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计算机仿真技术总复习整理

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一、什么叫系统?系统具有哪些特点?

系统:为实现规定功能以达到某一目标而构成的相互关联的一个集合体或装置(部件)。

系统具有以下四个特点:

①系统是由部件组成的,部件处于运动状态;

②部件之间存在着联系;

③系统行为的输出也就是对目标的贡献,系统各主量和的贡献大于各主量贡献之和,即系统的观点1+1>2;

④系统的状态是可以转换的,在某些情况下系统有输入和输出,系统状态的转换是可以控制的。

二、系统性能好坏的评价指标有哪些?

系统的好坏可以由以下四点观察:

目标明确:每个系统(部件)均为一个目标而运动。系统的好坏要看它运行后对目标的贡献。因而目标明确是评价系统的第一指标。

结构合理:子系统的联接方式组成系统的结构。联接清晰,路径通畅,冗余少等,以达到合理实现系统目标的目的。

接口清楚:子系统之间有接口,系统和外部的联接也有接口,好的接口其定义应十分清楚。能观能控:通过接口,外界可以输入信息,控制系统的行为,可以通过输出观测系统的行为。只有系统能观能控,系统才会有用,才会对目标作出贡献。

三、系统模型的定义、类型及特征?

系统模型的定义:是指以某种确定的形式(如文字、符号、图表、实物、数学公式等),对系统某一方面本质属性的描述。

系统模型的分类:物理模型、数学模型

系统模型的特征:

(1)它是现实系统的抽象或模仿;

(2)它是由反映系统本质或特征的主要因素构成的;

(3)它集中体现了这些主要因素之间的关系。

四、计算机仿真的定义、类型、作用?

计算机仿真(Computer Simulation )定义:借助高速、大存储量数字计算机及相关技术,对复杂真实系统的运行过程或状态进行数字化模拟的技术。

计算机仿真的分类:

①根据计算机分类:模拟计算机仿真、数字计算机仿真、模拟数字混合计算机仿真

②根据仿真时钟与实际时钟的比例关系实时仿真、欠实时仿真、超实时仿真

③根据系统模型的特性连续系统仿真、离散事件系统仿真

五、简述计算机仿真的总体流程图?

六、系统仿真的定义?

系统仿真(System Simulation)定义:是以相似原理、系统技术、信息技术及其应用领域有关专业技术为基础,以计算机、仿真软件、仿真器和各种专用物理效应设备为工具,利用系统模型对真实的或设想的系统进行动态研究的一门多学科的综合性技术。

七、什么是产品全生命周期?

产品全生命周期:从产品研究、产品规划、产品设计、产品试验、产品制造、产品销售、产品使用到产品最终报废的过程

八、计算机仿真技术与传统的CAD/CAE/CAM技术的最大差别在什么地方?

虚拟样机技术与传统的CAD/CAE/CAM技术最大的差别在于:

前者是面向系统的设计/分析/制造、以提高产品整体质量和性能并降低开发与制造成本为目的;而后者是面向产品零部件的设计/分析/制造、以提高零、部件的质量和性能为目的。

九、数学模型的定义是什么?

数学模型:是利用数学语言(符号、式子与图象)模拟现实的模型。

十、什么叫数学建模?

数学建模:把现实世界中的实际问题加以提炼,抽象为数学模型,求出模型的解,验证模型的合理性,并用该数学模型所提供的解答来解释现实问题,我们把数学知识的这一应用过

程称为数学建模。

十一、建立系统模型的依据有哪些?

建模的目的:建立系统模型的目的是建模过程的主要信息来源之一;

先验知识;

实验数据。

十二、系统建模的途径有哪几种?

演绎法:对于白盒系统,利用一些已知的基本定理,经过分析和演绎导出系统模型(也叫理论建模);

归纳法:黑盒或灰盒系统,如果允许直接进行实验性观测,可假设模型并通过实验对假设的模型加以验证和修正;如果是黑盒系统且又不允许直接实验观测的系统,可采用数据收集和统计归纳的方法来假设模型(也叫系统辨识建模)。

混合法:实际上采用单一的途径建模很难获得有效的结果,通常是采用混合的途径。 十三、建立简单系统的数学模型。

同时输出位移、速度和加速度,则模型框图为

十四、连续系统数值积分的基本思想?

连续系统数值积分如果要求其解,必须首先(差分法)将其离散化,然后进行求解。 十五、数值积分方法有哪些?

欧拉法、梯度法、龙格一库塔法、阿达姆斯法和吉尔法。

十六、单步法与多步法、显式法与隐式法、定步长与变步长的定义?

单步法是指计算某时刻数值yk+1,只需前一时刻tk 有关信息,它是一种能自启动的算法。 多步法是指计算某时刻数值yk+1需要tk ,tk-1时刻有关信息,它是一种不能自启动的算法。 显式是指计算yk+1时所需数据均已算出。

隐式是指计算yk+1的算式中含有tk+1时刻的数据。因此在使用隐式公式中,需要用另一公式估计这里未知数据,然后用隐式公式进行迭代,这叫预估-校正法。显然这种方法不能自启动。

定步长为积分步长h 在仿真运行过程中始终不变。而积分步长在仿真运行过程中自动修正改变为变步长。

十七、欧拉法的递推公式、特点及数值求解应用?

特点:算法简单,计算工作量小,且为单步显式法,可自启动,但精度较低。

十八、二阶龙格库塔法的递推公式、特点及数值求解应用?

???

????++==++=+),(),()(2121211h K y h t f K y t f K K K h y y m m m m m m h

y t f y y m m m m ),(1+=+

特点:与欧拉法比较,算法较复杂,计算工作量较大,但精度较低。

十九、离散事件系统的定义及特点?

离散事件系统的定义:是指受事件驱动、系统状态跳跃式变化的动态系统,系统的迁移发生在一串离散事件点上。

离散事件系统的特点:

1、系统中的状态只是在离散时间点上发生变化,而且这些离散事件点一般是不确定的;

2、系统中的状态变化往往无法用数学公式表示;

3、描述方式通常为图、表等接近自然语言的方式;

4、动态仿真,时间是仿真中的一个关键变量;

5、离散事件系统总包含排队过程;

二十、离散事件仿真模型的设计与实现?

设计:1、系统建模 2、确定仿真算法 3、建立仿真模型 4、设计仿真程序

5、仿真结果分析

实现:事件调度法活动扫描法进程交互法

二十一、随机数与随机变量的作用、产生方法?

随机数产生的方法:随机数表硬件设备数学公式

随机数的作用:离散事件系统仿真的基础就是产生随机数

随机变量的产生方法:反变换法、组合法、卷积法及取舍法:

随机变量的作用:

随机数与随机变量的产生:MATLAB提供了两个基本的函数用于产生随机数。它们是rand和randn。

二十二、离散事件系统一般应用在什么地方?

