数字化仿真技术范文精选

【摘 要】分析了数字电路课程教学存在的问题，提出了立足于仿真设计工具的层次化教学模式，从基础层、综合层、创新层，解决数字系统的分析、设计问题。仿真技术在课程中的合理应用，能够优化教学手段，填补教学内容和实际应用之间的鸿沟，为学生广泛参与设计实践以及创新研究提供了平台。

【关键词】数字电路；教学；仿真；层次化

仿真技术使用计算机来完成使电路设计过程中的大部分繁琐的底层工作，为电子工程师提供了理想的设计工具[1]，也为课程教学提供了资源丰富的仿真平台。立足于仿真工具的应用，根据教学内容的深度以及学生的能力水平，构建“多层次”的立体化教学平台，有助于数字电路课程教学和学生实践能力发展。

1 数字电路的教学

讲授法和例举法是数字电路课程中两种常用的教学方法，教师对基本定理、方法进行系统的解释和详细分析论证或以典型例题说明元器件和芯片的功能和应用。这两种方法对于学生理解和掌握知识要点是必要的，但目前单纯依赖多媒体课件的教学手段，很难使学生提起兴趣。

数字电路是一门应用型课程，但是课程内容的安排上，侧重于功能相对单一的、孤立的基本逻辑单元的分析和设计，而没有建立系统的观念，大多数学生感觉不能学以实用，在利用具体芯片设计实际电路时束手无策，影响了学习积极性。

传统数字技术中的许多观念、方法和思路已经跟不上日新月异的电子技术的发展步伐，有些甚至是不恰当、低效的，学生把过多的精力投入到这些落伍的知识、失当的理念，在后续课程又要重新纠正，造成效率低下。

在当前 “数字系统设计”方法不断变革的背景下，有必要将新的设计理念融入到教学中[3]，将教学内容用更生动的形式展现出来，从而调动学习兴趣，增强实践能力，提高学习效率，以更高的起点、开阔的视野去学习十分重要的后续课程。

【摘 要】本文主要比较了传统装配方法与数字化装配技术的特点，着重介绍了数字化装配工艺设计、优化与装配过程仿真方法。在数字化装配工艺设计过程中，主要利用计算机图形学技术构建真实的物理装配环境，然后引入机械装配环境中的人/机器人、装配设备、装配工具等装配环境信息，对装配过程进行实时分析，并通过修改完善工艺设计方案，最终形成最优的装配方案。

【关键词】数字化 工艺设计 装配仿真

数字化装配仿真技术在产品的设计阶段，实现虚拟产品的预装配，验证和改进产品的装配工艺过程，生动直观地展示产品的可装配性，从而提高产品的装配效率，减少装配时间和费用。数字化技术的应用从根本上改变了传统的飞机设计和制造方式，大大地提高了设计水平，最大限度地避免了设计漏洞和缺陷，减少了返修率。近年来，国外飞机数字化装配技术的研究主要集中在装配分析与仿真、装配数据管理、装配工装夹具设计制造以及自动化装配等方面。装配过程仿真与优化技术的使用使波音、 空客取得了显著的效益，比如空客典型部件的装配周期缩短了60%，装配工艺的设计周期缩短了30%～50%，装配成本却减少了近20%～30%。

一、传统装配设计存在的问题

（一）装配工艺设计仍然停留在二维方式

传统的工艺设计是由设计人员在头脑中想象出三维装配空间，以及设计装配顺序，然后再用二维的方式描述出来。传统的工艺设计质量主要取决于工艺设计人员的高超的技术水平和丰富的设计经验，操作人员则要根据设计人员的设计文件以及二维工程图纸，在大脑中还原设计人员构建的三维装配空间，进而理解装配顺序及需求，如此设计非常容易在设计人员与操作人员之间产生偏差，造成严重的装配错误，因此，二维模式的装配工艺设计严重阻碍了制造业的快速发展。

（二）缺少科学的工艺设计优化方法

传统工艺设计主要以二维的设计为主要模式，工艺设计的修改和优化周期较长，方案的优劣主要取决于设计人员的工作经验，缺乏科学的研究方法，没有定性定量的分析，制造工艺水平因人而异，会增加制造周期和制造成本。传统工艺设计中制造资源的二维描述可能导致设计过程中对细节设计的淡化，不能充分利用三维CAD数据，不能完全消除工艺设计转换造成与产品设计数据的不一致性，难以实现工艺设计的继承性、规范化、标准化。

