仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文

仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文（共13篇）

1.仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇一

内容摘要：

摘 要： 本文介绍了仿真软件在模拟电子技术课程教学环节中的一些做法，通过仿真虚拟实验平台与理论有机结合的教学手段，对培养学生创造性思维能力，改善了教学手段，丰富了教学内容，提高了课堂教学效率，具有极其重要的作用，使大家认识到仿真软件在模拟电子技术教学中有着广阔的应用前景。

摘 要： 本文介绍了仿真软件在模拟电子技术课程教学环节中的一些做法，通过仿真虚拟实验平台与理论有机结合的教学手段，对培养学生创造性思维能力，改善了教学手段，丰富了教学内容，提高了课堂教学效率，具有极其重要的作用，使大家认识到仿真软件在模拟电子技术教学中有着广阔的应用前景。

关键词：仿真软件 模拟电子技术 虚拟实验平台 应用

电子课程教学是以理论课教学、课程实验和课程设计等教学环节构成。我们在教学实践过程中，如果结合理论教学的进程，利用仿真软件在计算机上进行模拟电子电路实验和电路设计的仿真，作为教学的补充，既帮助学生更好地理解电子技术的理论知识，又能确保课程实验电路参数的正确性，还为设计者免去了重复“制作—修改—再制作—再修改”的重复劳动，可以取得良好的教学效果。实践证明，这种教学、设计手段的运用，有助于增强学生感性认识，培养学生创新能力、计算机应用能力和实际动手能力。我现介绍我院将仿真软件应用于模拟电子技术课程教学中的实际做法。

1.将虚拟仿真引入课堂，进行演示实验，提高课堂教学效率

过去主要是理论课教学，过于注重原理分析、公式推导，学生听起来枯燥无味，难于理解。为了提高教学效率，需要配合演示实验。但准备演示实验，需要花费较多时间；将多种仪器搬到教室，使用不便；演示操作过程，会占用过多时间，影响教学进度。

现在我们将仿真软件的虚拟实验功能引进课堂，在讲解理论的同时，利用多媒体同步演示，显示实验结果，使一些抽象的概念形象化、直观化、简单化，弥补了理论上的抽象性。下面是我们具体应用仿真软件来仿真的两个实例。

在模拟电路中讲授振荡电路的起振时，通过电路的正反馈作用，输出信号就会逐渐由小变大，当振荡幅度增大到一定的程度后，由于三极管的限幅作用，最后使得输出的波形稳定。学生很难理解，用现有的仪器根本就不能显示出起振的波形来，现在利用protel仿真显示出波形（图2），振荡器起振的过程非常直观，还能看出这种振荡电路的波形存在较大的失真，但振荡波形较稳定。如果对波形失真要求较高，则需要采用改进型号振荡电路，即克拉泼或者西勒振荡电路。这种教学模式生动活泼，学生自始至终保持着极高的学习兴趣，加深了理解和记忆，有效地提高了课堂教学效率。

2.开设仿真实验，改革实验教学方法，提高实验教学质量

电子技术课是一门实践性很强的课程，理论学习必须紧密地与实践结合起来。以往，实践环节主要是上实验课，实验内容多为验证性实验，设计性、综合性实验较少。

我们的做法:在学习模拟电子技术的过程中，抽几节课讲解仿真软件的使用方法。在电子技术实验课之前，学生必须先将电路进行仿真，得到实验结果以后，再进行实际的安装、焊接、调试。学生做实验的兴趣提高，信心加强，实验教学质量大大提高，特别是在设计性实验中，可以随时修改元件参数，并能马上获得仿真结果，直到满足电路设计要求。学生可提出各种设计方案，从而大大提高了分析问题、解决问题的能力，激发了他们的创新意识，也大大提高了学生电子电路的设计水平。这样很好地解决了原来设计电路的缺陷：先设计出电路，买回元件后，在面包板或印制电路板上安装调试，需要连接很多的电位器，当调试好以后，必须重新买元件，重新安装调试，将损耗浪费大量的电子元器件。

2.仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇二

目前, 数电类的科技应用软件已经较为丰富, 如:EWB、protel、MAXplus2等等。EWB具有电路的设计, 调试、仿真等功能, 并且下拉式菜单简洁明晰, 使操作界面更加简易快捷。本文主要讨论此软件在数字电路教学中的应用。

1、EWB软件简介

EWB全称Electronics Workbench, 是加拿大Electronics Workbench (以前称为Interactive Image Technology公司, 简称IIT公司) 推出的基于Windows的虚拟电子工作台电路仿真软件, 属于该公司电子设计自动化软件套装的一部分, 可以进行原理图输入、模拟和数字混合仿真, 以及Spice方式分析。

EWB不仅有丰富的元器件库, 各种分析功能, 更有电路测试的基础仪器仪表, 所以被称为虚拟电子实验室。

2、案例讨论

根据传统的教学手段, 如果让我们实现具有某种逻辑功能的电路, 并且画出电路图, 根据设计的基本步骤, 下面我们就通过实例来验证。

例:设计一个4人提案表决电路, 要求4人中有3人或4人同意提案即通过, 否则提案被否决, 试画出逻辑图 (最好使用与非门实现) 。

利用传统解法:

(1) 由题意列出逻辑状态表 (略) 。

(2) 由逻辑状态表写出逻辑式。

(3) 对逻辑式进行化简。

(4) 由逻辑式画出逻辑图。

若要实现与非门电路, 还需要对逻辑表达式进行变换化简成与非表达式, 最终用与非门进行实现, 逻辑电路图会更加的复杂。

而使用EWB软件中的逻辑转换仪就可以轻松实现与非门逻辑电路图, 逻辑转换仪具有以下功能:将逻辑电路图转换成逻辑状态表;将逻辑状态表转换成表达式;将逻辑状态表转换成最简表达式;将表达式转换成逻辑状态表;将表达式转换成逻辑电路图;将表达式转换成与非电路图。所以逻辑转换仪可以轻松实现任意两种表示方式进行转换, 只要把四人表决器的逻辑状态表列出来, 表达式和逻辑电路图都可以通过软件自备功能完成。

利用EWB软件进行实现:

(1) 打开逻辑转换仪面板, 在真值表区点击A, B, C和D四个逻辑变量, 建立一个四变量真值表。根据逻辑控制要求在真值表区输出变量列中填入相应逻辑值, 如图1所示。

(2) 点击逻辑转换仪面板上“真值表→简化逻辑表达式”按钮, 求得简化逻辑表达式, 如图1中逻辑转换仪面板底部逻辑表达式栏所示。

(3) 点击逻辑转换仪面板上“逻辑表达式→与非逻辑电路”按钮, 得到逻辑电路如图2所示。若要测试其逻辑功能, 可配接高低电平控制电路及指示电路, 以便验证逻辑功能, 如图3所示。

通过以上实例的验证, 可以很明显的体现出EWB软件的优势, 但是EWB软件的功能远远不止如此, 它已然称为数字电路教学的好帮手, 学员们通过软件的学习, 不仅可以进一步提高对本课程的学习兴趣, 更重要的是锻炼了学员的发散性思维, 让学员通过自己的思考, 独立完成电路的设计。

摘要：本文探讨了在数字电路中如何运用软件EWB改善教学手段, 解决实际应用问题, 获得更好的教学效果。

3.仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇三

关键词：数字信号处理；教学方法；仿真实践

中图分类号：TN911.72-4；G642

1 引言

随着信息类科学和计算技术的迅速发展，数字信号处理的理论与应用得到飞跃式发展，数字信号处理课程也已经成为高等学校相关专业的必修课程[1]。但是“教的困难学得费力”是这门课程普遍存在的问题。数字信号处理先修课程有高等数学、复变函数、信号与线性系统等，其教学特点是数学理论性强，概念抽象，理论推导繁琐，比如快速傅里叶变换算法复杂难度大及滤波器设计多样性，学生在理解和掌握中有一定的难度。另外，学生基础课程学习的差异也给教学带来了一定的困难。因此如何在有限学时内将基本原理、基本概念与分析方法传授给学生是需要探索的。如果方法不当，只是灌输大量的具体知识，学生死记硬背教材上的推导和公式，并未理解掌握教学内容，考试时勉强应付，从而对该课程失去兴趣。为了提高教学质量，激发学生的学习兴趣，笔者在近十年的教学实践中，对教学内容、课堂教学模式和方法不断改进，摸索出一些便于学生理解和掌握的具体讲法，提出启发互动与建模仿真实践应用在数字信号处理课程教学中，从教与学两个角度对如何提高教学质量进行研究。

2 教学改革方法和途径

2.1 启发互动的课堂教学模式

传统的教学是知识的“满堂灌”。通常课堂教学中把教材作为学习的中心，教师讲授引导进行知识的传授。这样学生较少的参与到课堂教学，学习缺乏热情和主动性，思维受到限制。要让学生对课程有兴趣，必须思考设计课堂教学方法，在教学中给出学生问题或者引导学生自己发现“问题”，以问题为教学起点，启发引导学生自主探索，在课堂教学中老师直接讲授和启发式提问相结合，让学生经历“提出问题—思考研究—分析解决”的知识构建过程。积极主动地参与到课堂教学中。

同时课堂教学形式多样化，教师课堂讲解推导公式采用板书学生形式，仿真演示边学边验证、多媒体及动画演示等多种教学形式活跃课堂，激发学生对该课程的兴趣，加深学生对知识的理解和掌握。另外可采取专题讨论的教学形式，把和数字信号处理有关联的理论和技术分成小专题，提前把题目分给每个学生，请学生思考查阅资料做好准备，课堂上发表见解，进行专题讨论，让学生勇于表达自己的观点，同时倾听其他学生的观点也可扩展思路，这对于学好课程及能力培养都有极大的帮助。

2.2 仿真实践的教学方法

数字信号处理的内容较多，但本科阶段主要培养学生学习知识、分析问题解决问题的能力，而不是灌输大量的具体知识。培养这些能力的主要途径是：打好理论基础，掌握本学科的基本原理、基本概念与基本分析方法，学会使用现代设计、分析、开发、仿真与实验工具。使学生在有限的课时内，通过学习、思考和仿真实验掌握基本知识。MATLAB软件是国际公认的信号处理标准软件和仿真开发平台，利用MATLAB可以使一些很难理解的抽象理论得到直观演示解释，解决各种复杂问题的分析与计算等难题[1]。笔者在近十年的教学中，对数字信号处理课程的课后作业要求学生用MATLAB软件仿真实现，省去了学生较为繁琐的笔算及较大的计算运算量，而且提高了学生的编程能力，培养了工程素养，起到了事半功倍的作用。