离散事件系统仿真的应用:1.排队系统 2.机械行业

二十三、什么是虚拟样机技术?虚拟样机技术的应用软件有哪些?

虚拟样机(Virtual Prototyping 简称VP)技术又称为机械系统动态仿真技术, 是一项计算机辅助工程(CAE)技术,是建模仿真技术、虚拟现实(Virtual Reality)技术、计算辅助设计与制造(CAD/CAM)等技术综合集成。

目前世界范围内流行使用的机械系统的仿真软件有 ADAMS和比利时LMS的DADS(Dynamic Analysis and Design System)动力学分析和设计系统软件。

二十四、ADAMS软件的英文全称是什么?ADAMS的中文含义是什么?

ADAMS英文全称全称是:Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System,

中文含义:机械系统自动动力学分析系统。

二十五、虚拟样机技术的特点有哪些?

虚拟样机技术的特点:1、强调在系统层次上模拟产品的外观、功能及特定环境

下的行为;

2、可以辅助物理样机进行设计验证和测试;

3、可以在相同时间内“试验”更多的设计方案,从而易

于获得最优设计方案;

4、用于产品开发的全生命周期,并随着产品生命周期的

演进而不断丰富和完善;

5、支持产品的全方位测试、分析与评估;

6、减少产品开发时间产品尽快上市;

7、减少了设计费用。

进行虚拟样机设计的过程是什么?

二十七、机构运动学分析与动力学分析的区别是什么?

区别:机械系统的运动学分析主要涉及系统及其各构件的运动分析,而与引起运动的力无关;机械系统的动力学分析主要涉及由外力作用引起的系统动力学分析。

二十八、在设置工作环境时设置了Working Grid , Working Grid 的作用是什么?

Working Grid 作用:就是把绘图平面变成坐标图纸形式,便于绘图时捕捉到精确点。 二十九、被创建的构建上有若干个Marker ,请问这些Marker 的作用是什么? ADAMS 中Marker 点的作用:Marker 具有独立的方向性,随零件和运动副的加入而产生,可作为零件或运动副位置的控制变量

三十、ADAMS 有哪两种建模方式?

ADAMS 软件的建模方式:(1)应用ADAMS2005直接建立几何模型

(2)应用其他三维CAD 软件建立几何模型,然后通

过相应的接口导入adams 中。

三十一、写出函数IF 、STEP 函数的正确书写格式,并分别说明各个函数的含义? 正确书写格式:IF(expr1:expr2,expr3,expr4)

其含义为: 施加摩察;

使用力函数;

定义控制。

创建构件或零件; 给构件施加约束; 定义作用于构件上的力。 设计变量影响度研究; 试验设计分析;

优化设计分析。 设计变量影响度研究; 试验设计分析; 添加模型参

数; 测量特性; 仿真分析;

动画播放;

绘制曲线。

F ()

01ex p 2ex p

01ex p 3ex p =r r ()

01ex p 4ex p >r r

三十二、SPLINE函数的用途是什么?

SPLINE函数的用途是:将一组无法表达为一个已知函数的数值进行拟合,得到一个拟合曲线作为机械系统的运动或作用力的变化规律曲线。

三十三、计算机建模的方法有哪些?什么叫参数化建模?

3D建模的方法:几何建模、特征建模、参数化建模、装配法建模等。

参数化的建模定义:把零件的特征/主要尺寸根据变化范围建立,并把各相关尺寸关联起来的建模仿法。

三十四、进行机构参数化建模的目的是什么?

三十五、在进行机构参数化建模时,首先创建了若干Point,请问Point与Marker 有何不同?

Marker和Point都是点但是两者又有不同之处:Marker具有独立的方向性,随零件和运动副的加入而产生,可作为零件或运动副位置的控制变量,格式为:.model_1.Part_1. marker_1。Point不具独立的方向性,常用作进行参数化建模的控制点,或者是空间位置标记点。一般通过Table Builder进行修改。格式为:.model_1. part_1.point_1 。

三十六、采用装配法创建机构模型的特点是什么?有什么优点和缺点?

装配法建模的定义:建立封闭机构(比如曲柄摇杆机构)模型时如果只知道杆件的长度,但不知准确地位置,可以先按杆件的长度建立各个杆件,然后再用运动副-2bod-2loc的方式关联各个连接点(装配在一起),就可以得到所需要的机构模型。

三十七、采用ADAMS软件进行凸轮设计的方法与采用传统的“反转发”进行凸轮轮廓曲线设计有何不同?

三十八、传感器的作用是什么?

传感器的作用:感知物体的运动位置、物体之间碰撞力等。

三十九、在ADAMS软件中如何创建传感器?

ADAMS创建传感器的流程:

(1)选择Simulate/Sensor/New

(2)更改Expression文本框内容为要测量对象

(3)更改类型,如greater than or equal

四十、传感器和仿真过程描述的异同?

四十一、什么叫柔性体?一般在何种情况下须考虑机构中的柔性?

柔性体:是相对于刚体的概念,它强调了可变形性,至于应力应变关系可以是线弹性,也可以是粘弹性或者弹塑料等。柔性体包括了弹性体。

有一部分机构,构件的刚度降低弹性增加情况下,需在运动过程中对“柔性”加以考虑。四十二、ADAMS生成柔性体的方法有哪两种(具体介绍两种方法的步骤)?ADAMS生成柔性体的方法:1、在adams软件中直接创建柔性体,选择Build/Flexible Bodies/....

2、应用三维绘图软件绘制实体模型,然后在有限元分析软件ANSYS中打开实体模型文件进行划分网格,保存后生成mnf文件,最后将mnf文件导入ADAMS中。

四十三、在Discreate Flexible Link对话框中,Segments代表什么?它的取值大小对柔性杆的创建有怎样的影响?

Segments代表柔性杆组成单元,segments的取值大小决定柔性杆的柔性。

四十四、借助于有限元软件创建柔性构件(采用ADAMS/Flex方法)与直接应用ADAMS软件创建柔性构件(采用Discrete Flexible Link法)的区别是什么?

直接应用ADAMS软件创建柔性构件(采用Discrete Flexible Link法)只能创建简单柔性

体,借助于有限元软件创建柔性构件(采用ADAMS/Flex方法)可以考虑比较复杂柔性体的弹性,在ADAMS/View中创建出复杂柔性体,进而有效提高机械系统的仿真精度。

四十五、分析机械系统的固有频率和振动模态的意义是什么?

意义:避免发生共振,减轻振动影响,保证机械系统尽量平稳运行,延长其使用寿命,降低噪声。

四十六、定制用户对话框的作用是什么?

定制用户对话框的作用:将用户化定制的有关命令统一放在定制的用户菜单,方便用户调用。四十七、定制用户菜单的作用是什么?

定制用户菜单栏的作用:将用户化定制的有关命令统一放在定制的用户菜单,方便用户调用。四十八、使用宏命令的优点是什么?