摘要：“卓越工程师教育培养计划”是国家为了满足经济社会发展需要的一项重大改革项目，目的在于培养造就一大批具有较强的创新能力、适应社会发展的高质量各类型工程技术人才。针对机械原理在机械工程类专业课程体系中的重要作用，对数字化仿真技术在机械原理教学中进行了一定的应用和探索，该方法有效提高了学生的创新能力和学习兴趣，能够促进“卓越工程师教育培养计划”目标的实现。

关键词：数字化仿真；卓越计划；机械原理；创新能力

作者简介：李杰（1979-），男，河北石家庄人，石家庄铁道大学机械工程学院，讲师；范晓珂（1972-），女，河北石家庄人，石家庄铁道大学机械工程学院，副教授。（河北 石家庄 050043）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）05-0083-02

“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是高等院校贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的一项重大改革项目，其目的在于培养造就一大批具有较强创新能力、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家工业的转型升级、建设创新型国家和人才强国战略服务。该项目的实施将促进高等教育面向社会需求培养人才，对全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。[1]2011年，石家庄铁道大学被教育部批准成为第二批133所“卓越工程师教育培养计划”培养高校之一。“机械原理”课程作为机械工程类的专业基础课程，是石家庄铁道大学（以下简称“我校”）机械设计制造及其自动化专业、车辆工程专业、“茅以升”试验班和“卓越”班的必修课程，占有重要的地位。由于学生人数的增加和新课程的开设，“机械原理”计划学时不断被压缩，而教学内容却不断补充，传统的教学模式很难满足“卓越计划”的要求，很难培养具有创新意识、创新能力的高素质人才。[2]因此，利用数字化仿真技术改善“机械原理”以往传统的教学与实验存在的问题，提高学生的创新能力，培养学生成为具有工程思维的实用型与创新型人才，适应“卓越计划”的发展具有重要的意义。

一、课程教学内容与安排

“机械原理”的课程内容主要有：机械的结构分析、机构的运动和力分析、机械的效率、自锁与平衡、各种常用机构的设计和机械系统的方案设计等内容，共64学时，讲授54课时，实验8学时，“机械原理”课程设计1周。讲授的内容中，主要重点介绍机械的结构分析、机构的运动和力分析、机械的效率、自锁与平衡、常用机构的特点及其设计，其中包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系和其他的常用机构等；[3]机械系统的方案设计内容结合课程设计时完成；实验安排主要针对一些机构的验证、设计与综合，旨在提高学生的动手能力和对机构进行创新设计的能力。但是，由于课时限制，该课程所设置的实验只能完成4个，很难满足“卓越计划”的要求，不利于培养学生的实践能力和创新能力。

二、教学方式的改革

【分类号】：TG386

【内容摘要】目前我国航空制造业基本实现了数字化设计，数字化设计使装配过程中协调问题在数字样机设计阶段都得到有效解决。相比之下航空钣金将数字化技术在实际生产中的运用十分落后；特别是在钣金拉深件成形方面，历来都是通过反复试模及多次修模得出合理工艺参数，对操作者技术水平要求高，造成大量原材料、模具、人力成本浪费。精密拉深成形是按预定的工艺参数实现不试模、成形过程零切割、零敲击的高效率、高精度贴模先进技术；其核心是钣金数字化，即运用仿真技术分析成形问题，达到对模具结构、毛坯形状、压边方式、工艺补充面等工艺参数的优化，实现成形过程稳定的先进技术。

[关键字]：精密拉深成形、拉深系数、有限元模拟仿真、压边力、压延筋

1 引 言

拉深成形是现代工业特别是汽车、航空工业领域中一种重要的加工方法；相对于曲压、落压、橡皮等成形方法优点如下：效率高、贴模精度高、表面光滑美观；但缺点是受力变形过程复杂、影响因素多、传统拉深方法对成形成败具有不可预见性。圆筒件、球形件等少数可计算拉深系数的零件作为拉深成形的基本理论研究已基本完善，但随着客户对零件精度及美观追求的提高，其它工艺方法成形产品越来越无法满足用户需求。本文以难计算拉深系数的三通管为例，论述采用有限元模拟仿真技术给实际生产带来的便利；以期望引起航空钣金从业人员对数字仿真技术高度重视，加速该技术在生产中推广运用。

2 零件概述

如图1形状零件是某型号板制三通半管，材料为00Cr18Ni10N-δ1.0mm冷轧固溶状态。三通管高表面质量、高效率一次成形一直是生产中的重大难题，长期以来无法解决零件中部的起皱问题。目前该类零件一般采用落压成形方法，通过在凹模内填冲一定量的橡皮减少中部起皱，往往采用边成形、边敲击的渐进成形办法；其缺点主要是产品质量不稳定、效率相对较低、回弹大、加工硬化后贴模困难。