（1）实施内容

将仿真工具引入到数字信号处理教学的过程中，从以下两个途径出发，一是结合教学理论进程，基于课堂上的一些重要的核心知识点通过用仿真软件将抽象的难以理解的理论知识用形象的图形直观地展现，学生在一定程度上可以轻松地掌握所学知识点，提高其学习兴趣。比如在课堂教学中，讲授快速傅里叶变换时，减少理论推导证明，而着重讲述它的理论应用，仿真演示快速傅里叶变换进行频谱分析，用FFT分析信号频率成分。例如一被噪声污染的信号，很难看出它所包含的频率成分，如一个由100HZ和220HZ正弦信号构成的信号，受到均值随机噪声的干扰，通过FFT来分析其信号频率成分。利用仿真软件可以快速的分析其频率成分，仿真结果如图1所示，直观形象展示给学生，加深对FFT应用的理解。

复杂的公式推导和结论让同学们对频率采样理解不透彻，如果用仿真图形演示如图2频域采样，则会豁然开朗，理解频域采样失真的原因，掌握频率采样定理。

二是给学生实践任务，要求教材中的例题和课后习题用MATLAB程序实现，给出习题求解程序及仿真运行结果。这样能让学生熟悉信号处理的常用函数和编程设计技巧。另外，把学生分成小组，可让学生合作开发一个系统，如开发数字信号处理实验仿真系统，确定系统的体系结构由哪些模块组成，模块间的调用关系如何，需要哪些全局变量等。图3为指导学生开发的傅里叶变换的GUI界面，学生不仅掌握了MATLAB的程序设计，而且掌握了离散傅里叶变换的理论和实验仿真结果。由此可以极大地调动学生的学习兴趣，让每个学生投入到学习实践中，培养了良好的合作、探索、完成工作的工程素養。

MATLAB仿真演示的教学效果，使数字信号处理中的抽象、难懂的基本概念和基本原理转化成易懂、直观的图形图像形式，较好地帮助学生理解课堂讲授内容[2]。

数字滤波器设计是数字信号处理课程的重要内容之一，在教学中理论推导复杂，计算量较大。而（FDATool Filter Design Analysis Tool）是simulink 信号处理工具箱里专用的滤波器设计工具，它把滤波器设计命令行功能集成在一个图形用户界面窗口中，如图4所示，在图中滤波器设计结果显示区域在上半部分，它可显示滤波器的幅频响应，其中滤波器类型选项包括低通、高通、带通、带阻和特殊FIR的滤波器，设计指标及性能控制区域在图中的下半部分。

设计滤波器主要对其进行应用，结合信号的频谱分析，理解滤波器的功能与作用。比如有一输入信号x（t）中含有干扰信号，其时域波形如图5（a）所示，对其FFT进行频谱分析如图5 （b）所示，由图可见，信号和干扰的频带互不重叠，设计如图6（c）所示的低通滤波器滤除干扰，得到纯净信号，达到滤波的目的如图6（d）所示。在该仿真中既进行了滤波器设计，又有信号频谱分析FFT的应用，理论和实践结合易于知识的理解掌握。

3 结束语

本文是在教学实践中对数字信号处理课程的教学内容、课堂教学模式和方法不断改进，摸索出一些便于学生理解和掌握的具体讲法，提出启发互动的课堂教学形式和建模仿真实践的教学方法，对数字信号处理课程进行了教学改革实践。启发互动的课堂教学模式使学生积极主动参与到课堂教学，激发学习兴趣，更好的理解掌握本学科理论知识。仿真实践练习培养了学生的动手编程设计能力，培养了工程素养，教学方法的应用收到了良好的教学效果，提高了教学质量。

参考文献

[1] 高西全，丁玉美.《数字信号处理》（第三版），西安电子科技大学出版社

[2]霍慧芝. MATLAB仿真在数字信号处理教学中的应用研究.大学教育，2013年24期

[3]陈怀琛，吴大正，高西全.MATLAB及在电子信息课程中的应用.3版.北京：电子工业出版社，2006

作者简介：

4.仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇四

摘 要：针对应用型本科高校学生在《数字信号处理》课程学习中存在的学习困难、理论与实践脱节等问题，介绍了PBL教学模式在该课程的实验教学中的具体应用。教学实践证明，该教学模式有效地促进了学生对课程内容的理解，发展了学生解决实际问题的思维能力、合作能力与自主学习能力，提高了学生的工程应用能力。

关键词：应用型本科 PBL教学模式 数字信号处理

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（b）-0147-02

《数字信号处理》是电子信息类本科开设的重要专业基础课，介绍数字信号处理的基本概念、基本分析方法和处理技术。课程主要目的是培养学生的抽象思维能力和综合应用知识解决工程问题的能力，并为进一步学习有关信息、通信等方面的课程打下良好的理论基础。该课程的传统教学手段一般以理论教学为主，实验教学为辅。其中理论部分包含较多的数学概念和公式推导，具有涉及内容多、概念抽象等特点。对于大量应用型本科高校的学生，由于基础相对薄弱，常常会觉得枯燥乏味，只能对书本上的理论知识死记硬背，而不能领悟其实际意义，从而难以将理论知识转化为实际应用。因此，加强《数字信号处理》课程的实验教学，做好原理和应用的衔接，是应用型本科高校课程教学改革的重要环节。

为提高应用型本科人才的培养质量，本文作者在《数字信号处理》课程的实验教学中尝试采用基于问题学习（Problem-Based Learning，PBL）的教学模式，将理论知识的学习与解决工程问题有机结合，要求学生围绕具有应用背景的真实问题，采用自主学习和团队合作的方式分析、解决问题，从而促进其对课程内容的理解，提高工程应用能力。PBL教学模式简介

PBL教学模式由美国学者Barrows首先提出[1]，其以社会学习理论和建构主义学习理论为支撑，以问题为基础来展开学习和教学过程，将学习设置到复杂的、有意义的问题情境中，学生在教师引导下，通过合作共同解决具有一定复杂性的实际问题，学习隐含于问题背后的知识，借此过程使学生展开知识的建构，促进学生获得解决问题的能力、自主学习的能力和和团队协作的技巧[2-3]。PBL教学模式相较于传统的教学模式，主要存在以下特点[4-5]。

1.1 围绕问题开展教学

PBL教学模式先提出问题，以问题为基础和起点，所有的学习均围绕问题展开。

1.2 强调学生的团队协作性

PBL教学模式以学生小组为单位进行，小组成员要积极配合，既有分工又有协作，通过调查和收集资料，疑难问题讨论和意见综合等协作学习，实现知识的共同建构。

1.3 具有师生交互性

PBL教学模式实施过程中，教师通过设计问题、并创造合适的学习环境，引导学生对问题开展学习活动，师生之间展开密切的交流、探讨，促进和指导学生有效地学习，寻求问题的解决。

因此，对于以培养适应地方经济社会发展需要的应用型本科人才为目标的高校，为促进学生解决实际问题的实践能力和团队合作能力，非常适合在电子信息类实验教学中引进PBL教学模式。PBL模式在数字信号处理实验教学中的应用

2.1 课程情况概述

笔者所在学院的电子信息工程专业所开设的《数字信号处理》课程，总课时为64学时，包含16学时的课内实验。传统的课内实验均为验证性实验，大部分学生只会简单地照搬实验讲义的详细步骤完成固定的实验内容，而对实验内容及结果所反映的原理并不理解。因此，结合教学改革要求，在新的课程实验设置中显著提高了综合性、设计性实验的比例，这些实验项目以问题为导向，教师主要给出实验的要求和技术指标，要求学生自主选择并综合利用学过的理论知识和实践技能去实现一个比较完整的数字信号处理系统，体现了典型的PBL教学法的应用优势。

2.2 PBL模式实验教学的具体实施

2.2.1 学生分组与基本培训

在实验课之前，首先对学生进行PBL教学模式的基本培训，使学生明确PBL教学的目的、方法、要求及评价手段等。同时，在40人的班级中建立10个学习小组，每组4名学生。各组分别推选一名组织能力和责任心较强的同学担任组长，负责本小组成员的组织协调和分工。

2.2.2 问题设置

问题设置是PBL教学实施中的核心环节。在这一环节中，教师根据教学大纲和实验教学内容，对实验课题设置若干应用问题。围绕我校应用型人才培养的方针，所设置问题尽量贴近应用开发实际，以培养学生的工程应用开发能力为导向。具体来说，问题设置主要遵循的原则为：（1）问题具备真实的工程背景；（2）问题具备开放性和劣构性；（3）问题具有一定的层次性和复杂度。

下面以本实验课程中的一个可选的综合设计性实验为例，介绍相关问题的设置。该实验的基本内容为，设计数字心电采集系统，实现含有噪声的心电信号的采集和滤波。实验前，由教师提供一个包含心电传感器和放大电路的实验板，以及一个包含单片机及A/D转换器的接口板。实验要求分为两个阶段：第一阶段为心电信号的采集，与学生正在同时学习的单片机课程相结合，要求学生通过单片机编程控制A/D转换器，将放大后的模拟心电信号转换为数字信号，并通过串口传送至pc机。在这一阶段，设置的主要问题包括：如何根据信号带宽确定合适的采样率等。通过这些问题，引导学生在实践中深入理解采样定理。第二阶段的工作，则是在PC机上通过Matlab对采集到的数据进行读取和滤波，去除工频干扰、高频肌电、基线漂移等。该阶段设置的主要问题包括：有效信号的主要频率范围、主要干扰源的频率范围、线性相位和非线性相位滤波对波形的影响、IIR和FIR滤波器的特点等。通过这些问题的设置，引导学生在实践中加深对IIR和FIR等滤波器各自特点的认识，并根据不同的工作目标选择合适的滤波器类型。

2.2.3 分析问题与自主学习

在实验项目相关的问题发布后，要求各学习小组的学生开展自主学习，认真阅读教材，复习已学过的相关知识，同时，利用图书馆、互联网等渠道查阅相关参考书籍和文献，并通过组内的不断交流和探讨以初步分析问题。

2.2.4 集中讨论与问题解决

在学生对实验所设置的问题进行初步分析的基础上，教师在实验课上组织学生开展问题的集中讨论，引导各学习小组进一步深入理解问题，研究问题的具体解决方法，并明确各人的任务分工。整个讨论过程以学生为主导，教师以共同讨论者的身份进行引导、启发。在自主学习和集中讨论的基础上，各小组最终形成具体的问题解决方案，并通过编程实现对问题的解决，进而完成相应的实验项目。