使用宏命令的优点:

1、提示作用;

2、宏可以减少所需要的键位,加快反应速度;

3、让复杂的问题简单化;

计算机仿真技术的应用

一、为什么要进行仿真 ?什么叫系统? ◆系统:相互关联又相互作用着的对象的有机组合,该有机组合能够完成某项任务或实现某个预定的目标。 通常研究的系统有工程系统和非工程系统。 ◆工程系统(电气、机电、化工) ◆非工程系统(经济、交通、管理) 建立系统概念的目的在于深入认识并掌握系统的运动规律,以便分析和综合自然、社会和工程系统中的种种复杂问题。 ?对系统进行研究、分析与设计的方法; (1)直接在系统上进行实验 在要设计的系统上进行实验 (2)在模型上进行实验 对要设计的系统进行处理,根据其中内含的各种自然规律(包括欧姆定律、比例环节和惯性环节等)得到相关的控制规律,即系统的数学模型来进行研究。 对要设计的系统进行一定比例的缩放得到缩小或放大的物理模型。(古时的建筑)选择在模型上进行实验的原因 ◆系统尚未设计出来 ◆某些实验会对系统造成伤害 ◆难以保证实验条件的一致性;如果存在人的因素,则更难保证条件的一致性。 ◆费用高 ◆无法复原 二、仿真的定义 ?仿真的定义在不同的领域或范畴中有不同的描述,可以概括为:“仿真是指用模型(物理模型或数学模型)代替实际系统进行实验和研究。” ?仿真遵循的原则:原理抽象 相似原理。 相似原理:几何相似、性能相似、环境相似。 几何相似:根据相似原理把原来的实际系统放大可缩小。如把12000吨水压机可用1200吨或120吨水压机作其模型。万吨轮船也要用缩小的模型来研究。 性能相似:构成模型的元素和原系统的不同,但其性能相似。如:可用一个电气系统来模拟热传导系统。在这个电气系统中电容代表热容量,电阻代表热阻,电压代表温差,电流代表热流。 三、仿真的目的或作用 ?优化设计 ◆预测系统的性能和参数 ?经济性 ◆采用物理模型或实物实验,花费巨大。 ◆采用数学模型即计算机数学仿真可大幅度的降低成本并可重复使用。 ?安全性 ◆载人飞行器和核电站的危险性不允许。 ?预测性 ◆对于非工程系统,直接实验不可能,只能采用预测的方法。(天气预报) ?复原性

C#考核要求

C#程序设计期末大作业考核要求及选题 专业:班级:任课教师: 考核目的及方式:“C#程序设计”作为专业技术课程,其目的是学习基于.NET平台的C#程序开发技术,训练提高本专业学生软件开发能力。本课程采用课程大作业方式完成期末考核,所要求完成的大作业项目列表见附录。 考核任务及要求:学生完成本课程大作业要求如下: 1)每个学生选择一个项目,独立设计与实现; 2)现场运行演示所实现的项目并解答提问(50%); 3)课程结束1周内独立提交系统开发文档(电子档+打印档)和可运行系统(50%)。 期末考核综合评定成绩根据学生选择项目难度系数3/4/5,其满分分别为80/90/100。 大作业开发文档组成:系统需求定义+系统总体设计(数据对象/数据库设计+系统模块设计+用户界面设计)+系统关键实现算法或代码+系统测试报告+系统设计参考资料索引。 系统开发文档电子档+可运行系统打包提交,打包文档名称:C#<学号>.rar 系统开发打印文档按A4幅面,封面按文理学院课程大作业统一封面制作,装订提交。

附录:C#课程设计大作业选题表 项目1 简易文本编辑器设计与实现【难度系数3】 参照Windows的记事本功能,应用C#的MDI程序开发技术,设计实现一个能够编辑多文本文件的简易文本编辑器。 项目2 图片浏览器设计与实现【难度系数4】 使用.NET的GDI+图形绘制功能,用C#设计实现一个图片浏览器; 项目3 简易Windows文件管理器设计与实现【难度系数4】 参照Windows的资源管理器功能,应用C#的MDI程序开发技术,设计实现一个能够查找、复制、剪切、删除文件和文件夹的简易Windows文件管理器。 项目4 用户文件加密存储系统设计与实现【难度系数5】 使用Win窗体/https://www.docsj.com/doc/886226964.html,技术实现一个用户文件加密存储系统。该系统的基本功能包括:1)实现用户名和密码系统登陆; 2)对于已合法登陆的用户,其自身创建或者编辑修改的文本文件加密存储到指定文件夹;3)对于已合法登陆的用户,如果要求访问已加密文本文件,必须输入该文件的合法密钥才能正确解密访问(显示/编辑)。 项目5 基于数据库系统的简易图书管理系统设计与实现【难度系数4】 使用Access(或者Excel)建立两个表,定义一个关系: 图书表(图书分类号、馆藏编号(关键字)、书名、价格、作者名、借出否); 读者表(读者编号(关键字)、读者名称、过期未还); 借书关系:每个读者最多可借书K本,每本书最长借出M天,如果存在过期未还书籍,则不允许再借出图书 假设当前共有n1本图书,n2名读者(相关字段类型及数据自定义编,n1>=30,n2>=5)。用C#实现一个简易图书管理系统(Win窗体/https://www.docsj.com/doc/886226964.html,应用),该系统包括以下功能: *分别按照馆藏编号、图书分类号作者名顺序列出所有图书馆藏信息; *分别按照馆藏编号、图书分类号顺序列出所有在馆图书; *分别按照馆藏编号、图书分类号顺序列出所有在借图书; *分别按照馆藏编号、书名、作者名查询指定图书馆藏信息; *分别按读者编号、读者名顺序列出所有读者; *分别按读者编号、读者名查询该读者当前借阅所有书籍并对每本标注是否过期; *实现读者借书功能(如果没有过期未还书籍则一次可借多本,但不能超过其借书上限);*实现读者还书功能; *扩展定义的其他功能 项目6基于文件存储的简易图书管理系统设计与实现【难度系数5】 将项目5的表和关系用文件方式存储(不依赖数据库系统)实现相关功能 项目7简易学生选课管理系统设计与实现【难度系数5】 使用Access(或者Excel)建立两个表,定义一个关系: 学生信息表(学号(关键字)、姓名、性别、年龄、班级,专业),