图1

摘 要：在档案工作中，数字化档案的复制技术能够更好的扩大档案信息的使用范围，同时也能更好的在收集途径上进行拓宽，这样在进行档案收集的时候非常的方便，而且，在档案使用过程中也能更好的实现交流活动。在档案保护工作中，对档案的载体进行保护能够更好的达到档案保护的目的，同时也能更好的实现档案的共享。

关键词：档案；数字化；仿真复制

档案是对人们生活和工作中的活动进行记录的凭证，在档案保护中实现数字化档案复制技术能够更好的方便人们的工作，同时，人们在生活和工作中能够非常及时的对档案进行利用，这样能够更好实现档案信息的共享，同时也能更好的在档案保护方面得到更好的发展。

1 档案数字化仿真复制技术在档案收集中的应用

档案收集工作要按照必要的制度来进行，同时在进行信息征集的时候也是有一定的办法，因此，在进行档案收集的时候对不同的档案信息资源也是有着不同的方式，在档案收集过程中也是有着统一的管理手段。在档案管理中，其他业务环节对档案发展是有很大的影响。为了更好的对档案信息进行收集，应该在收集范围上进行扩大，同时在途径方面也要进行更好的发展，这样能够更好的满足社会公众对档案信息的需求，同时也是档案管理部门在工作中应该做到的事。

1.1 档案数字化仿真复制技术应用在档案收集中的意义

在档案中应用数字化仿真技术来进行复制，更加有利于档案部门在收集信息方面获得更宽的途径，同时，在收集范围和收集难度方面也要进行发展，这样能够更好的保证档案管理部门的工作得到更好的发展。现在，我国在进行档案建设过程中主要是通过两种不同的方式对信息进行收集。一种方式是接收，就是一些组织单位在日常工作中要对相关的档案进行进行接收，通常都是单位运行过程中日常的行政文件。另外一种是征集，这种方式在很多年前得到了很好的应用，尤其是在一些政府机构和事业单位中，通常形成的档案在历史意义方面是非常重要的。档案馆在建设档案的时候，也会从一些个人手中征集一些有价值的家庭档案和个人档案，这样能够更好的对一个地区的生活方式进行了解。这类档案在数量是不多的，因此，对档案的馆藏进行优化的时候，也能更好的对人们的生活方式进行了解，同时对档案收集工作的进行也是有很大的难度的。

档案是国家在建设过程中一种非常重要的财富，能够更好的对国家发生的变化进行反映，同时也能更好的使人们了解历史。在进行档案保管的时候，通常是分为不同的等级和种类的，这样能够更好的实现档案使用的便利。在档案管理工作中，档案的收集工作是非常困难的。我国在发展过程中由于很多的历史原因，导致很多的重要档案流散在民间，通常是在各种各样的人手里，很多的人对这些档案的重要性不了解，因此也导致了很多的档案出现了损坏非常严重的情况。对于很多的人来说，很多的档案成为了世代相传的宝贝，因此，在进行档案收集的时候要克服的问题非常多。在任何情况下，国家进行强行的档案征集工作，都会带来非常严重的后果，同时在社会上影响也非常差。因此，在进行档案收集的时候一定要对方法和方式进行注意，这样才能在社会发展过程中不会出现很多的矛盾，因此，在进行档案征集的时候要对相关的人员思想工作的开展，这样能够更好的使其将档案更好的交给档案馆进行保存。档案部门在收集过程中使用数字仿真复制技术，能够更好的对档案进行复制，同时也不会出现征集过程中的矛盾，这样能够更好的解决档案收集中存在的群众矛盾。

摘要：数字信号的传输比模拟信号对对带宽的需求更高。随着卫星有效载荷种类的增多和分辨率的不断提高，需要传输的信息量越来越大。本文对差分脉冲编码调制相关理论进行了分析研究，基于matlable/simulink构建了dpcm串行传输的仿真模型及仿真验证，并基于simulink实现了pcm及dpcm语音信号的传输，并进行传输误码与解码话音质量的性能比对和分析。

关键词：模拟信号；提高；分析

1 引言

随着通信技术的发展，数字通信成为主流技术。那模拟信源提供的模拟信号如何在数字通信系统中传输呢？模拟信号要想在数字通信系统进行传输，首先需要在发送端把模拟信号数字化，即进行模数转换，然后在数字通信系统进行传输；在接收端需把数字信号还原成模拟信号，即进行数模变换。一般模数转换常采用脉冲编码调制（pcm）、差分脉冲编码调制等。