2.2.5 总结与点评

学习小组在编写程序实现问题解决的过程中，教师以实时巡视、检查进度、随机提问、验收成果等方式促进小组的工作。由于实验内容及对应问题的设置具有一定的开放性，学生解决问题的思路和方法也相应具有多样性，教师对各小组的问题解决方法进行归纳总结，并在下次实验课做出点评。

2.3 PBL模式下的成绩评价

为了客观地评定学生的学习效果，需要采用多层次多角度的评价方法。最终成绩的评定并不仅仅由期末的实验考核所决定，而是突出过程表现，强调过程性评价。最终的实验成绩由以下几部分组成。

2.3.1 自主学习表现

该部分占总成绩的30%，主要衡量学生在PBL模式下的学习方法、学习态度和学习能力。具体评价点包括：学生是否阅读了相关教材、参考资料；能否有效利用所学的知识分析问题；在学习小组讨论中是否积极发言，发言内容是否与讨论的问题有关且具有一定的深度；小组成员间的互相评价。

2.3.2 实验过程与实验报告

该部分占总成绩的35%，主要衡量学生在实验中具体解决问题的能力和总结归纳水平。具体评价依据来自于教师巡视及提问的记录以及学生提交的实验报告。

2.3.3 实验考试

该部分占总成绩的35%。主要衡量经过一学期的PBL训练后学生个人的综合实验能力。具体评价依据来自于实验考试中对所给实验题的完成速度与质量。结语

教学实践表明，在《数字信号处理》课程实验中采用PBL教学法，可以有效地激发学生的学习兴趣和巨大潜能。学生围绕问题、以小组为单位开展学习，加深了对课程基本内容的理解和掌握，独立分析、解决问题能力和团队合作的能力得到了培养，取得了较好的教学效果。但是，在教学的过程中也存在一些值得注意的问题：例如，课内实验学时数不足，必须花费大量的课外时间，导致学生负担明显增加；分组实验后，有部分学生在小组中承担的任务量少，导致对其独立解决问题能力的培养缺乏；成绩评价方式的多元化增加了评分考核的难度等。因此，如何更有效地在《数字信号处理》课程实验中应用PBL教学法，还需结合课程特点进一步探索，接收来自学生的反馈，在实践中不断完善教学方法。

参考文献

5.仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇五

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仿真控制在电厂化学水处理系统中的应用研究

陈颖敏，左俊利，惠远峰，程立国，（华北电力大学环境科学与工程学院，河北保定０７１００３）

摘要：介绍３００ＭＷ火电机组电厂化学水处理系统的仿真研究，建立了电厂化学水处理系统的仿真数学模

型，通过仿真实验验证，其仿真结果达到了预期要求，可以实现电厂化学水系统的仿真控制功能。关键词ｉ 电厂化学；数学模型；仿真

［Ｓｉ０２］、Ｋ、ｐＨ一给水中Ｓｉ０２含量（舭）、０引言 应用计算机仿真技术１１Ｊ，对实现电厂化学水 处理系统的仿真控制，对提高电厂化学水处理系

统的运行维护水平具有重要意义。本文针对

导电度（ｉ．ｔｓｄｃｍ）、ｐＨ值的实际值。

１．２温度对联氨和氧反应的影响模型

阿累尼乌斯公式可精确表征反应速度与温度的关系：

３００Ｍｗ火电机组建立了电厂化学水处理系统的 一系列仿真数学模型„，开发了一套电厂化学水 处理系统的仿真软件，可以动态模拟火电厂化学 水处理系统的启停操作、运行调整、参数显示等功 能。为了验证仿真数学模型的正确性，利用该仿 真软件进行了仿真实验，实验结果达到了预期要 求。本文的研究成果既能用于科学研究，又能用

于运行仿真培训。

ｋ置＝１０．３１一面７面４２６而．５

式中；Ｋ一反应速率常数： ｔ一温度。１．３［Ｐ０４３］与［Ｈ＋］关系‘３１模型

（４）

３００ＭＷ机组临界锅炉水的ｐＨ值主要取决于炉

水Ｎａ３Ｐ０４含量及其性状。按照磷酸盐在水中的解 离和电中性原则可导出磷酸盐浓度和阻＋】之间的关 系如下巴

１仿真数学模型

本文依据仿真对象确定了电厂化学水处理系 统的主要影响参数和控制参数，建立的仿真数学模 型包括：（１）补给水处理参数模型；（２）凝结水精处 理参数模型；（３）给水处理参数模型：（４）炉水处理 参数模型；（５）零排放反渗透系统模型等。现将部 分模型介绍如下： １．１给水［ｓｉｏｚ］，导电率、ｐＨ值模型

［ＳｉＯｚ］＝［ＳｉＯｚｊ ４－２ ＸＫｅｆｌ

Ｋ＝１ｑ＋０．１

ＸＲｎｄ Ｆ一

ｅ：【塑：上塑：！

‘

（５）

３一，（６）

ｃ．：【塑：】二【丝：！哪日＋】＋２墨％旷］＋３Ｋ，Ｋ２Ｋ，［Ｈ＋】＋墨［日＋】２＋墨疋【日＋】＋墨巧玛

Ｃｅｏ，｜＿＝９５×１０３Ｃ

ｒ７、（８）

（１）（２）（３）

式中：Ｃｌ—ｐ０４３－｝知Ｅ（ｍＤ儿）；

Ｃ２～ＨＰ０４Ｓ－浓度（ｔｏｏｌ／Ｌ）： ＫＩ、Ｋ２、Ｋ３一电离常数，Ｋｌ－－７．６×１０

一、Ｋ２＝６．２ｘ １０～、Ｋ３－－－４．２Ｘ １０一”：

ｐＨ＝ｐＨｉ＋Ｒｎｄ

式中：【Ｓｉ０２１］、Ｋｉ、ｐＨｉ一给水中ｓｉ０２含量（鹏几）、导电率（ｐｓ／ｅｍ）、ｐＨ值的基值；

２４７

２００６年火电厂环境保护综合治理技术研讨会论文集

统的全部仿真控制功能。Ｃｖｏ，３一一Ｐ０４’浓度（ｍｅ，／ｋｇ）?２．２一级除盐系统界面

电厂化学水处理系统的～级复床除盐工艺

２仿真软件的设计

本文针对３００ＭＷ火电厂机组的电厂化学水处 理系统开发了一套仿真软件。软件以Ｖｉｓｕａｌ

Ｂａｓｉｃ

流程界面如图２所示，此系统内部由弱酸阳舛÷一 强酸阳床一弱碱阴床一强碱阴床４台离子交换 器串联组成的，系统之问由３套同种设备并联构 成。待处理的水经预处理系统后，经过一级复床 除盐系统处理，再流到混合床处理系统中去。窗体的中上方有４个控制按钮，分别是启

动、停运、反洗、大反洗。这４个按钮分别表示

６．０”’为开发工具，开发的仿真软件最终以可安 装的应用软件形式出现，完全脱离ＶＢ开发环 境，在Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统下独立运行。软件的界 面包括６个主要化学水系统的流程及控制参数显示

和调整界面，不同水工况下出水水质的动态曲线显

除盐系统的运行工艺，其表示方法与预处理系统 一样，都是通过流水管线的颜色变化来实现。点 击按钮后，就可以很方便直观地了解系统的对应

工艺流程。下方的２个按钮是参数锁定和解锁。窗体文 本框中显示的参数主要是离子交换器的本体参

示界面等。现将开发的部分仿真界面介绍如下。

２．１

电厂化学水处理系统主控界面

电厂化学水处理系统的仿真主控界面如图１

所示，用于显示电厂化学水处理系统的整个流 程，可以让用户对电厂化学水处理系统有一个整 体、直观的了解。它主要由菜单栏、工具栏、子 窗口区和状态条组成，可实现电厂化学水处理系

数，包括：弱酸、强酸、弱碱、强碱离子交换器 的直径、树脂高度和树脂体积。圈１电厂化学水处理系统的主控界面

２００６年火电厂环境保护综合治理技术研讨会论文集

图２一级复床除盐工艺流程界面

反应速率越快，并且随着温度的升高，温度对联

３仿真实验

仿真实验是仿真研究过程中的重要组成部 分。本文依据仿真内容所做的仿真实验包括：给 水中阱Ｈ３】对［Ｃ０２】的影响、温度对给水ｐＨ值的 影响、给水中温度对联氨与氧反应速率的影响、炉水［Ｐ０４３＂】对ｐＨ值的影响”“】、弱酸型离子交

氨除氧效率的影响程度加大。

换树脂失效碱度比对出水平均碱度比的影响、弱 碱型离子交换树脂失效酸度比对出水平均酸度

比的影响等。现将部分仿真实验结果介绍如下。３．１温度对给水ｐＨ值的影响实验 实验条件：Ｃ０２浓度分别为０和８０斗￥／Ｌ，ＮＨ３浓度为１．５３ ｍｇ／Ｌ，依次调整给水温度为 ５０℃、１００℃、１５０℃、２００℃，仿真实验结果如

＾０ Ｉ×『）瞄 ６ ４ ２ ０

图３沮度对给水ｐＨ值的影响

图３所示。从图中可以看出，【ｃ０２】对给水ｐＨ值 的影响随着温度的升高而减弱。当温度达到一定 值（＞１６０℃）时，【Ｃ０２】的影响减弱，水的ｐＨ值 实际上仅取决于ＮＩ－１３浓度和温度。３．２给水温度对联氨与氧反应速率的影响 依次调整给水温度为１００℃、１５０℃、２００℃、２５０℃，实验结果如图４所示，从图中可以看出，在给水系统温度范围内，温度越高，联氨与氧的３．３

８ ６ ４ ２ Ｏ ０ ５０ １００ １５０ ２００ ２５０ ３００

Ｔ（．｜ｃ）

图４给水温度对联氨与氧反应速率的影响曲线

ｔ＃＊［Ｐ０４ａ］对ｐＨ值的影响

２００６年火电厂环境保护综合治理技术研讨会论文集

依次调整炉水旺，０广】为２ｍｇ／Ｌ、３ｍｇ／Ｌ、４ｍｇ／Ｌ、５ｍｇ／Ｌ，Ｒ与ｐＨ值对应，ｐＨｔ为Ｒ＝２．４，ｐＨ２为Ｒ＝２．６，ｐＨ３为Ｒ＝２．７。实验结果如图５所示，在Ｒ值不变