计算机仿真技术的发展概述及认识

学院 专业 届别 课程 班级 姓名 学号 联系方式 指导老师2012年5月

计算机仿真技术的发展概述及认识 摘要:随着经济的发展和社会的进步,计算机技术高速发展,使人类社会进入了信息时代,计算机作为后期新秀渗入到人们生活中的每一个领域,给人们的生活带来了前所未有的变化。作为新兴的技术,计算机技术在人类研究的各个领域起到了只管至关重要的作用,帮助人类解决了许多技术难题。在科研领域,计算机技术与仿真技术相结合,形成了计算机仿真技术,作为人们科学研究的一种新型方法,被人们应用到各个领域,用来解决人们用纯数学方法或者现实实验无法解决的问题,对科研领域技术成果的形成有着积极地促进作用。 本文在计算机仿真技术的理论思想基础上,分析了计算机仿真技术产生的基本原因,也就是人们用计算机模拟解决问题的优点所在,讨论了模拟、仿真、实验、计算机仿真之间的联系和区别,介绍了计算机仿真技术的发展历程,并查阅相关资料介绍了计算机仿真技术在不同领域的应用,分析并预测了计算机仿真的未来发展趋势。经过查阅大量数据资料并加以分析对比,这对于初步认识计算机仿真技术具有重要意义。 关键词:计算机仿真;模拟;仿真技术;发展 Discussionand understanding of the development of computer simulation technology Abstract:In the field of scientific research, computer technology and simulation technology is the combination of computer simulation technology as a new method of scientific research applied to various fields, used to solve the problems of pure mathematical methods or practical experiments can not be solved, has a positive role in promoting the formation of scientific research and technological achievements. In the theory of computer simulation technology based on the idea of computer simulation technology to produce the basic reason people use computer simulation to solve the problem of the advantages of where to discuss the links and

江南大学数媒0902基于虚拟现实技术大作业报告

课程:虚拟现实题目:沸腾的水壶 班级:数媒0902 学号:0305090206 姓名:沈玉婷 日期:2012.12

1、绪论 1.1 虚拟现实动画简介 虚拟现实动画就是用虚拟现实的技术以动画的形式表现出来(这是建立在虚拟现实及动画技术的基础上出现的)。我们以了解什么是虚拟现实及动画的意思后就能全面理解虚拟现实动画的概念。 1.2 关于虚拟现实技术 虚拟现实(Virtual Reality,简称VR;又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术,也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。 VR是一项综合集成技术,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域,它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人作为参与者通过适当装置,自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时,电脑可以立即进行复杂的运算,将精确的3D世界影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。概括地说,虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式,与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比,虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。 2、需求分析 随着CAD技术的发展,人们就开始研究立体声与三维立体显示相结合的计算机系统。目的在于建立一种新的用户界面,使用户可以置身于计算机所表示的三维空间资料库环境中,并可以通过眼、手、耳或特殊的空间三维装置在这个环境中"环游",创造出一种"亲临其境"的感觉。 虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化、操作以及实时交互的环境。与传统的计算机人――机界面(如键盘、鼠标器、图形用户界面以及流行的Windows等)相比,虚拟现实无论在技术上还是思想上都有质的飞跃。传统的人――机界面将用户和计算机视为两个独立的实体,而将界面视为信息交换的媒介,由用户把要求或指令输入计算机,计算机对信息或受控对象作出动作反馈。虚拟现实则将用户和计算机视为一个整体,通过各种直观的工具将信息进行可视化,形成一个逼真的环境,用户直接置身于这种三维信息空间中自由地使用各种信息,并由此控制计算机。目前,虚拟现实技术已经遍布我们生活中的每一个行业,城市规划中的应用、旅游景观的应用、医学中应用、娱艺教中的应用、军事与航天中的应用、室内设计中的应用、房产开发中的应用、工业仿真中的应用、应急推演中的应用。由此可知,虚拟

计算机仿真技术的发展概述及认识

计算机仿真技术的发展概述及认识 摘要:随着经济的发展和社会的进步,计算机技术高速发展,使人类社会进入了信息时代,计算机作为后期新秀渗入到人们生活中的每一个领域,给人们的生活带来了前所未有的变化。作为新兴的技术,计算机技术在人类研究的各个领域起到了只管至关重要的作用,帮助人类解决了许多技术难题。在科研领域,计算机技术与仿真技术相结合,形成了计算机仿真技术,作为人们科学研究的一种新型方法,被人们应用到各个领域,用来解决人们用纯数学方法或者现实实验无法解决的问题,对科研领域技术成果的形成有着积极地促进作用。 本文在计算机仿真技术的理论思想基础上,分析了计算机仿真技术产生的基本原因,也就是人们用计算机模拟解决问题的优点所在,讨论了模拟、仿真、实验、计算机仿真之间的联系和区别,介绍了计算机仿真技术的发展历程,并查阅相关资料介绍了计算机仿真技术在不同领域的应用,分析并预测了计算机仿真的未来发展趋势。经过查阅大量数据资料并加以分析对比,这对于初步认识计算机仿真技术具有重要意义。 关键词:计算机仿真;模拟;仿真技术;发展 一、引言 计算机仿真技术是以多种学科和理论为基础,以计算机及其相应的软件为工具,通过虚拟试验的方法来分析和解决问题的一门综合性技术。计算机仿真(模拟)早期称为蒙特卡罗方法,是一门利用随机数实验求解随机问题的方法。其原理可追溯到1773年法国自然学家G.L.L.Buffon为估计圆周率值所进行的物理实验。根据仿真过程中所采用计算机类型的不同,计算机仿真大致经历了模拟机仿真、模拟-数字混合机仿真和数字机仿真三个大的阶段。20世纪50年代计算机仿真主要采用模拟机;60年代后串行处理数字机逐渐应用到仿真之中,但难以满足航天、化工等大规模复杂系统对仿真时限的要求;到了70年代模拟-数字混合机曾一度应用于飞行仿真、卫星仿真和核反应堆仿真等众多高技术研究领域;80年代后由于并行处理技术的发展,数字机才最终成为计算机仿真的主流。现在,计算机仿真技术已经在机械制造、航空航天、交通运输、船舶工程、经济管理、工程建设、军事模拟以及医疗卫生等领域得到了广泛的应用。 二、基本概念 模拟:(Simulation)应用模型和计算机开展地理过程数值和非数值分析。不是去求系统方程的解析解,而是从系统某初始状态出发,去计算短暂时间之后接着发生的状态,再以此为初始状态不断的重复,就能展示系统的行为模式。模拟是对真实事物或者过程的虚拟。模拟要表现出选定的物理系统或抽象系统的关键特性。模拟的关键问题包括有效信息的获取、关键特性和表现的选定、近似简化和假设的应用,以及模拟的重现度和有效性。可以认为仿真是一种重现系统外在表现的特殊的模拟。 仿真:(Emulation)利用模型复现实际系统中发生的本质过程,并通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统,又称模拟。即使用项目模型将特定于某一具体层次的不确定性转化为它们对目标的影响,该影响是在项目仿真项目