1.1 脉冲编码调制

脉冲编码调制（pulse code modulation——pcm）是典型的编码方式，通常把从模拟信号抽样、量化、直到变为二进制符号的基本过程称为pcm。

1.2 差分脉冲编码调制

pcm体制需要用64kb的速率传输1路数字信号，而传输一路模拟电话仅占用4khz带宽。相比之下，采用pcm，则数码率太高，传输pcm信号占用更大带宽。例如，对于频带为1mhz的可视电话信号进行编码，根据采样定理，采样速率 ，若每样值采用8位编码，则数码率为16mbit/s。对于电视信号，图像信号宽带为6mhz，若也采用8位编码，则数码率将达100mbit/s。为了降低数字电话信号的比特率，改进方法之一是采用预测编码方法。预测编码方法有多种，差分脉冲编码调制，简称差分脉码调制dpcm，是其中广泛应用的一种基本预测方法。

摘要：数字电子技术是本科教学中一门重要的课程。然而，学生在学习课程时缺乏感性认识，实验验证也显不足。本文介绍了一种利用Multisim仿真改善教学的方法，克服了传统的板书教学和被僵化为PowerPoint播放的多媒体教学的不足，使学生在课前预习时能够有感性体验，使教师在课堂授课时能够有准确精致的表现手段，使学生在课后复习和完成作业时能够迅速得到反馈进而持续改进设计。

Abstract： Digital circuits is an important course of undergraduate education. However， the students are lack of perceptual knowledge when learning this course， and also experiments. This paper proposes a method to optimize the process of teaching and learning by Multisim simulation. This method， which has overcome the shortcomings of either blackboard writing and Power Point slices， provides an opportunity of getting perceptual knowledge before classes for students， an instrument of exact and exquisite expression for teachers when teaching in class， and a tool of getting quick feedback to debug and improve designs for students when doing homework.

关键词：Multisim；数字电子技术；教学

Key words： Multisim；digital circuits course；teaching and learning.

中图分类号：G622.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）35-0144-02

1 现状描述

数字电子技术课程是很多工科专业必修的课程，通常以课堂理论课为主，辅以一定数量的实验课。在教学过程中发现，在讲授组合逻辑电路时，开始涉及到具体器件之后，学生的接受水平明显下降，表现为作业质量的降低，以及实验课顺利程度的降低，尤其是设计类实验课。在此之后，部分学生跟不上课程进度，最后不能通过期末考试。最终，数字电子技术课程和模拟电子技术课程一起，成为整个学院二年级学生补考率最高的课程。

2 原因分析

摘要：本文从数字城市背景下城市规划工作的变化出发，介绍了城市仿真技术的特点及关键技术，简述了其在城市规划工作中发挥的作用及意义。

关键词： 城市规划；城市仿真技术；虚拟现实

Abstract: In this paper, from the change of city planning under the background of the digital city, introduces the characteristics and the key technology of city simulation technology, describes its plays in the city planning work in the role and significance of.

Key words: city planning; city simulation technology; virtual reality

中图分类号：TU984文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1 引言

随着城市社会科技的迅猛发展，社会对城市规划、建设和管理要求越来越高，这是由城市规划在城市发展中的战略地位所决定的。然而过去传统的城市规划中，主要以感性规划为主，存在自上而下命令式、强制控制等级式的管理体制，缺乏相应的客观性、独立性和权威性，公众参与的缺失，也影响了规划设计方案的科学性、前瞻性，影响了政府决策的宏观和全局性的把握。

随着计算机及网络技术的飞速发展和数字化潮流的掀起，基于数字城市平台上的虚拟学校、虚拟影院等应运而生。如何利用先进的计算机技术实现现代城市本身的数字化，是城市管理者、规划部门、公众所共同关心的问题，而城市仿真技术作为数字城市的支撑技术之一，也成为了当前各个领域所研究的热点。

摘要： 应用SIMULIA SLM系统，通过二次开发构建飞行器协同设计仿真管理平台.在给出平台总体框架的基础上详细探讨平台中各业务层的实现方法和途径，最后给出飞行器方案设计主要参数优化应用实例，验证协同设计仿真平台的基本功能和知识积累、复用的可行性.研究成果可为企业协同设计仿真数据管理平台的构建提供参考.

关键词： 飞行器设计； 协同设计仿真管理平台； SIMULIA SLM； 二次开发

中图分类号： V414.41； TB115.1文献标志码： B

0引言

企业竞争力主要体现在创新设计能力方面，企业效益则直接受到产品的质量、周期和成本等要素的影响.设计是一项创造性的活动，主要是根据用户的需求对产品进行定义.总体设计承担整个设计过程的组织和协调任务，因此总体能力强弱直接影响产品开发的成败.飞行器总体设计就是对飞行器系统工程进行科学的技术管理，即创造产品概念、形成总体方案、实施技术协调；建模与仿真技术是保障系统方案的整体优化、协调系统功能设计和实现的关键手段.