电厂化学水处理设备烦杂，耗费了运行人员的 大部分精力，仿真系统的应用，将会提高他们的工 作效率。综上所述，仿真系统在电厂化学水处理方 面将有着广阔的应用前景。的条件下，０＂０７３越大，ｐＨ值越大，Ｂｐ［ｏｎ］越

多；［Ｐ０２］不变时，Ｒ越大，［ｏＨ］越多，即趋向

于产生游离ＮａＯＨ；同样，当ｐＨ值不变时，Ｒ越

参考文献：

大，∞，一】越小。可见，仿真结果符合实际。

【１】姚俊，马松辉．Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建模与仿真咖．西安：西安电

４

子科技大学出版社，２００２，１－８．

６

７

【２】谢兆鸿，范正森．数学建模技术眦】．北京：中国水利

【３，】马慧娟，郭彦中．姚敬泽，等．炉水协调ｐ㈣酸盐处

理们．有色金属分析通讯，２００２（２）：２１－２４

０ ｌ ２ ３ ４ ５ ６

水电出版社，２００３，２－６．

磷酸根离子浓度（ｍｇ／Ｌ）

【４】清源计算机工作宣．Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ６．０开发宝典Ｄ棚．北 京：机械工业出版社，１９９４，２－８． 【５】邱武斌，李炳军，路毅，等．炉水协调ｐＨ－－磷酸盐处

圈５炉水【Ｐ吖一】对ｐＨ值的影响曲线

４结论

本文列＇Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ６．０在电厂化学水处理仿真 中的应用进行了初步的探索，结果表明：Ｖｉｓｕａｌ

Ｂａｓｉｃ

理监躲统的研究与应用删．河南电力，１９９３（４）：２３－２７．的应用与发展叨．长沙电力学院学报：自然科学版，２００２，１７（２）：７７＿８１．

【６】朱志平，陈田．磷酸盐处理技术在汽包锅炉炉水调节中

６．０在电厂化学水处理仿真中具有其独特的优

作者简介：陈颖敏（１９５６一），女，教授，主要从事水和废 水处理的研究和教学工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｕｏｊｕｎｉｉ００５６＠１６３．ｃｏｍ

越性。用Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ６．０设计出的仿真程序具有如

下优点：①程序简单、易读、使用方便、功能强大； ②程序计算结果可视化程度高，可以方便迅速地利 用数值、图形等表达计算结果；③计算结果稳定性 好：④投资不大，易学易用，对用户耍求也不高。

（责任编辑刘文莹）

仿真控制在电厂化学水处理系统中的应用研究

作者： 作者单位： 陈颖敏，左俊利，惠远峰，程立国 华北电力大学,环境科学与工程学院,河北,保定,071003

相似文献(10条)1.期刊论文 惠远峰.胡志光.昌晶.程立国.候文龙.HUI Yuan-feng.HU Zhi-guang.CHANG Jing.CHENG Li-guo.HOU Wen-long 电厂化学水处理系统的仿真研究-工业安全与环保2007,33(4)

致力于300 MW火电机组电厂化学水处理系统的仿真研究,建立了电厂化学水处理系统的仿真数学模型,通过仿真实验验证,其仿真结果达到了预期要求 , 可以实现电厂化学水系统的仿真控制功能.2.期刊论文 刘海 华能珞璜电厂化学水处理系统的集中控制改造-东北电力技术2008,29(5)

为了提高化学水处理系统的可靠性,华能珞璜电厂对全厂化学水处理、污水处理控制系统进行了集中控制改造.采用了冗余可编程控制器(PLC)对水处 理设备进行集中控制,实现了基于工业以太网的自动化监控和管理功能.改造后,在提高设备可靠性、实现电厂对水资源的合理使用、污水处理在线监测及 达标排放和提高工作效率等方面取得显著成效.3.学位论文 黄绍娃 电厂化学水处理系统的仿真研究 2004

本论文致力于300MW火电机组电厂化学水处理系统的研究,确定其主要控制参数、结构参数和影响参数,建立了一系列仿真数学模型,设计并开发了电 厂化学水处理系统的仿真软件.通过仿真实验验证,仿真结果基本达到了预定要求,可以实现电厂化学水系统的基本控制功能,并且能动态模拟和显示参数.所开发的仿真软件,既可以用于教学和培训,又可以用于科研,还可以由留有的接口进一步开发成产品应用于实际.4.期刊论文 赵林峰 电厂化学水处理系统综合化控制发展趋势-中国电力2001,34(8)

分析国内电厂化学水系统的组成结构、管理体制及当前多数控制系统存在的一些弊病,从几方面阐述化学水控制系统的改进方向,利用大量数据和事 实指出化学水综合化控制的必然趋势.5.期刊论文 张睿彬.Zhang Ruibin PLC在电厂化学水处理系统中的应用-河南广播电视大学学报2007,20(1)

随着PLC的发展及显而易见的优点,其在工业生产过程控制中得到了广泛的应用,化学水处理系统是电厂中应用PLC进行控制最多的辅助系统.化学水处 理的工艺流程较为复杂,以往采用继电器进行控制,因安装接线繁杂,维护量大以及设备易老化等原因,使得其可靠性差,投运率较低.PLC控制系统具有安全 可靠、功能完善、操作简便等优点,大大提高了电厂化学水处理的自动化水平.6.期刊论文 刘克成.桑俊珍.马东伟 西柏坡电厂化学水处理程序控制系统的调试及投运-华北电力技术 1998,“"(12)

针对西柏坡电厂二期化学水处理系统存在的问题进行了改造和完善,并对二期水处理程序控制系统存在的问题进行了处理,最终使水处理程序控制系 统正常投运.该系统的正常投运为省内外其他电厂水处理程序控制系统的改造提供了良好的借鉴.7.学位论文 张海涛 电厂化学水处理系统的优化设计 2009

化学水处理系统是电厂中一个很重要的组成部分，自然水中含有对设备有害 的物质成分，直接利用自然水会对设备产生腐蚀性破坏。整个水处理系统操作步 骤多、工艺复杂、阀门等设备数量多，水系统中的动力元件—泵是主要的耗能装 置，而我国正面临着严峻的资源压力，能源瓶颈正成为制约国民经济可持续发展 的最主要因素。PLC系统是电厂化学水处理中应用最多的辅助系统。PLC系统具有高可靠 性，编程方便，易于使用，环境要求低，与其他装置的配置连接方便的优点，其 在电厂化学水处理过程控制中得到了广泛的应用，从而提高了电厂水处理的自动 化水平；交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程、推动技术进步的一种主 要手段。本文引入PLC技术和交流变频调速技术，将PLC作为中央处理单元，采用 人机界面作为人机交互工具，实现了该系统的远程监控、手动和自动控制等功能，设计了龙凤热电厂线路水泵电机实现变频控制以及化学水流量自动控制的方案，并结合触摸屏技术，研究通过触摸屏实现PLC控制的设计方案。实施以后，全 厂化学水处理系统年节省费用101.8万元。关键词： 化学水处理 PLC 触摸屏 变频 电厂

8.期刊论文 浅谈电厂化学水处理系统膜处理装置的安装-山西建筑2009,35(29)

对膜处理装置安装中的几点不足和不合理进行了分析,并提出了相应的预防和处理方法,从安装角度解决了反渗透膜污堵失效等问题,保证了电厂的正 常供水,同时水的回收率达到设计要求.9.期刊论文 朱瑞敏.秦守印.丁宏超 电厂化学水处理系统在线分析仪表的优化配置-冶金动力2002,”"(2)

1.离子交换除盐水系统的水质检测项目 离子交换除盐水处理水质监测项目通常分作四部分,一是每台阳床运行水质监测,二是除碳器运行水质监测,三是每台阴床运行水质监测,四是成品水质监 测.10.会议论文 陈宗明.范红照.胡秋云 妈湾电厂化学水处理程控系统的改造 2005

6.仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇六

数字图像处理是我校本科学生一门很重要的专业课。数字图像处理的教学必然离不开实践教学。在实验中,以MATLAB为计算机辅助教学手段,帮助学生完成数字图像处理分析的可视化建模及仿真调试,掌握数字图像处理的分析基本方法和理论,培养学生主动获取知识和独立解决问题的能力,为学习后续专业课对后续专业课的学习和将来从事相关专业工作的能力,打下坚实的基础。

随着计算机的普及和各院校教学教育改革的进行,有关数值软件用于图像实验数据处理的研究已有不少报道,其中最典型的是MATLAB,该软件为图像技术的发展提供了强大支持[1,2]。MATLAB为这门课程编程简单,具有丰富的工具箱,为非计算机专业的学生提供了一个很好的编程平台,使他们更快,更方便的掌握图像处理这门课程。

2 MATLAB在图像处理实验教学中的应用

2.1 MATLAB软件概述

MATLAB是由美国math works公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境[3]。MAT-LAB在图像处理中,以矩阵运算为基础,把计算、可视化、程序设计融合在一个交互式工作环境中,通过函数和命令实现图像的处理。

2.2 MATLAB在实验教学中的应用

在图像处理的过程中,数学公式繁琐复杂,使得大量的分析和计算不可避免,使得有些数学基础较差一点的学生不仅不会有清晰的概念,更有一些学生可能放弃作进一步的深入学习。例如,将两个图像信号进行卷积,需要进行一系列处理,可用图解法和公式法来解决卷积问题,但是,在实际的理解过程中,需要较强的计算能力和图解分析能力,而使用MATLAB的卷积函数就可以很方便地求解出信号的卷积为我们解决了这一难题。

2.2.1 图像处理的基本运算

用imread()读取图像,imwrite()输出图像,把图像显示于屏幕有imshow(),image()等函数。imcorp()对图像进行裁剪,图像的插值缩放可用imerisze()函数实现,旋转用imrotate()实现。

2.2.2 灰度变换与空间滤波

用imadjust()、stretchlim()和adapthistep实现灰度变换,用线性空间滤波和非线性空间滤波实现图像的空间滤波。

2.2.3 图像的时域和频域分析

在图像分析过程中,将一个时域的图像信号变换到频域,进行一系列处理,或者是将频域的问题变换到时域。不论用哪一种方法计算信号的傅里叶变换都需要经过复杂的微积分计算,而使用MATLAB的fft()函数就可以求解出傅里叶变换。例如:X(T)=fft(x(t))实现了快速傅里叶变换。