大工《建筑制冷技术》大作业参考【内容仅供参考】439

远程与继续教育学院《建筑制冷技术》大作业 题目:建筑制冷技术

大工20秋《建筑制冷技术》大作业及要求 第一部分: 注意:从以下几个题目中任选其一作答。 题目一:简述制冷技术在生活和生产活动中的应用。 答:制冷技术的应用随着制冷技术的不断发展广泛应用到人们生活和生产活动的各个领域,制冷技术与食品安全关系密切。以制冷技术与食品冷冻技术为核心的冷藏链已成为现代生活中不可缺少的一个产业链。制冷食品保鲜工程,易腐食品从采购、加工、贮藏、运输到销售的各个流通过程中,都必须保持稳定的低温环境,才能延长和提高食品的质量和经济价值。这就需有各种制冷设备。如冷加工设备、冷冻库、速冻库、冷藏库、保鲜冷库、冷藏运输车或船、冷藏售货柜台等。制冷技术在空调工程中也得到应用广泛应用。光学仪器仪表、精密计量量具、纺织等生产车间及计算机房等,都要求相对的环境温度、湿度、洁净度进行不同程度的控制。体育馆、大会堂、宾馆等公共建筑和小汽车、飞机、大型客车等交通工具也都需有舒适的空调系统。现代的制冷技术,是18世纪后期发展起来的。在此之前人们很早已懂得制冷的利用。我国古代就有人用天然冰冷藏食品和防暑降温。马可·波罗在他的著作《马可·波罗游记》中对中国制冷和造冰窖的方法有详细的记述。在普冷方面1834年发明家波尔金斯造出了第一台以为工质的蒸气压缩式制冷机并正式申请了英国第6662号专利。这是后来所有蒸气压缩式制冷机在此期间,空气绝热膨胀会显著降低空气温度的现象开始用于制冷。1844年,医生高里用封闭循环的空气制冷机为患者建立了一座空调站,空气制冷机使他一举成名。威廉·西门斯在空气制冷机中引入了回热器,提高了制冷机的性能。1859年,卡列发明了氨水吸收式制冷系统,申请了原理专利。1910年左右,马利斯·莱兰克发明了蒸气喷射式制冷系统。到20世纪,制冷技术有了更大发展。

计算机仿真技术作业一(转速反馈单闭环直流调速系统仿真)

计算机仿真技术作业一 研究题目:转速反馈单闭环直流调速系统仿真 1、开环仿真: (一)实验要求: 直流电机模型框图如下图所示,仿真参数为R =0.6,T l =0.00833,T m =0.045,Ce=0.1925。本次仿真采用算法为ode45,仿真时间5s 。 1/1+s T R l s T R m e C 10d u d I + --+n 图1 直流电机模型 ① 用simulink 实现上述直流电机模型,直流电压U d0取220V , 0~2.5s ,电机空载,即I d =0; 2.5s~5s ,电机满载,即I d =55A 。 ② 画出转速n 的波形,根据仿真结果求出空载和负载时的转速n 以及静差率s 。改变仿真算法,观察效果(运算时间、精度等)。 (二)实验内容: ① 按照上图把电机模型建立好,其中U d0设置为常数,并把其幅值设置为220,把其它相 应的环节也设置好。把I d 设置为“阶跃信号”,且在0~2.5s 之间其幅值为0,而2.5~5s 之间其 幅值为55,在对系统中其它参数进行设置。为了观察输出波形,在输出处接上一个示波器。 ② 对仿真模式进行设置,系统默认的仿真算法为ode45,只需要把仿真时间设置为5s 即可。 ③ 对系统进行仿真。 (三)仿真结果:

上图即为电机转速的仿真结果图,上图分为两个阶段,第一个阶段(0~2.5s )为空载转速, 第二阶段(2.5~5s )为满载转速。空载转速为1147r/min 。在2.5s 时加入了负载,通过仿真结果我们可以看出来,负载转速为976r/min 。可以看出在加入负载之后,电机的转速开始下降。 静差率(转速变化率)是指电动机在一定转速下运行时,负载由理想空载变到满载时所产生的转速降落与理想空载转速之比值。静态率越小,稳定性越高。只有设法减小静态速降Δn 才能扩大调速范围,减小静差率,提高转速的稳定度。 根据电机转差率的公式149.01147976114700=-=-=n n n s 。转差率还是比较小的,说明该电机效 率比较高。 关于仿真算法的区别: ode45是基于显式Rung-Kutla (4,5) 和Dormand- Prince 组合的算法,它是一种一步解法,即只要知道前一时间点的解y(tn-1),就可以立即计算当前时间点的方程解y (tn)。对大多数仿真模型来说,首先使用ode45 来解算模型是最佳的选择,所以在SIMULINK 的算法选择中将ode45 设为默认的算法。 ode23 是基于显式Rung-Kutta (2 , 3) 、Bogacki 和Shampine 相结合的算法,它也是一种一步算法。在容许误差和计算略带刚性的问题方面,该算法比ode45 要好。更换算法后,静差率基本没有变化,但ode23与ode45比系统震荡变大,且ode23的计算精度不太高,所以ode23一般用于计算精度不太高的场合。 odel13是可变阶数的Adams-Bash forth-Moulton PECE 算法,在误差要求很严时,odel13 算法较ode45 更适合。odel13 是一种多步算法,也就是需要知道前几个时间点的值,才能计算出当前时间点的值。仿真结果大致和上面几种运算方法的结果一致。但运算时间比上述三种方法的运算时间都要长。且系统振荡频率过大,稳定性变差。 ode15s 是一种基于数字微分公式的解法器(NDFs ),它相对BDFs 算法较好。它是一种多步算法,适用于刚性系统,当用户估计要解决的问题是比较困难的,或者不能使用ode45,或者即使使用效果也不好,就可以用ode15s 。由于它是一种多步解法器,所以运算时间相对长一点,