当前阶段，数字化设计技术已在飞行器设计过程中得到众多应用，但在传统研发模式下，数字仿真技术还没有成为核心技术手段和研制流程的标准环节.数字化技术已经加快飞行器设计进程，但许多设计师个人积累的研制经验、模型和数据尚未得到有效管理，设计知识的传承还没有找到有效途径.数字仿真技术是一项复杂的技术活动，在仿真建模、仿真模型确认和仿真结果评估等环节需要进行严格的过程管理，才能得到高质量仿真结果，支持产品设计.飞行器总体设计能力提升、知识积累和复用需要数字仿真技术，实施数字仿真技术需要在技术和资源保障等方面突破具体困难.

数字化设计技术代表当前先进的设计理念，国外在数字化设计技术方面取得很大进展，主要应用领域涉及航天、航空和兵器等.相关研究工作如美国沃特公司建立导弹综合设计系统[1]，美国军方建立IHAT系统，集成几何、气动、推进、弹道、热、结构、稳定性与控制和费用指标等 [2]，美国NASA针对新一代运载技术建立AEE设计集成环境[3].

国内亦高度重视数字化设计技术发展，国内诸多企业和研究部门正着手建立一批有代表性的导弹集成设计平台，如国防科技大学航天与材料学院采用J2EE架构建立导弹系统集成设计通用平台[45]，西北工业大学航天学院建立导弹总体方案设计系统[67]等.

摘要：本文从EDA技术应用在数字电子技术实验教学的优势出发，对其技术与方法进行了分析，介绍了应用EDA技术的实验步骤，探讨了EDA技术在数字电子技术实验中的应用，具体说明如下。

关键词：电子设计自动化技术 数字电子技术试验 应用

随着时代与科技的不断发展，新形势下各大高校数字电子技术实验教学也随之发生改变，数字电子技术属于一门实用性强的综合型学科，只有学好数字电子技术才能为接下来电子信息后续课程打好基础。电子设计自动化设计是计算机结合集成电路下衍生的产物，现今可编程逻辑器应用范围越来越广，运用计算机编程技术可对电子设计产品进行更大程度上的优化和控制，可编程逻辑器为电子电路实验提供了新的设计方法，提高了设计电子产品硬件的便捷性，使原有的系统设计方式、核心技术得到转变，促进了电子设计自动化的发展，使其具备更加广阔的前景。

一、EDA技术在数字电子技术实验教学的优势

现阶段大部分高等院校数字电子技术实验通过使用多种实验箱，让学生自行连接电路，运用仪器对连接的电路做出检验，对其验证结果进行总结和分析。此种集成芯片设计电路连接的过程中存在较多的问题，例如电路复杂、芯片短缺、查找故障难度高、仪器及其附属设施易破坏、缺乏实验设备等，致使连接电路难度较高，学生对数字电子技术实验兴趣不高，实验效果不够理想。随着时代的发展，传统的数字电子技术实验教学也应作出与时俱进的改变，为了加大学生的学习兴趣，提高连接电路的成功率，在以往的数字电子技术实验中引进电子设计自动化技术，改变原有电路设计方法，使EDA技术下的电路设计变得更加可靠而有效。以往的数字电路设计方法只能设计出完整电路的一部分，在实际连接数字电路时会因为零件不足、性能与电路设计性能不相符等问题，致使需要重复实验，再次设计完整的数字电路并操作、验证等，此种方法过于费时，对学生而言学习兴趣不高。使EDA技术下的电路设计方法是分阶段进行，首先将整体的电路划分为多个模块，然后再设计各模块，此种方法适用性强、干扰性小，从而能够进一步保证电路连接的准确性、可靠性，EDA技术有利于推动电子产品的发展。

二、EDA技术设计的步骤

EDA技术设计数字电路首先要对系统进行全面的分析，将完整的系统分为多个独立存在的模块，然后逐一设计各个模块，对应不同模块采用不同的输入方式，在系统中就可对设计模块进行仿真模拟，验证其电路连接的正确性，待验证合格后，将设计电路图下载至存储介质。

综合是指运用电子设计自动化系统中的综合器将VHDL软件设计与硬件联系在一起，形成可行的硬件电路。综合器具备源文件整合功能，可保证综合硬件的可操作性，电子设计自动化具有逻辑综合功能，并能对设计出的数字电路进行优化，可将逻辑级电路图转变为门级电路，自动生成分析文件、网表文件及其附属报告。