以上所提到的使用时只需按照函数的调用语法正确输入参数即可。对于MATLAB内部函数不能实现的问题,那么需要编程或修改有关的内部函数。

2.2.4 MATLAB在图像处理教学方法上的改进

为了提高学生的编程能力和科研水平,在实际的教学实验中,主要完成图像增强、图像配准、图像融合、以及图像分割等。这里以图像融合为例,进而介绍根据图像融合说明MATLAB在图像处理教学中的应用。

图像融合(Image Fusion)是指两个或者两个以上的图像经过处理,最大限度的提取各自有利信息,最后综合成一幅图像,这个融合后的图像需要具有原始图像中的相关信息,提升原始图像的空间分辨率和光谱分辨率,利于监测。图像融合应用在医学、遥感、计算机视觉、气象预报及军事目标识别等方面[4,5]。

下面是以MATLAB在图像融合研究中的一个具体应用实例。如图1所示。程序如下:

3 结束语

MATLAB在图像处理实验教学中的应用,具有真实、直观、形象、

语言简洁易懂,可读性强,语句功能强大,操作方便等优点,使理论与实践紧密结合,也使学生熟练掌握了应用MAT-LAB软件进行系统分析与设计的技术,同时服务于本科生毕业设计、科技创新的需要。

摘要：本文从数字图像处理的特点和培养应用型人才出发,针对图像处理课程的特点,分析了MATLAB在图像处理中进行教学的方法,并结合实例说明MATLAB在图像处理教学中的应用。结果表明,MATLAB软件界面友好、操作方便等优点。MATLAB软件的应用有利于高校师生的实验教学和科研工作。

关键词：数字图像处理,MATLAB,实验教学

参考文献

[1]冈萨雷斯.数字图像处理(第二版)[M].北京:电子工业出版社,2009.8

[2]徐飞等,Matlab应用图像处理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.

[3]曹弋.MATLAB教程及实例[M].北京:机械工业出版社,2009.6.

[4]苗启广.多传感器图像融合技术及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2014.4.

7.PLC仿真软件在教学中的应用 篇七

关键词：仿真软件；PLC教学；应用

可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）是一种数字运算操作的，专为工业环境应用而设计的电子系统。PLC的发展非常迅速，在工业控制中得到了广泛的应用，为了适应现在的就业形势，电气控制与PLC应用这门课程已经成为各类高职院校机电一体化专业的一门专业课程。

在教学中，PLC这门课程的学习情况始终不尽如人意。从内容上来说，以微处理器为核心的PLC，是把计算机技术、通信技术、自动化控制技术相融合起来，从而用于进行工业自动化。PLC的学习需要学生在电工的理论和实际操作能力方面达到一定的水平，但高职院校学生理论基础差，而且PLC设备技术更新较快，没有给学生提供更多动手实践的机会。在这样的情况下，怎么才能提高教学效果呢？通过多年的实践和教学探索，更多人认为理论实践一体化教学才是这门课程的出路，只有通过PLC仿真软件才能更具效率地引导学生学习PLC，达到事半功倍的教育教学效果，PLC仿真软件具有以下优点。

一、生动图片的应用

兴趣是最好的老师，有了兴趣这个老师能使学生更有学习的动力和激情。生动的图片可以激发学生学习PLC的兴趣与热情。学生对PLC学习开始感兴趣，有了求知的欲望，才会勤于思考、勇于创新。

二、模拟场景仿真的应用

通过PLC仿真软件中模拟场景的设定、仿真运行，学生可以较为直观地理解PLC的工作原理，对PLC工作程序有一个具体、形象、全面的理解认识。学生按照实际控制要求进行仿真运行，找到程序中的漏洞，反复修改，从而达到优化程序、掌握编程的终极目的。通过循序渐进的学习，学生可以在任意一个场景中进行编程训练，绘画出梯形图，进行PLC仿真运行操作，观察仿真运行结果是否符合要求，保证各个元件、程序状态无误，从而提高自己应用PLC的能力。

仿真软件在国外已广泛使用，该软件能直接从屏幕上观察出PLC控制结果的正确与否，这给编程和调试带来了极大的方便，实现了对操作者思路的直接转化，是日常教学中非常适用的一种教学手段。

参考文献：

[1]田彩云.PLC仿真软件在PLC教学中的作用[J].湖北广播电视大学学报，2010（05）.

[2]李斌，邹灿红.电器控制与PLC应用技术仿真教学应用研究[J].电气电子教学学报，2006（06）.

（作者单位 江苏省徐州机电工程高等职业学校）

8.仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇八

关键词：数控仿真软件；数控教学；技巧

随着数控加工技术在机械制造业中的广泛应用和我国职业教育的飞速发展，数控专业的学生也在逐年增加。可是有限的机床数量很难满足短期内大量学生实践教学的需求。而数控仿真软件可以完成工件在数控机床上的模拟加工，应用数控仿真软件既能缓解教学实训与资金短缺的矛盾，又增加了学生的动手机会，提高了学生的编程能力及对不同数控系统、不同数控机床的适应能力。因此利用数控加工仿真软件进行教学成为一种有效的教学手段。但是怎样合理利用数控加工仿真系统？利用数控仿真软件教学有哪些技巧？这是每位数控教师值得思考的问题。结合个人多年教学实践，我从以下几个方面进行了初步探索。

一、合理安排课程教学进度，做好课程衔接

在利用数控仿真软件进行数控加工与编程课程教学之前，先安排工厂金工实习，使学生对各种加工方法有较深的感性认识。另外，數控机床课程和数控加工工艺课程也要安排在数控仿真软件学习训练前面，这样学生在熟悉各种机床的操作方法、加工方法以及切削用量选择方法之后，就更容易学习和理解数控仿真的各个步骤和环节，更容易和实际的加工过程结合起来。

二、将数控加工仿真软件融入课堂教学中，以提高教学效果

数控加工与编程是一门理论性和实践性都很强的课程。由于职业院校的大部分学生基础较差，对理论学习不太感兴趣，传统的教学方法已很难使学生接受。特别对于刚接触数控知识的学生来说，数控课上的内容抽象且难以理解，若把数控加工仿真系统融入课堂教学中，边演示边教学，将数控设备面板上按键、图标、机床坐标、对刀过程等生动地展现出来，一方面使枯燥的理论教学变得直观生动，增强学生的学习兴趣；另一方面，可以及时发现训练中存在的问题，及时解决。

（一）在工艺分析授课中融入仿真软件，使学生真正合理地编制工艺卡和选用刀具

在数控编程课中，对零件工艺分析是编程的基础，也是影响零件的生产率和合格率的重要环节。但是在传统的工艺分析教学中都是对着零件图直接讲解，提到有些刀具或设备时，学生好像无法想象，因此直接影响到教学效果，但是如果在讲解过程中，打开数控仿真软件，直接对着仿真机床讲解，会使内容更加直观，更易使学生接受。例如：在选择车刀时，讲到45°偏刀和90°偏刀的应用区别时，单纯用语言很难表达清楚，但若在仿真软件上将这两把刀都调出来分别切一下零件，它们的区别就不言而喻了。在学生制定完工艺后，为了比较学生编制工艺的合理性，可在仿真机床上进行试验，工艺过程制定的合理与否学生自然就会明白。

（二）在讲解编程指令时融入编程软件，以加深学生对指令的认识

1.将所讲指令利用仿真软件进行仿真加工，使学生全面把握指令的用法和技巧。

在模拟仿真中，可设计出实际工作中可能发生的变化，包括事故、故障和生产中极少出现的突然情况，让学生全面把握加工方法和技巧。如在讲解直线插补指令G01和快速插补指令GOO的应用与区别时，可在程序中的第一个G01后面加F与不加F分别运行，学生就可以在仿真时看到切削进给与快速插补对工件造成的影响。从而加深认识，达到课堂教学中无法达到的效果。

2.将所讲指令利用仿真软件进行仿真加工，加深对指令内涵的认识。

在讲解到外圆、内孔粗车复合循环指令G71时，如果只从理论上去理解其刀具路线，学生很难想象其执行过程。而利用数控仿真软件用G71编制一个小程序进行仿真演示，学生就从视觉上了解了指令在实际加工中的走刀路径，进一步加深了对指令的内涵的认识。

3.将相似指令利用仿真软件进行演示，使学生正确把握每个指令的不同用法。

在讲解部分同组相似指令如G71、G72、G73时，由于其编程方法和走刀路线均非常相似，学生容易混淆，若用各指令编一个相关程序（注意提醒学生在编制精加工程序时的顺序安排）利用仿真软件进行模拟加工，让学生仔细观察各指令运行的走刀路线，学生就很容易明白这三个指令的区别，从而在编程时能正确地使用各指令。

（三）利用多种系统进行比较，拓宽学生的知识面，为学生就业打下良好的基础

在数控教学中，根据教学需要和“以就业为导向”的思想，可将数控编程教学内容安排为两部分，第一部分主要讲解与学校训练最常用的数控机床的编程方法、操作及应用，作为教学重点，必须使学生熟练掌握、灵活应用，为学生上机床操作奠定良好基础。第二部分为提高和拓展，利用仿真软件集合了各种数控系统界面与操作的优点，主要讲解除主训机床以外的机床编程与操作方法，扩大学生知识面，提高学生对不同操作系统、不同操作面板的编程与操作能力，从而提高其就业竞争力。

（四）利用仿真软件进行模拟加工，可以将操作过程清晰地展现给每位学生

比如对刀过程，在数控车间讲解时，由于空间的局限性，学生不易看清楚，可用数控仿真软件边讲边演示边练习，学生不仅掌握了对刀方法，而且更容易理解对刀的含义。

三、科学组织数控实训，结合仿真教学

数控加工仿真系统只是一种模拟教学应用软件，和实际的加工过程还是有一定差别的，因此它不能也不可能全盘代替教学，尤其不能代替技能训练。比如在仿真系统中走刀路径不明显，切削深度和刀具要求不够实际。对刀时对操作者要求不高，加工后对产品粗糙度无法进行检验等等。而这些对学生来讲恰恰是非常重要的技能要求，需要学生反复切身去“感受”。另外在数控仿真系统中，系统虽能对学生的操作错误或违规操作做出提示或警告，但很多情况下仿真系统没有就此锁住，学生还可以进一步操作，久而久之学生就会对系统弹出的提示或警告无动于衷。这就不利于学生严谨、认真的工作态度和安全生产意识的养成。对此，教师应引起高度重视，在数控仿真训练时以实践要求进行着重强调。为了既方便教学又能达到良好的教学效果，要适当地穿插安排学生进行实际数控机床操作训练。

总之，将数控仿真软件应用到数控教学中，充分发挥其优势，能显著提高教学质量。但是由于职业院校对学生的培养目标重在实用，在培养过程中我们应从严、从难、从实战出发，在保证学生具备相应的基本理论之后应使学生掌握过硬的操作技能。要实现这个目标，在教学过程中必须科学、合理、有效地利用数控仿真软件才能为教学服务，促进教学质量的提高。教师在教学过程中要积极思考在应用中产生的问题，及时主动采取应对措施，不断完善教学方法，并将仿真训练与实际上机床操作训练有机结合，才能发挥数控仿真教学的最佳效果。

参考文献：

[1]邓遵义.李攀峰数控仿真软件在数控教学中的应用浅析[J].中国电力教育，2010（6）.

