軟件學(xué)院在讀博士，閩江學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系，副教授，研究方向：流媒體智能存取技術(shù)，智能化數(shù)字表演與仿真技術(shù)。

一、虛擬網(wǎng)絡(luò)交流的重要平臺及其發(fā)展趨勢

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們的交流方式發(fā)生了巨大的變化，低效率的傳統(tǒng)交流方式逐漸被網(wǎng)絡(luò)交流方式所取代。網(wǎng)絡(luò)交流以網(wǎng)絡(luò)作為信息的載體，將互聯(lián)網(wǎng)作為交流分享的平臺，極大地提升了交流的即時性和效率。

當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)交流平臺主要包括即時通信交流平臺、信息互動平臺、網(wǎng)絡(luò)商品交易平臺和在線交流平臺。無論人們在哪一個平臺進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交流，對交流過程的快速、真實(shí)、便利的追求都永無止境，這極大地推動了仿真技術(shù)等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，也為仿真技術(shù)的發(fā)展指明了方向。首先，雖然網(wǎng)絡(luò)交流平臺的種類越來越多，網(wǎng)絡(luò)交流的方式越來越繁雜，但是，單一的網(wǎng)絡(luò)交流平臺無法滿足人們的需要，未來網(wǎng)絡(luò)交流平臺不僅能實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)實(shí)人”與“虛擬人”的交流，還將實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)實(shí)人”、“虛擬人”以及“虛擬物”之間的交流。其次，網(wǎng)絡(luò)交流平臺畢竟都是虛擬環(huán)境下的交流，無法滿足人們相互之間真實(shí)的精神情感交流的需要。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)交流的可視化、智慧化以及無障礙交流必將成為新的發(fā)展趨勢，追求虛擬現(xiàn)實(shí)世界成為計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展方向。

二、可視化仿真技術(shù)在虛擬網(wǎng)絡(luò)交流中的技術(shù)突破

可視化仿真技術(shù)指的是將仿真中的數(shù)字信息變?yōu)橹庇^的、以圖形圖像形式表示的、隨時間和空間變化的仿真過程呈現(xiàn)的技術(shù)手段?？梢暬抡婕夹g(shù)是仿真領(lǐng)域的重要研究分支，包括了可視化算法、實(shí)時繪制、圖像生成、多通道及多視點(diǎn)顯示、人機(jī)交互、分布式與并行計(jì)算、軟件工程學(xué)、效果評估等理論技術(shù)以及各行業(yè)相關(guān)的建模技術(shù)，等等。

（一）可視化仿真軟件的智能化、自動化。隨著網(wǎng)絡(luò)交流的不斷深化和發(fā)展，實(shí)體動態(tài)、智能視點(diǎn)選取成為可視化軟件的發(fā)展潮流。1.實(shí)體動態(tài)生成。在仿真開始前先在想定仿真節(jié)點(diǎn)編制好態(tài)勢變化的想定文件，在仿真過程中通過節(jié)點(diǎn)的仿真軟件對想定文件進(jìn)行動態(tài)解析，從而實(shí)現(xiàn)對不同仿真節(jié)點(diǎn)的動態(tài)匹配。實(shí)體動態(tài)生成技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于將網(wǎng)絡(luò)交流的不同需求進(jìn)行分散化建模，簡化了仿真建模的復(fù)雜性。2.視點(diǎn)智能選取。Vega是可視化視點(diǎn)選取使用較為廣泛的工具，帶有靜止、運(yùn)動模式等多種視點(diǎn)方式，但是，Vega等工具的固定觀看模式無法充分體現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)仿真過程中各個實(shí)體、事件、環(huán)境、場景、系統(tǒng)的實(shí)時運(yùn)動變化情況，要實(shí)現(xiàn)對虛擬環(huán)境的實(shí)時、動態(tài)的視點(diǎn)管理，就需要全局漫游、俯視以及智能眼視點(diǎn)等模式。

（二）可視化仿真建模的三維實(shí)體柔性技術(shù)。智能視點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了對具有固定實(shí)體的動態(tài)實(shí)時仿真，對于沒有固定形狀，并且隨著時間和過程不斷變化的實(shí)體，例如云、風(fēng)、煙霧彈等柔性體，則需要采用柔性仿真技術(shù)，通過對物體的運(yùn)動特性、機(jī)理以及作用建立起這些柔性體特殊的動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)模型，進(jìn)行可視化繪制，實(shí)現(xiàn)對柔性體的三維仿真。

（三）可視化仿真實(shí)時性和逼真度的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。實(shí)時和逼真是虛擬網(wǎng)絡(luò)交流追求的兩個重點(diǎn)，在技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)兩者的最大突破成為可視化仿真技術(shù)不斷進(jìn)步的動力。在硬件方面，通過提升計(jì)算機(jī)運(yùn)行芯片的計(jì)算性能和處理模式來實(shí)現(xiàn)快速繪制；在軟件方面，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及網(wǎng)格技術(shù)的并行計(jì)算、分布式計(jì)算，可以逐步優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)和代碼，減少計(jì)算量，從而提升繪制速度。

