前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇虛擬仿真電子技術(shù)范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

虛擬仿真電子技術(shù)范文第1篇

關(guān)鍵詞：虛擬實驗室；客戶端設(shè)計；生成電原理圖；數(shù)學(xué)模型

引言

電子技術(shù)實驗室是閩南理工學(xué)院示范性實驗教學(xué)基地，也是電子信息工程、電氣自動化等專業(yè)重點建設(shè)的實驗室之一，在目前以信息化教學(xué)為主導(dǎo)的引領(lǐng)下，從實驗教學(xué)的實用性、便捷性和經(jīng)濟性考慮，構(gòu)建基于VisualC#.NET開發(fā)設(shè)計的虛擬電子技術(shù)實驗教學(xué)客戶端平臺，是目前我院實驗教學(xué)電子化、信息化管理建設(shè)的一個重要任務(wù)與發(fā)展方向。電子技術(shù)虛擬仿真客戶端實現(xiàn)了信息電子化管理，不僅讓我院實驗教學(xué)管理更加效率化和便捷化，讓學(xué)生脫離了過去繁冗的紙張式、人力式操作，同時，該客戶端的實現(xiàn)減少了實驗教學(xué)人員的編制數(shù)量以及實驗相關(guān)的工作量。因此，構(gòu)建完善的電子技術(shù)虛擬仿真客戶端勢在必行。學(xué)生個人信息、實驗數(shù)據(jù)、實驗報告、實驗考核成績查詢等，都應(yīng)該在網(wǎng)上得到很好的支持。實驗數(shù)據(jù)是電子技術(shù)虛擬仿真客戶端應(yīng)包含的一項重要數(shù)據(jù)資源，其包含的數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)出誤時需要及時更新，管理上較為復(fù)雜。因此，單純地依靠人工來管理是難以實現(xiàn)的。該客戶端平臺以電工電子實驗硬件資源為基礎(chǔ)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗、實驗數(shù)據(jù)管理與處理等需要而設(shè)計，在很大程度上減輕實驗教學(xué)人員的的工作負(fù)擔(dān)，實現(xiàn)了電工電子類實驗教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化、高效化、規(guī)范化，減少了人為的誤操作而損壞實驗硬件設(shè)備。

1客戶端系統(tǒng)的設(shè)計

針對電子技術(shù)虛擬仿真客戶端系統(tǒng)項目需求的角度進行分析，確定了系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)的主要功能及任務(wù)。研究了客戶端界面的設(shè)計原則，提出了基于VisualC#.net的客戶端設(shè)計方法及數(shù)據(jù)庫的設(shè)計原則。

1.1客戶端系統(tǒng)需求分析

功能結(jié)構(gòu)如圖1所示?？蛻舳说闹饕蝿?wù)不是確定整個系統(tǒng)怎樣完成工作，而是確定這五個子系統(tǒng)必須完成哪些工作，可以說是對系統(tǒng)客戶端實現(xiàn)的功能提出完整、清晰、具體、準(zhǔn)確的要求。需求分析過程要求客戶端要完成的具體任務(wù)如下：首先明確對客戶端的綜合要求，主要包括性能要求、功能要求、運行要求及其它要求。性能要求包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備度、響應(yīng)時間、和適應(yīng)性能要求；功能要求主要描述了整個系統(tǒng)要完成的全部功能；運行要求是對系統(tǒng)運行過程中硬件環(huán)境、軟件、接口的要求；其它要求主要包括安全性、可靠性、保密性、可維護等方面的要求，以及今后可能涉及到改進升級問題做出分析。系統(tǒng)數(shù)據(jù)要求分析，通過對系統(tǒng)的信息流向歸納抽象出系統(tǒng)的數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系，并對系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫類型、名稱以及數(shù)據(jù)采集方式進行詳細(xì)描述。導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)的詳細(xì)邏輯模型，根據(jù)上面兩項分析得出客戶端系統(tǒng)的詳細(xì)邏輯模型，并用數(shù)據(jù)流圖、IPO圖、數(shù)據(jù)字典來表示。