[2]张红.数控仿真软件在教学中的应用探索[J].中国科教创新导刊，2009（22）.

9.仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇九

数字电路是电子专业一门主要的专业基础课程,长期以来,数字电路课程的教学,是以理论课教学、课程实验等教学环节构成,传统的实验教学有点落后于时代的发展。因此我们在实际教学的过程中,逐步确立了实验演示操作与计算机模拟仿真相结合的教学方法,从培养学生运用知识和提高实际工作能力出发,突出实践创新教育,注重对学生创新能力的培养,形成一个灵活多样、创新发展、适应不同层次、不同专业教学要求的新型的实验课体系,达到培养新型人才的目的。

2 方法与内容

以共射放大电路有关参数的测试为例,介绍multisim在实验中的应用。

实验内容

(1)在软件中画出电路图,将Q1的放大倍数设为60,先将V2设为短接,即电路处于静态。然后打开仿真开关,调节R3使Vc(即电压表读数)为5~7V,为三极管建立静态工作点。

(2)将V2设为5m V、1k Hz的正弦信号,同时在输出端R4上端接入示波器,观察输出电压波形。

打开仿真开关后观测到的波形如下:

(1)将负载电阻R4正常接入时的波形如下:

从上图中可以看出输入电压幅值为5m V,而输出电压幅值约为484.785m V,所以这时的放大倍数Av=Vo/Vi=484.785/5=96.96倍。

(2)将负载电阻R4设为开路:双击R4,在出现的对话框中选择Fault(故障),然后设置故障类型为Open(开路),选择故障的对象1、2引脚(也就是1、2引脚之间开路),然后确定即可。

这时的测得的波形如下:

从上图中可以看出输入电压幅值为5m V,而输出电压幅值约为727.8m V,所以这时的放大倍数Av=Vo/Vi=727.8/5=145.56倍

从上面的波形图同时也可以看出输入输出波形的形状、大小、相位关系及当负载电阻R4对输出波形大小的影响。与实验室做的真实实验并没有什么两样。

3 总结

用multisim软件设计电路,就像在实验室面板上搭建电路,且不受元器件种类、数量和测试仪器的限制。Multisim完善的元件库、强大的分析能力使设计者轻松愉快、卓有成效地完成设计任务。

摘要：本文针对现有数字电路传统实验的不足,提出在数字电子技术教学实验中使用电子仿真软件Multisim进行实验仿真。仿真软件Multisim在数字电子技术课程实验中,其直观的虚拟仪器、强大的分析功能以及方便的更换元件参数和修改电路结构的能力,使我们可以很好的理解各种基本电路的特点,从而成为一种直观的教学方法。

关键词：Multisim,数字电路,电路仿真

参考文献

[1]郑步生,吴渭.Multisim 2001电路设计及仿真入门与应用.电子工业出版社,2002(02).

[2]郭锁利等.基于multisim9的电子系统设计、仿真与综合应用.人民邮电出版社,2008.

10.数控仿真软件在教学中的应用 篇十

一、数控实习教学中存在的问题

(一) 实习设备紧缺。

数控机床不同于普通设备, 不同类型的数控设备除了机械传动部分有很大区别, 数控系统更是大相径庭, 若想使学生在校期间把所有数控机床和数控系统都熟练掌握显然是不现实的, 而且所有学生同时进行操作训练将需要投入大量数控设备, 消耗大量实习材料, 这种消耗与投入即便是实力很雄厚的大型职业院校也很难承受。设备紧缺直接造成学生在校期间无法完成正常的实习和训练, 导致学生进入企业后无法尽快转换角色, 适应企业生产。

(二) 安全难以保障。

一是数控机床属于精密设备, 保养和维修成本远高于普通加工机床, 一旦发生设备损坏, 维修周期也比普通机床要长很多。二是数控设备的使用也比普通机床复杂许多, 不经过长期大量的练习很难掌握操作过程, 更重要的是, 数控设备一旦处于自动加工阶段就不再受人为干扰, 按既定程序自动完成加工, 加工过程很难控制。三是设备紧缺造成多名学生挤在一台数控机床周围也会增加安全隐患。因此, 直接让学生操作数控机床的安全难以保障。

(三) 学生素质不高。

职业类学校的学生入学时大多数基础较差, 学习积极性不高, 再加上数控设备实习操作比较复杂, 容易造成学生产生厌学心理, 更不利于教学过程的实施。同时在实习教学中大部分学生都是第一次接触自动加工设备, 自然而然的有恐惧心理, 原本已经掌握的内容由于过度紧张会忘记怎么进行操作。因此, 直接让学生操作数控设备会对我们的实训教学提出新的挑战。

(四) 教学互动难实现。

数控专业实习通常是安排在学生熟练掌握普通机床加工的基础上进行的, 学生已经对机床机械传动部分有了比较深入的了解, 但是对数控系统还比较陌生, 因此在教学中就需要老师进行大量的讲解和演示, 但由于设备少, 学生多, 很难让每个学生都能仔细看清操作过程, 一旦学生没有看清, 就会在自己实际操作时发生错误, 造成设备损坏甚至人身伤害。因此教学时必须和学生进行互动, 及时掌握学生的学习情况。

(五) 实习效率低。

数控机床加工需要有既定的加工程序, 而程序的输入需要大量的计算和代码输入, 如果每个学生都在数控机床上完成这些操作, 需要花费大量的时间, 而且还有可能在输入过程中产生错误, 并且一旦出现错误, 很难查找。为了解决以上问题, 大部分职业类院校常见的做法就是在学生实际使用数控机床前安排仿真软件进行模拟加工, 下面就数控仿真软件在实习教学中的使用简要的谈一谈。

二、数控仿真软件在实习教学中的应用

(一) 缓解实习设备紧缺。

采用数控仿真软件教学可以从一定程度上缓解实习设备紧缺的问题, 数控仿真软件只需要安装在计算机上就能实现对实训环节的模拟, 每个学生一台计算机就可以自主进行编程操作。而且数控仿真软件基本涵盖了大中型企业的所有数控设备及常见的各种数控系统, 这样从根本解决了购买大量数控设备及大量实习材料所产生消耗的问题。

(二) 提高实训安全保障。

数控仿真软件的使用实际是学生在计算机上进行的模拟操作, 不会对数控机床产生任何损坏, 在模拟过程中即便发生错误, 也只是在计算机上进行提示, 从而避免在实际操作中发生事故。把仿真系统引入到教学中, 这样既可避免因初学者误操作而造成价格昂贵的数控机床的损坏, 又可以使操作人员在仿真数控机床操作过程中产生现场感和真实感, 提高了实习教学的安全性。

(三) 方便教学互动。

数控加工仿真软件具备良好的教学互动性, 其中语法诊断和模拟示教功能可以使学生进行人机交互式学习。学生通过软件绘图, 自动生成NC程序, 在模拟运行过程中, 系统能及时提供错误信息刀具相对移动轨迹的显示以及最终加工的立体效果。直观地把加工过程通过计算机展示给学生, 再由学生进行判断就能很容易地发现和修改NC程序的错误, 避免了实际加工中出现撞刀等重大设备损坏的现象。在数控实习教学中, 如果教师仅在课堂上照本宣科, 学生会难以理解, 从而丧失学习兴趣, 所以较多的授课内容是需要教师进行现场示范的。但教师在机床上进行演示, 难以保证每个学生能够听清、看清, 教学效果很不理想。而数控加工仿真软件可以在模拟机房一人一机进行互动教学。使每个学生可以在屏幕上观看演示教学内容, 清楚加工环节和各注意事项。教师也可以在通过教学软件实时查看每个学生的操作情况, 并对学生进行指导, 大大提高了实习教学的教学质量。

三、数控仿真教学软件对实习教学的影响

(一) 无法替代实际操作。

数控仿真软件从一定程度上解决了设备不足, 实习过程中的安全等问题, 但是仿真毕竟无法代替真实的切削加工过程, 尤其是在实际切削中的刀具切削路线和切削深度等因素是在模拟过程中无法实现的。而且加工出的成品表面粗糙度在仿真软件中只能用色彩进行模拟, 但真实加工出的表面精度是可以进行对比和测量的。

(二) 容易产生依赖性。

数控仿真软件虽然有种种优势, 但是长时间使用仿真软件进行实习训练容易让学生产生依赖性, 疏于真正的数控机床操作练习。甚至有的学生在计算机模拟中产生过度自信而在实际加工时疏忽大意, 产生失误, 从而损坏设备, 打击学生学习积极性。

数控加工仿真软件的辅助教学节省了大量的资金投入, 并且提高了工作效率, 具有强大功能的仿真软件逐渐被各类职业院校和培训院校引入, 甚至被一些企业也囊入其中。更重要的是软件很容易普及, 只要有电脑学生就可以在家里自学, 一定程度上培养了他们的刻苦钻研和创新精神。虽然数控加工仿真软件具有强大的功能, 但它必究还是虚拟的, 无法真正替代实际加工。一是我们教师在授课时, 一定要严格按实际操作的要求进行。如正确装夹零件, 合理选用刀具及切削用量;对刀的步骤和动作也要规范, 让学生在学习的初期就养成正确的习惯。二是应尽量避免使用计算机的键盘而采用鼠标点击仿真软件上系统面板, 使学生尽快熟悉面板上各键的位置, 等到实际操作时就能很快适应。同时, 仿真软件还没有做到尽善尽美, 与实际机床由一些不符之处。在教学中要格外注意, 具体问题具体对待, 把区别着重讲解给学生, 让学生重点进行区分记忆, 防止学生走上工作岗位后混淆概念造成失误。