计算机模拟仿真技术在航空航天中的应用

计算机模拟仿真技术在航空航天中的应用 在本文开篇,我先粗略介绍一下计算机仿真模拟技术。 计算机仿真是应用电子计算机对系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的人的思维过程和行为进行动态性比较逼真的模仿。它是一种描述性技术,是一种定量分析方法。通过建立某一过程和某一系统的模式,来描述该过程或该系统,然后用一系列有目的、有条件的计算机仿真实验来刻画系统的特征,从而得出数量指标,为决策者提供有关这一过程或系统得定量分析结果,作为决策的理论依据。(选自百度百科计算机仿真摘要) 仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿。人们利用这样的模型进行试验,从中得到所需的信息,然后帮助人们对现实世界的某一层次的问题做出决策。仿真是一个相对概念,任何逼真的仿真都只能是对真实系统某些属性的逼近。仿真是有层次的,既要针对所欲处理的客观系统的问题,又要针对提出处理者的需求层次,否则很难评价一个仿真系统的优劣。(选自百度百科) 计算机仿真模拟的原理是依靠计算机的迭代运算, 所以这是一门依靠计算机技术所衍生的一门有着实际意 义的学科,它与我们的生活息息相关。计算机仿真模拟技 术在科学技术、军事、国民经济、汽车、电子行业、体育、 交通运输、金融、管理、航空航天方面都有广泛的应用。 它的研究范围小到原子,大到宇宙,可以说在现实生活中 应用极为广泛。 传统的仿真方法是一个迭代过程,即针对实际系 统某一层次的特性(过程),抽象出一个模型,然后假 设态势(输入),进行试验,由试验者判读输出结果和 验证模型,根据判断的情况来修改模型和有关的参数。 如此迭代地进行,直到认为这个模型已满足试验者对 客观系统的某一层次的仿真目的为止。 模型对系统某一层次特性的抽象描述包括:系统的组成;各组成部分之间的静态、动态、逻辑关系;在某些输入条件下系统的输出响应等。根据系统模型状态变量变化的特征,又可把系统模型分为:连续系统模型——状态变量是连续变化的;离散(事件)系统模型——状态变化在离散时间点(一般是不确定的)上发生变化;混合型——上述两种的混合。 随着专门用于仿真的计算机——仿真机的出现,计算机仿真技术日趋成熟,现在已经趋于完善。随计算机技术的飞速发展,在仿真机中也出现了一批很有特色的仿真工作站、小巨机式的仿真机、巨型机式的仿真机。80年代初推出的一些仿真机,SYSTEM10和SYSTEM100就是这类仿真机的代表。 为了建立一个有效的仿真系统,一般都要经历建立模型、仿真实验、数据处理、分析验证等步骤。为了构成一个实用的较大规模的仿真系统,除仿真机外,还需配有控制和显示设备。 本文将主要从航空航天方面对计算机仿真模拟进行探讨。 航空技术是从上世纪60年代前苏联发射第一颗人造卫星开始,人类开始了对太空的探索。

计算机仿真期末大作业Mersenne Twister随机数发生器及随机性测试

Mersenne Twister随机数发生器及随机性测试 一、实验目的 用MATLAB实现Mersenne Twister随机数发生器,并对其随机性进行测试。二、实验原理 伪随机数的产生,首先是选取种子,然后是在此种子基础上根据具体的生成算法计算得到一个伪随机数,然后利用此伪随机数再根据生成算法递归计算出下二个伪随机数,直到将所有不重复出现的伪随机数全部计算出来。这个伪随机数序列就是以后要用到的伪随机数序列。上面的计算过程可以一次性计算完毕,也可以使用一次递归计算一次,每次生成的伪随机数就是这个伪随机数序列中的一个,不过不管怎么样,只要确定了种子,确定了生成算法,这个序列就是确定的了。所谓种子,就是一个对伪随机数计算的初始值。 Mersenne Twister算法是一种随机数产生方法,它是移位寄存器法的变种。该算法的原理:Mersenne Twister算法是利用线性反馈移位寄存器(LFSR)产生随机数的,LFSR的反馈函数是寄存器中某些位的简单异或,这些位也称之为抽头序列。一个n位的LFSR能够在重复之前产生2^n-1位长的伪随机序列。只有具有一定抽头序列的LFSR才能通过所有2^n-1个内部状态,产生2^n - 1位长的伪随机序列,这个输出的序列就称之为m序列。为了使LFSR成为最大周期的LFSR,由抽头序列加上常数1形成的多项式必须是本原多项式。一个n阶本原多项式是不可约多项式,它能整除x^(2*n-1)+1而不能整除x^d+1,其中d能整除2^n-1。例如(32,7,5,3,2,1,0)是指本原多项式x^32+x^7+x^5+x^3+x^2+x+1,把它转化为最大周期LFSR就是在LFSR小邓第32,7,5,2,1位抽头。利用上述两种方法产生周期为m的伪随机序列后,只需要将产生的伪随机序列除以序列的周期,就可以得到(0,1)上均匀分布的伪随机序列了。 伪代码如下: // 建立624位随机序列数组 int[0..623] MT int index = 0 //初始化随机序列数组 function initializeGenerator(int seed) { MT[0] := seed for i from 1 to 623 { MT[i] := last 32 bits of(1812433253 * (MT[i-1] xor(right shift by 30 bits(MT[i-1]))) + i) // 0x6c078965 } }

《计算机仿真技术》试题(含完整答案)

、数值计算,编程完成以下各题(共20分,每小题5 分) 1、脉冲宽度为d,周期为T的矩形脉冲的傅里叶级数如下式描述: d[i.^= sin(^d/T)cos(^:n.) T n」n rd /T 当n =150,d..「T =1;4,- 1/2 :::.::: 1/2,绘制出函数f(.)的图形。 解: syms n t; f=((si n(n *pi/4))/( n*pi/4))*cos(2*pi* n*t); s=symsum(f, n,1,150); y=(1+2*s)/4; x=-0.5:0.01:0.5; Y=subs(y,'t',x); plot(x,Y) 2 0 05x2 5 ■ 5 2、画出函数f (x)二(sin 5x) e .- 5x cos1.5x 1.5x 5.5 x 在区间[3, 5]的图形,求出该函数在区间[3, 5]中的最小值点X min和函数的最小值f min . 解:程序如下 x=3:0.05:5; y=(si n(5*x).A2).*exp(0.05*x.A2)-5*(x.A5).*cos(1.5*x)+1.5*abs(x+5.5)+x.A2.5; mix_where=fi nd(y==mi n(y)); xmin=x(mix_where); hold on; plot(x,y); plot(xmi n,min (y),'go','li newidth',5); str=strcat('(' ,nu m2str(xmi n),',' ,nu m2str(mi n(y)),')'); text(xmi n,min (y),str);

Ylabel('f(x)') 经过运行后得到的图像截图如下: 运行后的最小值点X min =4.6 , f m in = -8337.8625 3、画出函数f (x) = cos2x「e^'x — 2.5 X在口,3]区间的图形, 解该非线 并用编程求性方程 f (x) = 0的一个根,设初始点为X o = 2 . 解: x=1:0.02:3; x0=2; y=@(x)(cos(x).A2).*exp(-0.3*x)-2.5*abs(x); fplot(y,[1,3]); Xlabel('x') Ylabel('f(x)') X仁fzero('(cos(x).A2).*exp(-0.3*x)-2.5*abs(x)',x0) 运行后求得该方程的一个根为z=0.3256 。 4、已知非线性方程组如下,编程求方程组的解,设初始点为[1 0.5 -1].