（四）非視覺物理量的可視化技術(shù)。在現(xiàn)實(shí)社會中不僅存在看得見、摸得到的實(shí)體，還存在不可見的非視覺物理量

（例如磁場、溫度場、水聲場、電場等）

。要實(shí)現(xiàn)虛擬社會交流的真實(shí)性，非視覺物理量的可視化技術(shù)也是非常重要的突破。非視覺物理量可視化仿真的關(guān)鍵技術(shù)是三維數(shù)據(jù)場仿真，一般通過兩個途徑來實(shí)現(xiàn)：1.對三維數(shù)據(jù)生成的等值面進(jìn)行繪制，這是基于面的可視化，主要方法有切片技術(shù)、幾何變形曲面法以及網(wǎng)格劃分法等。2.將三維數(shù)據(jù)投影到計(jì)算機(jī)，再通過體繪制技術(shù)進(jìn)行繪制，這是基于投影的可視化。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在促進(jìn)虛擬網(wǎng)絡(luò)交流中的關(guān)鍵突破

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)通過虛擬的“現(xiàn)實(shí)人”體驗(yàn)來表達(dá)、獲取信息，集合了多種計(jì)算機(jī)技術(shù)，例如人工智能、控制論、數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、實(shí)時計(jì)算技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、電子傳感技術(shù)、機(jī)器人、多媒體以及遙現(xiàn)技術(shù)，等等，是一種最有效模擬“現(xiàn)實(shí)人”在自然環(huán)境中視、聽、動等行為的高級人機(jī)交互技術(shù)。通過VR技術(shù)，創(chuàng)造出一個“現(xiàn)實(shí)人”可以與虛擬世界進(jìn)行對話、虛擬世界對“現(xiàn)實(shí)人”的行為作出反應(yīng)的人機(jī)交互環(huán)境，同時，表現(xiàn)出虛擬世界的自律、臨場感，使得“現(xiàn)實(shí)人”具有身臨其境的感覺，這也正是人們在進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)社會交流時所極力追求的體驗(yàn)。

（一）VR的視覺表現(xiàn)技術(shù)。真實(shí)感以及圖形圖像實(shí)時繪制是實(shí)現(xiàn)VR視覺感知的重要手段之一，也是構(gòu)造虛擬環(huán)境的核心，更高、更強(qiáng)的真實(shí)感和實(shí)時性不但保證了VR系統(tǒng)的沉浸感和交互性，而且也是VR視覺表現(xiàn)技術(shù)所追逐的重要目標(biāo)。圖形圖像繪制是VR視覺表現(xiàn)的基礎(chǔ)，一般可以分為：1.圖形繪制技術(shù)，主要研究真實(shí)感光照計(jì)算、自然景物繪制以及紋理映射等；2.場景繪制技術(shù)，包括全光函數(shù)、光場計(jì)算、同心拼圖、全景拼圖等研究內(nèi)容；3.圖像與圖像相結(jié)合的繪制技術(shù)，包括幾何一致性以及光照一致性等方面的內(nèi)容。

（二）VR的聽覺表現(xiàn)技術(shù)。聽覺是人類感知世界的重要信息來源，虛擬社會中的每一個發(fā)聲體都是“現(xiàn)實(shí)人”感知虛擬社會信息的一個重要來源。事實(shí)上，我們在網(wǎng)絡(luò)上感知的聲音素材大部分都是數(shù)字化音頻，由于不具有空間信息，無法體現(xiàn)虛擬社會聽覺空間的真實(shí)感和立體感，而通過描述人的聽覺系統(tǒng)對不同方位聲音的不同頻譜特性（頭部相關(guān)傳輸函數(shù)：HRTF），例如雙耳時間差、聲級差等，可以建立起虛擬聽覺空間（VAS），其中的聲音定位技術(shù)是實(shí)現(xiàn)三維逼真音效的關(guān)鍵技術(shù)。

（三）VR的力/觸覺表現(xiàn)技術(shù)。VR通過力/觸覺設(shè)備對力/觸覺信息（主要包括碰撞檢測和碰撞響應(yīng)）進(jìn)行高效處理，在客戶操作力/觸覺設(shè)備時，碰撞檢測算法對“現(xiàn)實(shí)人”與虛擬對象的碰撞情況進(jìn)行檢測，并在發(fā)生碰撞后運(yùn)行碰撞響應(yīng)策略。

（四）VR的嗅/味覺表現(xiàn)技術(shù)。在現(xiàn)實(shí)社會，人的嗅覺是由化學(xué)刺激產(chǎn)生的，而且氣味間細(xì)微的差別都會引發(fā)不同人的不同反應(yīng)，顯然，要對虛擬社會的嗅/味覺進(jìn)行高仿真，現(xiàn)在還存在一定的困難，這也將成為未來VR技術(shù)研究的重要方向，現(xiàn)階段有許多科學(xué)家進(jìn)行了有益的探索。例如：Amoore J.E就曾想用基本的七種氣味來進(jìn)行合成，但真實(shí)度不高。