四、结语

综上所述, 数控仿真软件在实习教学的使用是顺应实习教学的趋势, 采用数控仿真软件进行辅助教学势在必行, 数控仿真教学一般安排在学生在理论课上学习过数控编程和在普通车床、铣床等设备学习完后, 学生具备一定的程序编辑和机械加工能力, 然后进行仿真练习, 把在理论上学到的编程和普车上学到的机械基础进行融汇贯通, 充分发挥数控仿真软件在实习教学中的优势。

参考文献

[1] .李桂云.宇龙数控仿真软件使用指导[M].北京:高等教育出版社, 2007

11.仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇十一

关键词 数控加工模拟仿真 数控加工技术 中职

中图分类号：G718.3 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2013）12-0018-02

数控专业学生面临理论联系实际的问题，如果学生能掌握数控仿真模拟软件的使用方法，就可以独立练习编程、操作机床进行切削。通过对南京斯沃数控仿真软件在教学中的长期应用，我发现传统的机床操作培训方法效率低、教师工作量大、费用高，在此给老师和学生推荐一款更适合教学的数控仿真软件，为数控专业的学生操作初期进行仿真练习提供方便。

一、数控加工仿真系统

随着虚拟现实技术及计算机技术的发展，利用计算机仿真培训系统进行学习和培训，不仅可以迅速提高被培训人员的理论、操作水平，而且非常安全，可靠性好，培训费用低。目前在国内已经出现了各种数控加工仿真教学系统，如上海宇龙、北京斐克、南京宇航、广州超软、南京斯沃等不同的数控加工仿真软件。上述这些教学系统既能单机系统独立运行，又能实现在线运行。其培训设施只需一台计算机，数控机床模拟操作在显示屏显示的仿真面板上进行，而零件切削过程由机床模拟通过三维动画演示。实践证明采取这种方法能进一步提高操作者的实际操作技能。

二、数控加工仿真系统构建

虚拟数控初床一般是通过以下的构建平台来实现上述功能：

1.NC解释平台。NC解释平台包括NC解释器和NC验证器。任务分配数据库从任务调度中接受数控代码并将其翻译为虚拟机床的部件、刀具等运动的信息，并将其通过计算模块来模拟机床的响应，NC解释器能够被自由地配置，从而能够模拟任何一种数控机床的CNC控制器。

2.NC验证器。能够验证NC代码的语法是否正确。

3.刀具库。刀具库应包括一台数控机床所需要的所有刀具，并能自由配置刀具库中的刀具号，从而能模拟多种数控机床的换刀形式及切削加工的要求。

4.仿真平台。仿真平台包括刀具轨迹仿真、切削力仿真、加工精度仿真、三维动画仿真、加工工时统计分析。仿真平台是虚拟数控机床的核心技术，操作者可以在虚拟的环境中进行机床运动和切削过程等的仿真，从中获得相关的加工数据。如进给轴的位移、换刀状态、主轴转速、进给量、切削时间，通过加工过程的仿真，了解机床的操作，验证NC代码的正确性。

5.计算平台。计算平台用来完成虚拟数控机床中各种计算，如根据NC代码计算力旺琴件新的几何形状，根据刀具的材料、运行时间、琴件的材料性质和网滑介质的性质计算刀具补偿。这些计算结果是虚拟数控机床在应用于虚拟制造过程中加工方案评价以及可制造性分析所必须的。

6.操作运行平台和监控平台。在虚拟环境中完全实现真实机床上的监控硬件和软件控制简易机床来增加虚拟数控机床的真实感，并且可以进行典型零件的实验加工，让初学者有种身临其境的感觉。尤其是为初学数控编程者实际调试加工，节约了大量的材料和能源。

三、数控仿真系统功能及在教学中的应用

1.界面友好、新颖，画面视觉上呈淡蓝色，三维立体感较强，CRT显示面板、操控功能面板可随鼠标做拖动，随时进行隐藏、显示移动，机床操作界面也可实现全屏幕及缩放。值得一提的是系统上集成了各种数控机床制造厂商的操控面板。

2.数控仿真系统的刀库有自定义功能，可以自己定义刀杆长度，刀片厚度，刀片类型，甚至刀片边长。在参数设置里增加了刀架的前、后位变化，刀位数也可选四工位、八工位。

3.对刀与建立工件坐标系的易操作性和准确性是软件的一个重要功能。使用表明，数控仿真系统的失误率是最低的，几乎达到100%，这里需要说明的是，软件只要鼠标移动到切削层，数值就自动显示出来。软件还有一个对刀的快捷方法，就是点击“功能”，点击一下“快速对刀”按键，当前刀具即可快速移动到工件的大径或中心，各种刀具均可使用此功能，十分方便。

4.数控仿真系统网络教学功能：（1）用户管理。通过服务器注册用户名和密码，学生可以在局域网内任何一台PC登陆数控仿真系统网络版，达到统一管理与监控。（2）习题管理。服务器可以增加、编辑习题。教师发送习题图片，学生答题，互发解答，方便与学生的交流。（3）网络监控。可根据注册信息，记录学生操作过程，服务器远程控制和查询学生的登陆和退出以及加工操作，同时教师可以对多个屏幕广泛传授教学。（4）考试考务系统。包括题库管理，试卷管理，考试过程管理，数据管理，准考证管理，考试成绩管理以及试卷自动评分技术，这些问题可以轻松解决，从而避免编程时人为出错或工艺不合理造成工件报废。

从我校引入数控仿真系统效果看，数控仿真软件在整体上有软件界面细腻，三维造型做得形象、新颖的优势。无论是程序调用、操作、对刀、运行都很贴近实际机床功能，仿真范围也比较宽泛。学生在学习数控编程理论时，课堂的教学变得更加生动、更加具体，激发学生的学习兴趣，教学效果明显得到提高。同时该系统还可以减轻老师的工作强度，减少工件材料和能源的消耗，节约了实践环节培训成本，效果十分显著，成为数控教学中一种不可替代的重要手段。

参考文献：

[1]黄筱调，赵松年.机电一体化技术基础及应用[M].北京：机械工业出版社，1994.

[2]徐伟.数控机床仿真实训[M].北京：电子工业出版社，2004.

[3]李河水.机械数控加工仿真软件的教学应用[M].南方农机，2007，（5）.

12.仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇十二

数控技术人才的短缺一度成为了社会关注的热点问题, 也引起了中央领导同志的关注, 教育部、劳动与社会保障部等政府部门正在积极采取措施, 加强数控技术应用型人才的培养。

根据企业调查发现, 我国现代数控加工行业目前对数控人才的需求主要分为三个层次:

1) 一线数控设备操作人员, 他们的主要工作在一线生产岗位上, 负责数控机床的具体操作及简单维护工作, 在总需求中占70.2%, 是目前需求量最大的部分。这类数控技术人才主要通过中等职业教育来培养。

2) 数控设备维护、维修人员, 他们的主要是对生产线上的数控设备进行维护、维修的工作, 这类人员在总续修中占25%, 此类人员专业知识与技能要求较高, 主要通过本科或高职教育作基础培养后, 经企业实际工作, 经验不断积累和提高。

3) 其余的部分是具备并精通数控操作、数控工艺编程和数控机床维护、维修的综合技能人才, 他们在实际工作中积累了大量的经验, 知识面广;精通数控机床的机械结构设计和数控系统的电气设计, 掌握数控机床的机电联调;能自行完成数控系统的选型, 数控机床的安装、调试、维修和精度优化;能独立完成机床的数控化改造;适合于担任企业的技术负责人或机床厂数控机床产品开发的机电设计主管。

数控加工行业对第一类操作人员的大量需求需求, 推动了全国中等职业学校对数控应用技术的高度关注, 越来越多的中职学校纷纷开办数控技术专业, 并扩大招生规模, 以满足日益膨胀的劳动力市场需求。但是此类数控技术人员的培养, 除了传统的理论知识的学习, 主要需要依靠在实践操作中对能力的培养和训练, 以达到熟练操作的目标。在培养过程当中各种问题便日益凸显出来。

1 数控教学中存在的问题

1) 办学规模与实习实训投入资金短缺之间的问题。数控机床是一种新型机械加工设备, 集成了机械加工, 电子控制, 精密测量等基础和高科技元素, 设备价格昂贵, 一般设备一台也需要几十万。一般学校很难与办学规模相配套。以一个数控专业每年级300人规模的学校计算, 一、二年级在校学习, 在校生600人。按50人一班编班12个班, 一次三个班同时实习, 每4人一台机床计算, 就需要最少36台数控机床才能够满足, 投入至少上千万。目前的中等职业院校数控专业的学生规模都远远超过这个数字。因为投入太大能按照这个标准配备实习设备的学校却少之又少。再加上正常实训用耗材的投入, 作为学校来说是一笔难以承受的资金压力。

2) 有限的设备与大量的学生之间的矛盾。根据我多年数控教学指导经验来看, 每台机床4人实习是最佳配比, 这四名同学可以按任务分组, 分别负责工艺设计, 编程操作, 测量等任务。在数控机床的数量无法满足学生实习需要的时候, 只能够增加每台机床共同实习的学生人数。数控机床占地有限, 操作面板小, 这样一来, 很多学生其实在实习的过程中根本得不到实际的操作锻炼, 这批学生可能就会将精力放在了别的地方, 增加了现场实习指导教师的管理工作量, 同时也增加了管理难度。

3) 数控生产设备先进和学校教学设备陈旧之间的矛盾。由于现代化生产的需要, 数控加工设备的型号多, 系统新。学校的实习设备要跟上生产加工设备那需要的投入不是一点点, 而且仅靠学校的办学投入是远远适应不了现代生产加工行业的。

4) 实习安全问题。数控加工技术主要依靠程序控制整个加工过程, 对于缺乏操作经验的学生来说往往会因为疏忽在加工过程中出现撞刀等事故, 不但容易造成设备的损坏更容易出现安全事故, 也为实习指导工作带来了很大的难度。

以上问题为目前中等职业中学数控专业的教学带来了发展的瓶颈。怎样有效的突破这个瓶颈是中职学校数控专业能够取得长足发展的关键。

2 数控仿真软件在数控教学中的优势

计算机虚拟技术在数控教学方面的飞速发展, 为数控仿真软件在中职数控专业教学中的应用奠定了坚实的基础。在“全国中等职业教育教学资源信息化建设现场会暨农村职业教育改革发展座谈会”上鲁昕部长出席并讲话相应也提到校内实训基地建设是改善办学条件、彰显办学特色、提高教学质量的重点。加强实训、实习基地建设要重视学生校内学习与实际工作的一致性, 校内成绩考核与企业实践考核相结合, 探索课堂与实习地点的一体化, 要充分利用现代信息技术, 开发虚拟实训, 虚拟车间。数控仿真模拟加工软件在教学中的使用, 就有效的突破了以上中职数控专业教学的瓶颈问题。