计算机仿真技术在各行业的应用

计算机仿真技术在各行业的应用 计算机仿真技术的应用范围涵盖社会的诸多方面,并为不同行业的发展均起到了不同程度的推动作用,为不同行业的发展注入了新的动力。其应用领域主要包括以下几个方面: 1计算机仿真在教育领域的应用 计算机模拟实验又称计算机仿真实验或计算机虚拟实验,是近几年在计算机多媒体教学中开辟的新领域。它通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合为一体,形成了一部活的、可操作的物理实验教科书和根据需要在瞬间建立的模拟实验室。近几年来,学校越来越重视学生的时间操作能力,计算机模拟实验则成为学生学习与考核的重要手段。计算机模拟实验的产生打破了教师与学生、理论与实践的限制,他尤为突出教学过程中的实验设计思想和实验思路,更突出学生学习的主动性。学生利用计算机模拟实验,可以提升学生对学习兴趣,对教学内容、试验方法、教学设备的结构和原理进行深入理解,进而锻炼时间操作技能。 2计算机仿真技术在交通运输领域的应用 交通是由人、车、路和环境构成的一个复杂人机系统,事故的诱发因素是多方面因素的综合。交通安全的评价,应该充分考虑人、车、路和环境诸方面因素的作用和影响。本交通安全仿真是基于虚拟现实技术的方法。该评价体系是通过建立虚拟环境,并在这个虚拟环境中设计各种事故诱发因素,并对某区域和某路段的交通安全水平进行全过程(设计后,施工中,运营后)的跟踪和评价。 计算机仿真是交通安全仿真系统的中心组成部分。该仿真系统与一般意义的数据仿真有着很大的不同。对某区域的交通安全评估上,交通安全仿真系统不仅仅使用绝对数法和事故率法来评估,它还蒋该区域人们的交通一世与行为因素也整合其中。在模拟的交通路段中,可以选择任意交通工具,设计任意的路段环境,以旁观者的视角来进行交通事故实验与分析,进而对交通路段做出相对准确的安全评估,为交通事故评估提供了一种可靠的方法。 3 计算机仿真技术在制造领域的应用 计算机仿真技术介入汽车制造业,可以有效缓解许多难度高,投资成本大的相关问题。例如计算机仿真的多缸柴油机发动机,其仿真数据与发动机实际数据高度重合,应用与多功能发动机的模拟。在汽车流场方面,计算机仿真技术可以成功的模拟出气流分离的状态,构建了空气动力学的汽车模型。在汽车碰撞方面,计算机仿真技术可依据实际的汽车碰撞事故状况与人员损伤之间的数据,构建汽车碰撞的。 本文来源于:元计算官网

《自动控制统计算机仿真》习题参考答案

《自动控制系统计算机仿真》习题参考答案 1-1 什么是仿真? 它的主要优点是什么?它所遵循的基本原则是什么? 答:所谓仿真,就是使用其它相似的系统来模仿真实的需要研究的系统。计算机仿真是指以数字计算机为主要工具,编写并且运行反映真实系统运行状况的程序。对计算机输出的信息进行分析和研究,从而对实际系统运行状态和演化规律进行综合评估与预测。它是非常重要的设计自动控制系统或者评价系统性能和功能的一种技术手段。 仿真的主要优点是:方便快捷、成本低廉、工作效率和计算精度都很高。它所遵循的基本原则是相似性原理。 1-2 你认为计算机仿真的发展方向是什么? 答:向模型更加准确的方向发展,向虚拟现实技术,以及高技术智能化、一体化方向发展。向更加广阔的时空发展。 1-3 计算机数字仿真包括哪些要素?它们的关系如何? 答:计算机仿真的三要素是:系统——研究的对象、模型——系统的抽象、计算机——仿真的工具和手段。它们的关系是相互依存。 2-1 控制算法的步长应该如何选择? 答:控制算法步长的选择应该恰当。如果步长太小,就会增加迭代次数,增加计算量;如果步长太大,计算误差将显著增加,甚至造成计算结果失真。 2-2 通常控制系统的建模有哪几种方法? 答:1)机理建模法;2)实验建模法;3)综合建模法。 2-3 用欧拉法求以下系统的输出响应()y t 在0≤t ≤1上,0.1h =时的数值解。 0y y +=&, (0)0.8y = 解:输入以下语句 绘制的曲线图

2-4 用二阶龙格-库塔法对2-3题求数值解,并且比较两种方法的结果。解:输入以下语句绘制的曲线图 经过比较两种方法的结果,发现它们几乎没有什么差别。 3-1 编写两个m文件,分别使用for和while循环语句计算200 3 1 k k =∑。 解:第1个m文件,第2个m文件运行结果都是 3-2 求解以下线性代数方程: 1 2 3 1022 1131 3121 x x x ?????? ?????? = ?????? ?????? ?????? 解:输入语句计算结果 3-3 已知矩阵 013 =121 542 ?? ?? ?? ?? ?? A, 218 =414 332 ?? ?? ?? ?? ?? B 试分别求出A阵和B阵的秩、转置、行列式、逆矩阵以及特征值。

现代仿真技术的应用及其发展

东华理工大学信息工程学院 课程论文 课程:计算机仿真技术基础 题目:仿真技术的应用与发展 学生姓名: 学号: 班级:10204102 专业:计算机科学与技术 指导教师:谢小林 二零一三年六月四日

摘要 作为信息技术核心的计算机技术自其诞生之日起经历了60多年的发展,已广泛应用于国民经济和社会生活中。并与仿真技术相结合,形成了计算机仿真技术这一新的研究方法。计算机仿真作为分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法, 随着系统科学研究的深入、控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展而形成的一门新兴学科。近年来, 随着信息处理技术的突飞猛进, 使仿真技术得到迅速发展。 本文系统全面地介绍了计算机仿真技术,阐述了计算机仿真技术的概念、原理、优点,简要介绍了计算机仿真技术的发展历程,文章最后重点探讨了现代仿真技术的研究热点,即计算机仿真技术在社会各个领域中的应用:面向对象仿真、定性仿真、智能仿真、分布交互仿真、可视化仿真、多媒体仿真、虚拟现实仿真等。 关键词:计算机仿真、发展、应用、模拟

目录 摘要 (2) 第一章前言 (4) 第二章计算机仿真技术概述 (4) 2.1计算机仿真技术简介 (4) 2.2计算机仿真技术原理 (5) 2.2.1模型的建立 (6) 2.2.2模型的转换 (6) 2.2.3模型的仿真实验 (6) 第三章计算机仿真技术发展 (6) 3.1发展趋势 (7) 3.2 现代仿真技术 (8) 3.3计算机仿真技术发展方向 (10) 3.3.1.网络化仿真 (10) 3.3.2.虚拟制造技术 (10) 第四章计算机仿真技术的应用 (11) 4.1.交通领域 (11) 4.2.制造领域 (11) 4.3.教育领域 (12) 结语 (13) 参考文献 (14)

曾华艳组离散事件系统仿真大作业

新疆财经大学实验报告 课程名称:物流管理综合实验 实验项目名称:系统建模与仿真 学号: 2013104059 姓名:曾华艳 班级:物流管理11-1 指导教师:林秋平 2014年 6月 2日