雖然仿真技術(shù)為促進(jìn)虛擬網(wǎng)絡(luò)交流進(jìn)行了各種關(guān)鍵技術(shù)的突破，實(shí)現(xiàn)了虛擬社會的可視化和可交流，但離現(xiàn)實(shí)社會中人與人的真實(shí)交往還存在一定的差距，而且虛擬社會中“現(xiàn)實(shí)人”、“虛擬人”以及“虛擬物”的相互交流還存在一定的障礙，需要進(jìn)行進(jìn)一步的仿真技術(shù)研究才能更好地實(shí)現(xiàn)。

［

參考文獻(xiàn)］

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第6篇：分布式仿真技術(shù)范文

1 專用數(shù)字仿真計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)

1.1仿真計(jì)算機(jī)的用途和發(fā)展

圍繞著對仿真計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度、內(nèi)存容量、接口等基本特性要求，在半實(shí)物仿真系統(tǒng)中先后采用了模擬計(jì)算機(jī)，數(shù)?；旌嫌?jì)算機(jī)、專用數(shù)字仿真計(jì)算機(jī)等類型的仿真計(jì)算機(jī)。尤其是以ADl00及國產(chǎn)YF一2為代表的專用數(shù)字仿真計(jì)算機(jī)在國內(nèi)、外的一些制導(dǎo)武器半實(shí)物仿真系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

1.2專用數(shù)字仿真計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

以ADl00及國產(chǎn)YF-2為代表的專用數(shù)字仿真計(jì)算機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)有：①采用異構(gòu)同步并行多處理機(jī)、廣播式數(shù)據(jù)總線方案解決了計(jì)算速度和存儲容量問題；②設(shè)計(jì)專用仿真語言，該語言簡潔、編程方便，而且還集成了常用的數(shù)值積分算法模塊，方便使用。同時還能夠?qū)崿F(xiàn)精確仿真計(jì)算幀時的定時。

1.3專用仿真計(jì)算機(jī)存在的不足

①數(shù)字接口能力不足：該型仿真計(jì)算機(jī)雖然提供了較全面的接口形式，但主要還是以模擬量接口為主，數(shù)字接口儀能適用幾種非主流總線形式(Q-bus等)，而且在傳輸距離、傳輸速度等方面性能不佳，數(shù)字接口能力不足；②維護(hù)性不方便：這類專用數(shù)字仿真計(jì)算機(jī)采用專用設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，與通用計(jì)算機(jī)有著較大的差別，硬件維護(hù)和軟件管理需要配置專人。而且出現(xiàn)故障不象通用計(jì)算機(jī)那樣容易替換，易影響試驗(yàn)進(jìn)度。從人力資源配置和快速維護(hù)性上看有不足之處。

1.4仿真計(jì)算機(jī)的新要求

隨著仿真系統(tǒng)間的信息交換已開始轉(zhuǎn)入以數(shù)字信號為主，專用數(shù)字仿真計(jì)算機(jī)在數(shù)字接口方面能力的不足就顯示出來了。仿真設(shè)備控制、管理使用的計(jì)算機(jī)都是通用犁的微機(jī)(含工控機(jī))，應(yīng)用廣泛且有著豐富的應(yīng)用軟件和接口形式，各種高速數(shù)字接口各具特色。因此系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵是迫切需要找到一個仿真計(jì)算機(jī)的新方案，既能保持專用數(shù)字仿真計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)又能滿足高速實(shí)時數(shù)字接u的需求。這個需求就是對航空制導(dǎo)武器半實(shí)物仿真系統(tǒng)中仿真計(jì)算機(jī)的新要求。

2 仿真計(jì)算機(jī)和實(shí)對罔絡(luò)技術(shù)的新發(fā)晨

2.1實(shí)時網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

高速數(shù)字接口的形式雖然很多，但在仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用還要考慮到系統(tǒng)中信息的共用性，即多個設(shè)備共用某些信息。如對目標(biāo)信息來說，目標(biāo)特征信號生成裝置、目標(biāo)運(yùn)動仿真器、數(shù)據(jù)鏈傳輸仿真設(shè)備都要用。這是因?yàn)橄到y(tǒng)本身復(fù)雜，信息交換多和相應(yīng)仿真系統(tǒng)設(shè)備規(guī)模大，耦合多。