1) 数控仿真软件有效的解决了学校实习设备投入资金短缺的问题。上面提到使用数控设备同时实现三个班级的实训需要投入上千万资金。如果使用数控仿真模拟加工软件来进行数控操作实训, 满足相同数量的学生实习最多只需投入几十万, 而且可以做到一人一位, 提高实训效率, 提升实训效果, 节约办学投入成本。

2) 现代数控加工系统主要是用西门子系统, 法那科系统及国产的华中数控操作系统, 适用的机床种类繁多, 从基础的数控车, 数控铣到先进五轴联动。各个系统有自己的特点, 适用范围广泛。要想使学生全面训练, 掌握各种数控设备的使用特点, 数控仿真模拟加工系统的优势就得到了充分的体现。目前常用的数控仿真软件有上海的斯沃数控仿真、宇龙数控仿真等仿真软件, 这些仿真软件不但提供系统的选择而且可以选择机床类型, 非常的实用。

3) 为了满足新产品的需求, 机械加工业的设备更新也是与时俱进, 学校想要跟上企业的更新步伐不仅仅需要大量资金的投入还需要与生产一线的同步接轨。作为学校很难做到这些。但是大多数数控软件公司都支持系统免费更新和升级, 而且他们与企业第一生产线接触密切, 对一线的技术非常熟悉, 仿真软件的更新就能轻松的与一线设备和技术同步, 将教学实训与企业生产做到无缝对接。

4) 数控仿真软件能极好的调动学生的学习主动性, 培养学生的创造力。对于中职教育, 学生素质普遍较差, 数控专业课教学过程枯燥, 内容抽象, 面对这样的学生如何提高教学效果是数控专业教师面临的首要问题。而数控仿真软件以其真实的用户界面, 强大的可操作性以及直观的表现形式, 。学生可以通过软件看见自己编制的模拟加工过程, 很大程度上激发了学生的学习兴趣和学习主动性。同时老师也可以通过软件直观的了解到每一位学生的学习情况, 便可以有针对性的完成课程指导。

5) 增加实训安全性, 全面训练学生技能水平。利用数控仿真模拟加工过程, 能够有效的避免因为编程错误造成的加工事故, 避免了实训安全事故的发生。同样利用仿真软件可以设置虚拟故障, 模仿在真实加工过程中可能遇到的问题, 这样即使不在一线生产也能够让学生遇到生产工作中的实际问题, 是的学生的技能水平得到全面的提高。

3 如何正确的在教学中使用数控仿真软件

有了仿真软件, 如何利用仿真软件达到预期的教学效果, 也是每位数控专业老师关心的问题。个人认为需要从以下几个方面入手。

1) 在教学过程中合理的使用仿真软件, 对于目前的中职生来说, 让他们成为课堂的主人, 才能真正提高他们的学习兴趣, 但是老师必须掌控整个课堂的方向。这就需要再课程中合理的使用仿真软件。在利用软件激发学生主动动手动脑的过程中, 需要有效的引导并结合授课内容有针对性的进行讲解和演示。

2) 软件只是对加工过程的一个虚拟, 与真实的加工过程还是存在很大的差别。特别是在数控仿真加工过程中因为是虚拟实现加工过程, 所以可以做到零事故率, 即使出现问题也可以重新开始。单在实际的数控加工过程中往往会出现各种事故, 所以要求操作人员一定要符合安全操作规范。而利用虚拟软件模仿加工过程, 同学们经常就会忽略实际的操作规范。造成在实际加工过程中违反规范操作出现安全事故。所以老师在使用仿真软件学校的过程中一定要说明软件模拟程序与实际加工过程上的区别, 并要求学生即使在使用仿真软件时也必须按照操作规范进行操作。将仿真训练与实际训练穿插结合, 以培养学生正确的操作习惯和规范的操作方法。

3) 数控仿真软件在教学中使用的重点, 个人认为还是在编程方法和加工工艺演示上。编程是数控操作中不可缺少的重要部分, 也是非常枯燥的部分, 对于很多加工指令的区别很难用语言来描述。比如直线插补指令G01和快速插补指令G00的应用与区别时, 可在程序运行过程中的第一个G01后面加F和不加F进行仿真切削模拟, 学生就可以很直观的看到两个指令在快速插补时对工件加工造成的影响。使授课更直观, 学生更容易理解。另外对于一个加工程序通过编程对工艺的演示也是软件在教学中的重点之一, 虚拟的加工过程可以迅速的将加工工艺轨迹演示出来, 直观的就能看出工艺过程编制的合理性。从而激发学生主动学习的兴趣和能力。

4 结束语

数控仿真软件引入我校数控教学及实训后, 从教学效率、效果上看, 不仅仅解决了传统数控教学、实训中难以突破的瓶颈而且大大改善了课堂教学环境和教学方法, 一改传统的教学模式, 提高了学生的学习兴趣, 培养了学生自主学习的能力。但数控仿真和实际加工之间还是存在着差异, 只有充分发挥仿真的优势, 科学合理的利用仿真软件才能真正做到为教学服务的目的。

摘要：随着我国加入WTO, 机械制造也得到了快速的发展, 一线数控操作技术人员在现代制造业中的需求量越来越大, 各中等职业学校紧扣市场需求。大力发展数控加工专业, 数控设备昂贵, 实习过程中存在安全隐患, 学生多、设备少等等问题逐渐在数控专业的教学中凸显出来。为了解决这些矛盾, 本文主要结合作者所在学校实例, 及作者自身教学经历分析数控仿真加工软件在现代中职数控教学中的应用。

关键词：数控仿真,数控机床操作,中职数控教学

参考文献

[1]上海字龙软件工程有限公司[M].数控加工仿真系统使用手册, 2004.

[2]叶伯生, 戴永清.数控加工编程与操作[M].华中科技大学出版社, 2004.

[3]沈建华, 陈荣刚, 严军, 等.数控加工仿真系统[J].机械制造, 2005.

13.仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇十三

一、仿真教学法的内涵

仿真教学法是指利用模仿真实的工作程序和环节进行教学,以达到理论与实践相结合的目的。仿真教学是具有综合作用的教育手段,学生置身于仿真环境中,可以充分调动感觉、运动和思维,极大地提高了学习效率。此外,仿真教学可供学生在没有教师参与的情况下自学,并反复试验自行设计的实验方案,极大地提高了学生的学习能动性。

仿真教学法通常有机械行为模式、人机共拟模式及模拟公司模式三种形式。其中,模拟公司模式教学可以设置各种真实系统中无法实现的参数等,并且具有成本低廉的特点。

1.机械行为模式

它是仅模拟某种特定机械行为的模式,较为简单,运用较多,在有些专业领域已达到很高的运用水平。例如,通过参数模仿外界环境来运行仿真导弹,所得到的预测结果成为实弹演习的重要参考。

2.人机共拟模式

它是利用人和计算机共同模拟简单社会行为的方式,建立成本费用较低,一般不需要团队之间的协作或协作较少,耗费人力也较少。

3.模拟公司模式

它是通过人群和计算机网络共同模拟复杂社会的行为过程,模拟公司的成立、决策、运行、反馈、评价及预算执行等过程的模式,这个模式创造仿真的模拟环境。

二、仿真教学法应用于软件实验教学的优势

1.以激发学习自觉性和创新性来提高学生对软件技术的关注度和吸引力

仿真教学法的应用,使软件教学变枯燥为生动活泼,从而可以给学生带来学业方面的自信心、满足感和成就感,极大地激发了学生探索科学真谛的欲望。同时,它也能提高学生发现和解决问题的能力,促使学生借助于所学理论和有关文献进行科学研究,从而培养学生的自主创新能力,以更好地实现教育目标。

2.模拟公司真实环境实现学生角色的转变

模拟公司模式是模拟真实公司的运作过程,学生模拟成公司的员工,每人依不同的岗位要求独立或协作完成公司流程中的环节,不仅可以使学生掌握公司活动的规律,而且可以使学生处于真实的职业氛围之中。仿真教学法在软件项目实践实验教学的应用,模拟形象逼真,有利于学生尽早接触实践,以适应社会,为学生就业创造了有利条件。

3.创造和谐氛围,培养学生的团队协作精神

传统的软件教学往往是单一的、分散的,容易导致学生过于追求独立自我,而现在的社会分工很细,每一项工作都是一项系统工程,社会需要具有团队协作精神的学生,而实施仿真教学法所设计的模拟氛围与学生的就业环境相似,学生必须综合运用所学的理论知识和专业技能,依赖于和其他成员协作解决面临的具体问题,团队协作精神构成必备的条件。仿真软件教学需要学生真正地领悟现代化生产和科技发展需要培养的团队协作精神。

三、仿真教学在软件项目实训中的组织

软件公司业务部门一般分为市场、研发、行销、服务四部分。市场部负责对潜在的市场进行分析,对产品进行规划和分析,是公司投资和产品发展的龙头;研发部负责产品开发,是企业的核心竞争力;行销负责把产品销往潜在的客户,负责客户关系维护和签单等;服务主要是售后工作,包括一些安装、部署、客户培训等。研发部下面可分为开发部、技术部、测试部和资料部。开发部负责产品开发;技术预研部负责技术攻关和基础技术研究;测试部负责产品质量检测;资料部负责客户资料的编写,也有可能把分析设计人员和架构师单独组成一个架构部或者系统部。

软件项目的开发根据软件公司的配置进行组织,具体分以下几个步骤:第一,老师对仿真的活动(项目)进行方案讲解和讨论,确定项目用途。第二,按照软件公司开发项目的具体要求,对学生进行分组。为有效进行学习和研究,要求学生组合成4～5人小组,每组选出一名组长,组长负责监督成员的作及讨论工作。第三,学生以小组为单位根据项目功能的划分,写出实施的方案,并明确各组的角色分配。第四,学生实施“仿真模拟”过程。其目的是使学生了解软件开发的整个流程,考察学生的综合运用和实际操作能力。第五,老师对项目的各个功能的实现进行点评,要求学生优化各个功能实现过程,每一个小组把优化后的和修正前的过程进行比较、说明,供所有学生学习参考,达到真正交互学习的目的。