新疆财经大学实验报告

《铁路局联通营业厅排队仿真分析实验报告》 一、实验目的 (一)通过对铁路局联通营业厅运作的观察,建立计算机仿真全过程,对营业厅运作进行数据采集、建模和仿真分析,为联通营业厅提出改进和优化方案的建议。 (二)通过这次实验活动,全面了解计算机仿真技术在物流领域、生产制造领域等离散事件系统中的应用,理解仿真技术如何辅助管理人员进行决策。 (三)通过分组合作的形式,提供一种系统仿真工作中常见的团队协作方式的实践体验,培养协调工作、共同完成任务的能力。 二、系统描述 人们进入联通营业厅,首先要通过取票系统拿到自己的号,先在等待区等待叫号系统报自己的号。一共有2个服务台,2个服务台同时工作,哪个服务台叫到几号,拿这个号码的人就去哪个服务台,叫号系统按顺序叫号,2个服务台叫号不会发生重复现象。我们组决定针对铁路局联通营业厅叫号排队办理业务的过程进行研究,因此我们采集了仿真模型相关数据。记录了每位顾客到达时间、等待时间和离开时间。将收集的数据整理,录入excel中,并计算出了顾客的到达时间间隔和被服务时间,再利用flexsim建立仿真模型进行仿真分析与优化。 三、小组分工 (一)本组成员 1.组长:曾华艳 2.组员:晁芙蓉、陈磊、阿尔孜姑丽、宗泽宁、张振恒 (二)小组分工 1.调查收集数据和模型优化:全体成员 2.数据录入:晁芙蓉、张振恒、阿尔孜姑丽 3.数据处理:宗泽宁、阿尔孜姑丽 4.仿真模型建立与分析:陈磊、曾华艳 5.实验报告:曾华艳、晁芙蓉、宗泽宁 6.PPT 制作:张振恒、陈磊

计算机仿真技术作业四

计算机仿真技术作业四 题目:Buck电路的设计与仿真 姓名: 班级: 学号:

计算机仿真技术作业四 题目:Buck 电路的设计与仿真 1、Buck 电路设计: 设计一降压变换器,输入电压为20V ,输出电压5V ,要求纹波电压为输出电压的0.5%,负载电阻10欧姆,求工作频率分别为10kHz 和50kHz 时所需的电感、电容。比较说明不同开关频率下,无源器件的选择。 因为输入为20V ,输出为5V 所以Dc=25%; 故开关频率为10kHz 时: H L c 41075.310000 1210)25.01(-?=??-=,取1.2倍临界值,故选择H 4105.4-?; 根据文波的要求:纹波电压为输出电压的0.5%计算电容为: F T U L D U C S C 42 42001017.410000 1 5005.0105.48)25.01(58)1(--?=?????-?=?-= 当频率为50kHz 时:电感电容值分别求取如下: H L c 41075.050000 1210)25.01(-?=??-=,取1.2倍临界值,故选择H -4109.0? F T U L D U C S C 42 420010832.0500001 5005.0109.08)25.01(58)1(--?=?????-?=?-= 2、Buck 电路仿真: 利用simpowersystems 中的模块建立所设计降压变换器的仿真电路。输入电压为20V 的直流电压源,开关管选MOSFET 模块(参数默认),用Pulse Generator 模块产生脉冲驱动开关管。分别做两种开关频率下的仿真。 (1)使用理论计算的占空比,记录直流电压波形,计算稳态直流电压值,计算稳态直流纹波电压,并与理论公式比较,验证设计指标。 计算时,开关频率不同时,电感、电容也做相应变化 ①当频率为10kHz 时:Dc=25% H L c 41075.310000 1210)25.01(-?=??-=,取1.2倍临界值,故选择H 4105.4-?

计算机仿真技术

计算机仿真技术

The computer simulation technology Abstract: With the development of information processing technology and network technology, simulation technology has not only limited to the performance test product or system integration after production, but also can be applied to the whole process of product models developed, including demonstration program, tactical and technical indicators feasibility studies, design analysis, manufacturing, testing, maintenance, training and so on various stages. System simulation technology is also knowned as system simulation technology, computer simulation of so-called electronic communications system, it is used of computer systems for real electronic communications or digital models of physical model tests. To analyze and study the performance of such a model experiment and working conditions of a real system. When tested in the actual study of electronic communication systems is difficult or impossible to achieve, simulation technology has become an inevitable choice。 Keyword:message,network,simulation,communication,research 计算机仿真技术 摘要:随着信息处理技术和网络技术的发展,仿真技术的应用已不仅仅限于产品或系统生产集成后的性能测试试验,更可应用于产品型号研制的全过程,包括方案论证、战术技术指标论证、设计分析、生产制造、试验、维护、训练等各个阶段。系统仿真技术也称为系统模拟技术,所谓电子通信系统的计算机仿真,就是利用计算机对实际电子通信系统物理模型或数字模型进行试验,通过这样模型实验来对一个实际系统的性能和工作状态进行分析和研究.当在实际电子通信系统中进行试验研究比较困难或者根本无法实现时,仿真技术就成为必然选择。 关键字:信息,网络,仿真,通信,研究 1、什么是计算机仿真技术: 仿真技术是伴随着计算机技术的发展而发展的。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,其可以再现系统的状态﹑动态行为及性能特征,用于分析系统配置是否合理﹑性能是否满足要求,预测系统可能存在的缺陷,为系统设计提供决策支持和科学依据。 [1]它具有经济、可靠、实用、安全、灵活、可多次重复使用的优点, 已经成为对许多复杂系统( 工程的、非工程的) 进行分析、设计、试验、评估的必不可少的手段。它是以数学理论为基础, 以计算机和各种物理设施为设备工具, 利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验仿真研究的一门综合技术。在计算机问世以前,基于物理模型的实验一般称为“模拟”,它一般附属于其他相关学科。自从计算机特别是数字计算机出现以后,其高速计算能力和巨大的存储能力使得复杂的数值计算成为可能,计算机仿真技术得到了蓬勃的发展,从而使计算机仿真成为一门重要的学科。随着仿真应用的日益扩展,计算机仿真的外延也在延伸。如现代的各种仿真训练器:飞行器,船舶、轮机仿真训练器等,尽管在景观、声响、操纵和监控系统等方面大量地采用物理仿真,但其核心部分仍然是对系统及其各组成元件的实时计算机数学仿真。广义地.这些仿真也纳入了计算机仿真的范围。 2、现代仿真技术 现代仿真技术的重要进展主要体现在: 2.1系统建模方面: 传统上,多通过实验辩识来建立系统模型。近十几年来, 系统辩识技术得到飞速发展。在辩识方法上有时域法、频域法、相关分析法、最小二乘法等;在技术手段上有系统辩识设计、系统模型结构辩识、系统模型参数辩识、系统模型检验等[2]。除此之外,近年来还提出了用仿真方法确定实际系统模型的方法;基于模型库的结构化建模方法:面向对象建模方法等。特别是对象建模,可在类库基础上实现模型的拼合与重用。

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