考慮到仿真系統(tǒng)信息共用性特點(diǎn)，那些點(diǎn)對點(diǎn)的接口形式不易采用，而網(wǎng)絡(luò)式、廣播式的接口形式更容易滿足要求。同時半實(shí)物仿真系統(tǒng)信息變換還要求各信息節(jié)點(diǎn)的信息要同步更新，換句話說，就是信息傳輸延遲要小。經(jīng)過綜合比較分析．光纖反射內(nèi)存影射式實(shí)時網(wǎng)絡(luò)(RT—net)比較符合半實(shí)物仿真系統(tǒng)的技術(shù)要求。它們的共同特點(diǎn)是利用映射式的信息傳送方法，某一節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容自動映射到所有節(jié)點(diǎn)， 這種映射是由硬件完成的，系統(tǒng)延遲小。高速、延遲小和信息更新同步的特點(diǎn)適合仿真的需要。這種網(wǎng)絡(luò)一般有兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一種是環(huán)行嘲，另一種是通過實(shí)時HUB連接的星型網(wǎng)。理論上，IEIB結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)到達(dá)各個節(jié)點(diǎn)的時間沒有延遲，能做到信息同步更新。而且一個節(jié)點(diǎn)故障只影響本節(jié)點(diǎn)，不影響整個網(wǎng)絡(luò)。這一特性對進(jìn)行系統(tǒng)局部聯(lián)試時非常有用，不必所有設(shè)備均開機(jī)。RTnet的運(yùn)行機(jī)制很簡單，分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，每臺結(jié)點(diǎn)機(jī)上插一塊RTnet卡，卡上有雙端口讀寫內(nèi)存，通過驅(qū)動軟件可以讀寫這些內(nèi)存，當(dāng)數(shù)據(jù)被寫入一臺機(jī)器的內(nèi)存中后，RTnet卡自動地通過光纖傳輸?shù)狡渌B在網(wǎng)絡(luò)上的RTnet卡的內(nèi)存里，通常只需幾百納秒的時間延遲，所有RTnet卡上的內(nèi)存將寫入同樣的內(nèi)容。各成員在訪問數(shù)據(jù)時，只要訪問本地的RTnet卡內(nèi)存即可。RTnet適應(yīng)的計(jì)算機(jī)總線形式一般都有PCI、FadtiBus、V壯等，在常用的操作系統(tǒng)，如DOS、WindowsXP、Windows2000環(huán)境F都可正常工作。

2.2綜合應(yīng)用

仿真工作站替代專用數(shù)字仿真計(jì)算機(jī)本身難度不大，二者的軟件內(nèi)核基本一致，經(jīng)過軟件移植．幾乎所有先前做過的工作都可以繼承下來。仿真系統(tǒng)集成的關(guān)鍵是實(shí)時網(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)中的配置和二次應(yīng)用開發(fā)．有這樣幾方面的工作要做：

真工作站同實(shí)時網(wǎng)絡(luò)的接口檢查：雖然仿真工作站是基于通用工作站基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。但這種通用工作站與通用微機(jī)之間還會有些微小的差別。②各仿真設(shè)備控制計(jì)算機(jī)的適應(yīng)性修改：仿真設(shè)備功能各異，研制情況不同，其控制計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)不統(tǒng)一，有DOS，Windows XP、Windows2000等版本。因此相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動板卡等不相同。為了保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，簡化應(yīng)用開發(fā)工作，有必要對能夠升級的設(shè)備控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)。配置．還要對相應(yīng)設(shè)備驅(qū)動卡、驅(qū)動程序進(jìn)行更改。③共享內(nèi)存分配表的建立：由于是共享內(nèi)存機(jī)制，所以應(yīng)對數(shù)據(jù)存儲地址的統(tǒng)一分配，明確各個信息的讀寫地址。對系統(tǒng)中注冊信息．節(jié)點(diǎn)狀態(tài)標(biāo)志，同步時鐘等信息使用的地址也要進(jìn)行規(guī)定。

3 結(jié)束語

總之，隨著分布式計(jì)算=機(jī)仿真系統(tǒng)、虛擬樣機(jī)分椎仿真系統(tǒng)的廣泛開發(fā)和應(yīng)用，實(shí)時網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傲為一種快速的信息交換手段會得到更廣泛的應(yīng)用．

參考文獻(xiàn)：

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第7篇：分布式仿真技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：虛擬制造技術(shù)；建模；仿真；發(fā)展趨勢

中圖分類號：S220.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

隨著全球化經(jīng)濟(jì)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)制造業(yè)開始了根本性變革。虛擬制造技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它通過計(jì)算機(jī)建立虛擬和仿真環(huán)境對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)、制造、裝配等各方面進(jìn)行模擬運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)，預(yù)先發(fā)現(xiàn)各種問題，完成產(chǎn)品的一次性制造成功。因此虛擬制造技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

1 虛擬制造技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

虛擬制造技術(shù)應(yīng)用前景誘人，以美國為首的西方工業(yè)國家在95年前已基本完成應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)的研究，正向?qū)嶋H應(yīng)用全面過渡。目前已在飛機(jī)、汽車等領(lǐng)域獲得了成功的應(yīng)用，如波音777全面采用虛擬制造技術(shù)，其整機(jī)設(shè)計(jì)、部件測試、整機(jī)裝配以及各種環(huán)境下的試飛均是在計(jì)算機(jī)上完成的，使其開發(fā)周期從8年時間縮短到5年。福特和克萊斯勒公司與IBM合作開發(fā)的虛擬制造環(huán)境用于其新型車的研制，開發(fā)周期由36個月縮短至24個月。由此可見，國外的研究已經(jīng)趨于成熟。

我國科研機(jī)構(gòu)、高等院校和企業(yè)目前正處于理論體系初步研究階段，與國外相比還有很大差距。

2 虛擬制造技術(shù)的內(nèi)涵

2.1 虛擬制造技術(shù)的定義

虛擬制造技術(shù)是以虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、加工和裝配、檢驗(yàn)、使用整個生命周期的模擬和仿真。這樣可以模擬出產(chǎn)品及其性能和制造過程，優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量、制造過程、生產(chǎn)管理和資源規(guī)劃，以達(dá)到產(chǎn)品開發(fā)周期和成本的最小化[1]。

2.2虛擬制造技術(shù)的特點(diǎn)

虛擬制造技術(shù)可以對生產(chǎn)制造對象以及企業(yè)管理過程進(jìn)行全面的模擬。特點(diǎn)如下所示[3]：

（1）模型為本

虛擬制造采用計(jì)算機(jī)仿真建模，所以必然涉及到產(chǎn)品模型，環(huán)境模型，過程模型。產(chǎn)品模型包含全部的產(chǎn)品信息；環(huán)境模型包括各種工裝，廠房以及對產(chǎn)品起支撐及支持作用的信息；過程模型包含研發(fā)設(shè)計(jì)、工藝路徑、加工參數(shù)、裝配可行性、干涉檢查、靜動力學(xué)分析等信息。

（2）信息集成為本

虛擬制造技術(shù)的根基是仿真技術(shù)，所以它必須實(shí)現(xiàn)各種仿真軟件的兼容，包括產(chǎn)品模型、環(huán)境模型、過程模型之間的信息集成。

（3）高精度仿真為本

高精度的仿真需要必然要求實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度、高可信度、仿真結(jié)果的生成主要是依靠模型的VVA（Verification Validation and Accreditation）技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

2.3虛擬制造技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

建模技術(shù)[2]

虛擬制造技術(shù)首先要通過對制造過程的統(tǒng)一建模才能用計(jì)算機(jī)仿真，所以建模技術(shù)是虛擬制造技術(shù)的基礎(chǔ)支撐技術(shù)。

仿真技術(shù)

仿真就是將制造過程中建立的模型用計(jì)算機(jī)分析優(yōu)化。包括產(chǎn)品性能仿真、生產(chǎn)規(guī)劃仿真、實(shí)際制造過程仿真等。

控制技術(shù)[4]

控制技術(shù)指建模過程、仿真過程所用到的各種管理、組織與控制的技術(shù)和方法。包括模型部件的組織、調(diào)度策略及交換技術(shù)，仿真過程的工作流程與信息流程控制，成本估計(jì)技術(shù)。動態(tài)分布式協(xié)作模型的集成技術(shù)沖突求解及基于仿真的推及技術(shù)模型及仿真結(jié)果的驗(yàn)證和確認(rèn)技術(shù)。

3 虛擬制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著制造戰(zhàn)略的發(fā)展， 虛擬制造技術(shù)在產(chǎn)品制造、設(shè)計(jì)、裝配等方面的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。它也逐步從局部應(yīng)用轉(zhuǎn)化成向集成應(yīng)用發(fā)展，在復(fù)雜的高科技產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)過程中逐步加大對基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用。

4 結(jié)語

虛擬制造技術(shù)是一項(xiàng)極具發(fā)展前景的技術(shù)，它是多學(xué)科、多技術(shù)的綜合產(chǎn)物，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，提升企業(yè)的效益，從而增強(qiáng)企業(yè)的競爭力。隨著我國對虛擬制造技術(shù)研究的深入，其廣泛應(yīng)用的趨勢會日益明顯，終將成為企業(yè)發(fā)展的必由之路和必然選擇。

參考文獻(xiàn)

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第8篇：分布式仿真技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：多媒體；建筑專業(yè)；信息技術(shù)

建筑專業(yè)是一門以學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)建筑為主，同時學(xué)習(xí)相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)課程的學(xué)科。主要學(xué)習(xí)的內(nèi)容是通過對一塊空白場地的分析，同時依據(jù)其建筑對房間功能的要求、建筑的類型、建筑建造所用的技術(shù)及材料等，對建筑物從平面、外觀立面及其內(nèi)外部空間進(jìn)行從無到有的設(shè)計(jì)。隨著社會的發(fā)展，信息技術(shù)為我們提供了諸多的便利，本文就現(xiàn)代信息技術(shù)為手段的現(xiàn)代教育技術(shù)在建筑專業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

一、利用多媒體技術(shù)進(jìn)行理論教學(xué)

多媒體技術(shù)是使用計(jì)算機(jī)對文字、數(shù)據(jù)、圖形圖像、聲音動畫等媒體信息進(jìn)行綜合處理和管理，制作成有序的播放媒體，對用戶進(jìn)行多感官的刺激。多媒體技術(shù)以其豐富的內(nèi)容、生動的形象、動靜結(jié)合、聲形并茂的特點(diǎn)，已經(jīng)越來越多地被廣泛應(yīng)用到教學(xué)中。使用多媒體技術(shù)主要有以下優(yōu)勢：

1.激發(fā)學(xué)生興趣

多媒體課件色彩豐富、動靜結(jié)合、聲像并茂，這些特點(diǎn)可以對學(xué)生的視聽等感官產(chǎn)生有效的刺激，使學(xué)生提高對課堂的感興趣度，吸引學(xué)生的注意力，促使他們的思維跟上教師的節(jié)奏，有效提高他們參與教學(xué)的積極性，激發(fā)其對學(xué)習(xí)的興趣。

2.降低學(xué)習(xí)難度

在建筑專業(yè)中，很多抽象的概念和理論知識單靠教師的講解學(xué)生是很難理解的。如果利用多媒體，將抽象的事物形象生動地展現(xiàn)出來，可以有效地降低教學(xué)難度，提高學(xué)習(xí)效率。

3.拓展教學(xué)內(nèi)容

多媒體技術(shù)信息容量大，兼容性強(qiáng)，更新快，可以有效地拓展教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在有限的課堂時間里獲得更多的知識和方法。在建筑專業(yè)教學(xué)中，我們可以利用多媒體技術(shù)，向?qū)W生展示更多的建筑設(shè)計(jì)樣板，讓學(xué)生能獲得更多的比較，從而加強(qiáng)對知識的理解和拓展。

二、利用虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)進(jìn)行實(shí)操教學(xué)

虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)是在多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)迅猛發(fā)展的基礎(chǔ)上，將仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，源于仿真技術(shù)，高于仿真技術(shù)。

虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)的主要特點(diǎn)有：①高度綜合化；②給人身臨其境的感覺；③環(huán)境大規(guī)模集成化；④數(shù)據(jù)表示可以實(shí)現(xiàn)多樣化和標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)存儲容量大，傳輸速度高，數(shù)據(jù)處理具有分布式和并行化的特點(diǎn)。正是這些特點(diǎn)的存在，可以使操作者沉浸其中，并通過來自于多媒體的多感官刺激，對要解決的問題有了更清晰直觀的認(rèn)識。

虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)在各個領(lǐng)域得到應(yīng)用，如影視、建筑設(shè)計(jì)、室內(nèi)設(shè)計(jì)、數(shù)字城市、工業(yè)仿真等很多方面。在職高建筑專業(yè)教學(xué)中，通過虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)，對實(shí)景進(jìn)行模擬再現(xiàn)，給學(xué)生更直觀的視覺刺激，能有效提高學(xué)生對實(shí)操內(nèi)容的掌握。在教學(xué)中，我們可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)模擬建筑的整體風(fēng)格、內(nèi)部構(gòu)造、設(shè)計(jì)理念等，讓學(xué)生足不出戶就可以感受到建筑的實(shí)際情況，還能觀察到肉眼看不到的內(nèi)部構(gòu)造，從而有效促進(jìn)教學(xué)。

三、利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)所帶來的便利也越來越多。

在教學(xué)方面，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以達(dá)到擴(kuò)展學(xué)生知識、促進(jìn)交流、輔助教學(xué)的目的。

1.利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，擴(kuò)展學(xué)生知識

互聯(lián)網(wǎng)包羅萬象，各方面各學(xué)科的知識以及最新動態(tài)都包含在內(nèi)。建筑專業(yè)也是如此，通過讓學(xué)生使用互聯(lián)網(wǎng)，可以讓他們查找自己所需要的知識，了解行業(yè)的最新動態(tài)，從而更有效地掌握知識，提升教學(xué)效果。

2.利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，促進(jìn)學(xué)科交流

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，尤其是即時通訊技術(shù)的發(fā)展，為學(xué)科交流提供了諸多便利。師生或者學(xué)生之間可以通過QQ的即時通訊來交流知識，答疑解難；也可以通過QQ群功能實(shí)現(xiàn)一對多、多對多的討論，還可以通過電子郵件功能來布置作業(yè)；也可以通過論壇等功能學(xué)習(xí)心得，供需要者查閱；還可以通過QQ的遠(yuǎn)程協(xié)助功能，教師遠(yuǎn)程連接到學(xué)生的電腦，幫助其解決實(shí)時的問題。

3.利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)輔助教學(xué)

教師可以從網(wǎng)絡(luò)上摘選符合教學(xué)內(nèi)容的文章，對網(wǎng)址進(jìn)行整理，發(fā)給學(xué)生，讓他們自行選擇學(xué)習(xí)的內(nèi)容；還可以通過QQ群功能，將學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)等出來，讓學(xué)生加深對這方面知識的學(xué)習(xí)和記憶；還可以通過QQ視頻功能，實(shí)現(xiàn)課后的一對一或一對多的指導(dǎo)。

總之，現(xiàn)代教育技術(shù)在職業(yè)高中建筑專業(yè)的應(yīng)用，能給學(xué)生更加直觀形象的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生對知識的理解和記憶更加深刻，教學(xué)效果也能得到有效的提升。我們應(yīng)該切實(shí)樹立現(xiàn)代化的教育思想和觀念，掌握現(xiàn)代教育技術(shù)和信息處理能力，為社會培養(yǎng)合格的人才。

參考文獻(xiàn)：

第9篇：分布式仿真技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：三維仿真 城市規(guī)劃 城市仿真技術(shù)

中圖分類號：TU98 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

前言

隨著三維建模與可視化技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是隨著虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality—VR)技術(shù)研究的不斷深入開展，當(dāng)前技術(shù)水平已能通過計(jì)算機(jī)整合圖像、聲音、動畫等將三維現(xiàn)實(shí)環(huán)境、物體等模擬成二維形式表現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)，再由數(shù)字傳媒通過視、聽、觸覺等作用于用戶，使之產(chǎn)生猶如身臨其境的交互式視景仿真，并可選擇任何一個角度，觀看任何一個范圍內(nèi)的虛擬現(xiàn)實(shí)場景。正是由于對身臨其境的真實(shí)感和對超越現(xiàn)實(shí)的虛擬性追求，以及個人能夠沉浸其中，超越其上進(jìn)出自如交互作用的多維信息系統(tǒng)的出現(xiàn)，進(jìn)一步推動了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用與發(fā)展。

三維仿真技術(shù)的概述

三維仿真技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)，以模擬的方式為使用者創(chuàng)造一個實(shí)時反映實(shí)體對象變化與相互作用的三維圖形界面，使之在感知行為的逼真環(huán)境中，獲得一種身臨其境的感受。例如《重慶市三維數(shù)字規(guī)劃管理系統(tǒng)》，利用地理信息系統(tǒng)、三維空間建模、遙感等現(xiàn)代信息技術(shù)，以數(shù)字地形數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)以及三維城市要素模型等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在三維虛擬空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)局部的規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)方案與區(qū)域景觀的實(shí)時、多方案綜合分析與決策。

二、基本概念和意義

城市三維仿真是城市空間信息在計(jì)算機(jī)環(huán)境中的三維直觀表達(dá)，是數(shù)字城市概念城市規(guī)劃、建設(shè)、管理領(lǐng)域的延伸，同時也是數(shù)字城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)內(nèi)容。城市三維仿真技術(shù)在規(guī)劃中的應(yīng)用前景主要有以下幾個方面：

2.1 實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃精細(xì)化管理

實(shí)現(xiàn)從總規(guī)-控規(guī)-修規(guī)以及從項(xiàng)目的初步方案-正式方案-工程許可的全面三維數(shù)字化控制目標(biāo)，在以往基于控規(guī)的規(guī)劃電子政務(wù)管理平臺的基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化、深化和優(yōu)化規(guī)劃管理工作，運(yùn)用可視化的圖、表、文一體化界面配置工具，實(shí)現(xiàn)多個展示組件的互動包含：統(tǒng)計(jì)圖、表格、文書、GIS、三維仿真等內(nèi)容的綜合展示模型，使圖表展示工具、規(guī)劃業(yè)務(wù)文書展示工具、GIS展示工具、三維仿真展示工具之間通過配置實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)用和信息傳遞，完成從文到圖、從圖到表、從表到文的圖、表、文關(guān)聯(lián)互動，使各種統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果融為一體，使城市規(guī)劃管理進(jìn)入精細(xì)化管理階段。

2.2 提高規(guī)劃編制的科學(xué)水平

利用三維數(shù)字模型、GIS等信息化技術(shù)，為規(guī)劃編制過程中的信息采集、指標(biāo)分析、方案決策、成果展示等工作提供高效，直觀，便捷的新方法，實(shí)現(xiàn)控規(guī)編制的技術(shù)方法信息化和過程管理信息化，體現(xiàn)規(guī)劃編制“科學(xué)性”、“過程性”、“動態(tài)性”特點(diǎn)。

2.3 展示現(xiàn)狀及規(guī)劃情況

通過利用計(jì)算機(jī)仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)形成的三維數(shù)字規(guī)劃管理系統(tǒng)，將現(xiàn)狀與規(guī)劃成果帶入城市景觀的電腦虛擬環(huán)境中，提供一個逼真的模擬環(huán)境，從而很好地向規(guī)劃管理者和市民展示該地區(qū)的現(xiàn)狀及規(guī)劃建設(shè)情況。此外，利用空間信息可視化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)分析、查詢大量數(shù)據(jù)信息并以直觀的方式顯示結(jié)果，將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫帶入到可視化空間中，以對各個方面的情況有一個全面的了解。

2.4 提高規(guī)劃項(xiàng)目的管理效率

通過制作項(xiàng)目模型或者提供靜態(tài)的三維效果圖來展示項(xiàng)目的整體規(guī)劃過程，這具有很大的局限性，無法完成規(guī)劃對象的修改和管理。城市三維仿真技術(shù)可以設(shè)計(jì)一個可操作的三維仿真系統(tǒng)，為開發(fā)機(jī)構(gòu)或城市規(guī)劃單位提供高精度的數(shù)據(jù)服務(wù)和視覺質(zhì)量。在需要修改或增減項(xiàng)目工程的過程中，可以直接導(dǎo)入或更新相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，可以及時做出方案調(diào)整和實(shí)施，提高規(guī)劃項(xiàng)目的整體管理質(zhì)量和效率。

2.5 多樣化的數(shù)據(jù)服務(wù)

利用三維仿真技術(shù)進(jìn)行三維模擬和三維仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以利用三維仿真系統(tǒng)查詢相對對象的信息資料，為規(guī)劃管理者提供城市單位或部門的信息資料。在重慶市三維數(shù)字規(guī)劃管理系統(tǒng)中，運(yùn)用城市三維仿真、地理信息系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、工作流、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等技術(shù)，以現(xiàn)有的規(guī)劃電子政務(wù)平臺為框架，以分布式數(shù)據(jù)庫應(yīng)用為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多數(shù)據(jù)源海量精細(xì)化城市三維仿真數(shù)據(jù)的高效管理和服務(wù)，通過強(qiáng)大的三維仿真，GIS分析和輔助審批功能，為現(xiàn)狀調(diào)查、規(guī)劃編制、項(xiàng)目方案審批、行政決策提供了直觀、高效和科學(xué)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化建筑管理，提升了重慶市規(guī)劃局規(guī)劃管理技術(shù)水平。

三、仿真技術(shù)在重慶市規(guī)劃管理的應(yīng)用

3.1通過建立建筑物及周邊環(huán)境的三維仿真模型，規(guī)劃管理人員可以在三維可視化環(huán)境下觀察和研究建筑物與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)狀況，還可以通過模擬建筑物的日照陰影走向和計(jì)算陰影面積來研究建筑物的高度對周邊建筑物的日照的影響等（圖1）。對于規(guī)劃新區(qū)的建筑設(shè)計(jì)方案，由于沒有實(shí)際的周邊環(huán)境，可以用規(guī)劃的周邊環(huán)境來進(jìn)行仿真模擬，還可以通過三維空間環(huán)境下的實(shí)時建筑物模型置換、建筑物紋理置換、建筑物高度調(diào)整等功能，來進(jìn)行多方案的比較(圖2)。此外，還可以進(jìn)行特定視點(diǎn)的景觀圖生成、空間坐標(biāo)查詢、距離量算、屬性數(shù)據(jù)管理、實(shí)時的規(guī)劃指標(biāo)統(tǒng)計(jì)等，實(shí)現(xiàn)對建筑方案的全面的審查（圖3）。

（圖1）

（圖2）

（圖3）

3.2 城市景觀設(shè)計(jì)的應(yīng)用。城市景觀設(shè)計(jì)反映城市的整體風(fēng)貌，城市的整體風(fēng)貌依靠科學(xué)的環(huán)境資源布局來實(shí)現(xiàn)。利用仿真技術(shù)對城市景觀進(jìn)行設(shè)計(jì)和環(huán)境模擬，可以對城市建筑的空間形態(tài)、建筑形式、城市天際線、城市景觀、城市色彩等多方面進(jìn)行綜合考慮，做出更為準(zhǔn)確的、直觀的設(shè)計(jì)方案。仿真技術(shù)的應(yīng)用有助于城市規(guī)劃管理人員進(jìn)行多功能技能操作，從整體上把握城市空間形態(tài)的展示要點(diǎn)和亮點(diǎn)的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)出城市的整體風(fēng)貌和城市特色之處。同時，仿真技術(shù)利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行實(shí)際景觀設(shè)計(jì)的環(huán)境模擬，創(chuàng)造一個實(shí)時反映實(shí)體對象變化與相互作用的三維圖形界面，將設(shè)計(jì)的內(nèi)容和效果展示在大眾面前，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，讓大眾和客戶有一種身臨其境的感受。對于城市規(guī)劃評審、公示、展覽、規(guī)劃項(xiàng)目的宣傳及招商引資等各方面都有著重要的指導(dǎo)意義和經(jīng)濟(jì)效益。（圖4）

（圖4）

3.3城市規(guī)劃需要把握整個城市土地利用的決策動向，就需要對城市土地利用現(xiàn)狀信息資料進(jìn)行完整的把握，所以城市土地利用現(xiàn)狀信息資料尤為重要。規(guī)劃管理人員可以依靠當(dāng)?shù)氐暮娇招l(wèi)星影像、DEM 高程數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，構(gòu)建仿真三維模型，通過三維模型，可以更廣泛的了解和把握整個城市的土地利用范圍、現(xiàn)狀以及城市周邊的概況，對城市的整體信息資料的掌握和城市規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的確定有著重要意義。仿真技術(shù)還可以通過模擬建筑物的日照陰影走向和計(jì)算陰影面積來研究建筑物的高度對周邊建筑物的日照的影響等，通過三維空間環(huán)境下的實(shí)時建筑物模型置換、建筑物紋理置換、建筑物高度調(diào)整等功能，來進(jìn)行城市土地利用現(xiàn)狀和規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的篩選。

四、小結(jié)

總而言之，三維仿真在城市規(guī)劃中的應(yīng)用前景是廣闊的。我們有理由相信，三維仿真技術(shù)會使城市規(guī)劃的產(chǎn)生一次技術(shù)革新，會極大地拓展和豐富城市規(guī)劃的工作思路。三維仿真技術(shù)的應(yīng)用，明顯的提高規(guī)劃審批的效率和方案設(shè)計(jì)的科學(xué)科學(xué)性，避免了傳統(tǒng)規(guī)劃評審采用大量設(shè)計(jì)文稿的方式，極大提高了設(shè)計(jì)單位、業(yè)主單位和管理單位的溝通效率，協(xié)調(diào)了與周圍建筑群的空間、色彩、材料，有利于體現(xiàn)城市的特點(diǎn)，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊建國，黃玲，高劍鋒.三維仿真技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用[J]規(guī)劃信息化，2007