1.2系統(tǒng)設(shè)計流程

系統(tǒng)客戶端共包含5個子系統(tǒng)：身份認(rèn)證子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)、工具箱子系統(tǒng)、電子元件數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)、電原理圖自動生成與調(diào)整子系統(tǒng)。用戶只要通過校園網(wǎng)使自己的計算機聯(lián)入Internet，就可以通過客戶端訪問虛擬實驗系統(tǒng)?？蛻舳耸怯脩糁苯哟蚪坏缹ο螅鄠€客戶端可以同時登錄到系統(tǒng)服務(wù)器，同時完成不同的實驗。系統(tǒng)服務(wù)器和所有的實驗客戶端都處于校園網(wǎng)的高速局域網(wǎng)中，用戶在正常情況下通過客戶端登錄到服務(wù)器上，即可隨時進行實驗，如果客戶端需要進行維護、修改時，可以隨時從服務(wù)器上注銷。交互設(shè)計，任何產(chǎn)品的功能體現(xiàn)都是通過人與機器的交互能力來判斷的，如果這種交互更為簡單，也就是說開發(fā)的產(chǎn)品更方便用戶使用，這是交互設(shè)計的最終目標(biāo)。因此，交互設(shè)計的核心要重點體現(xiàn)出人的因素，并按照以下原理來設(shè)計：①有錯誤提示信息時，方便用戶糾正；②用戶控制界面簡單化。給出用戶多種操作選擇的提示信息；③允許兼用鍵盤和鼠標(biāo)；④允許用戶在操作過程中，可能因為某種原因需求中止當(dāng)前操作去執(zhí)行其它任務(wù)；⑤快速反應(yīng)信息。用戶在操作過程中，往往會出現(xiàn)操作不當(dāng)靠成心理上的焦慮而陷入誤區(qū)，系統(tǒng)快速反應(yīng)信息可以必免這種情況發(fā)生；⑥使用的語言是面向用戶的高級語言，方面閱讀；⑦方便退出。視覺設(shè)計是在結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶的心理特征進行包括頁面、字體、色彩等方面的設(shè)計。視覺設(shè)計的目標(biāo)是讓用戶操作過程心情舒暢，其設(shè)計原則如下：①用戶可根據(jù)自己需求改變界面色彩、風(fēng)格；②色彩協(xié)調(diào)搭配。界面色彩反差不應(yīng)過大，必免造成界面花花綠綠，盡量少用紅色和綠色；③使用真實的圖形符號；④具有視覺索引。用戶根據(jù)不同的圖形符號能夠快速判斷其代表的內(nèi)容，達(dá)到用圖形來刺激視覺的效果；⑤條理清晰、布局合理?？傊?，客戶端界面設(shè)計的目標(biāo)是為了滿足用戶的需求，整個設(shè)計過程都是圍繞用戶的考慮的，此外還應(yīng)充分考慮整體的布局，界面各元素的位置、圖標(biāo)與色彩搭配的問題，以達(dá)到美化的效果，提高界面的可閱讀性并具有吸引力。

2建立數(shù)學(xué)模型

實驗電路原理圖自動生成的過程，本質(zhì)上就是對實物電路圖到電路原理圖的轉(zhuǎn)換過程。要完成這一轉(zhuǎn)換過程，需要對實物電路進行建模，對電路的各個組成單元進行抽象、分析、統(tǒng)合、識別的過程。電子元器件的建模是在面包板建模的基礎(chǔ)上進行的數(shù)學(xué)分析，它與元件的端口數(shù)、元件的插入位置有關(guān)。下面是以二端元件電阻為例進行建模的過程（其它元件與二端元件建模相似）。在面包板上確定二端元件的兩個插孔E2、F2，然后從插孔引出兩上引線并在這兩根引線上替換成電阻的符號圖，如圖3所示。對應(yīng)的電阻元件信息表，如表1所示。頻率計等，一般在使用過程中都是利用儀器的兩個探頭與被測電路的兩點相連，讀取被測兩點的數(shù)據(jù)。測量儀器的建模過程可以參考二端元件的建模方法，其過程基本類似。

3系統(tǒng)功能實現(xiàn)

虛擬電工電子實驗系統(tǒng)設(shè)計的最大亮點就是為用戶提供了電原理圖自動生成的功能。用戶通過面包板搭建實物電路后，只要點擊系統(tǒng)客戶端菜單下的“視圖”-“原理圖”選項，就能夠在窗口中查看自動生成的電原理圖。但是，由于這一過程是通過數(shù)學(xué)建模、解析、映射生成的，得到的電原理圖并不一定是用戶所需的最佳原理圖，因此系統(tǒng)還為用戶提供手動優(yōu)化的方法，以提高轉(zhuǎn)換效率。電原理圖自動生成的基本原理：矩陣M中的各個元素與面包板上的所有插孔實現(xiàn)了一一對應(yīng)關(guān)系，矩陣中的信息也代表了實物電路的相關(guān)信息，用戶可以根據(jù)實物電路的互連信息網(wǎng)表修改矩陣T值，映射成最優(yōu)化的電原理圖。在修改矩陣M值相關(guān)元素時，還要考慮面包板本身插孔的互連信息。相通的插孔數(shù)值也應(yīng)相同（同1或同0），也就是說Ai=Bi=Ci=Di=Ei、Fi=Gi=Hi=Ii=Ji，并體現(xiàn)在矩陣中。

4效益分析及應(yīng)用前景

隨著閩南理工學(xué)院的發(fā)展?fàn)畲螅瑢W(xué)生規(guī)模和實驗室場所之間的矛盾越來越明顯，學(xué)院在設(shè)備資金的投入也受到了一定限制。因此，電子技術(shù)虛擬仿真客戶端系統(tǒng)的實現(xiàn)將解決這一主要矛盾，學(xué)生只要在網(wǎng)絡(luò)上登入這一系統(tǒng)便可以完成相應(yīng)的實驗。當(dāng)前我院還處于傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，設(shè)備老化、實驗場所限制、實驗教學(xué)人員編制、實驗室管理、實驗工作量等問題都不能找出較好的解決方法。對這一問題，最好的解決辦法就是借助計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，對實驗進行網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真，并對數(shù)據(jù)實行電子化管理。本課題的目的就是開發(fā)“電子技術(shù)虛擬仿真客戶端系統(tǒng)”，通過這一系統(tǒng)為學(xué)生提供網(wǎng)絡(luò)實驗平臺，實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)信息管理的電子化，提供一個電子化的信息管理平臺。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋有雙.虛擬現(xiàn)實技術(shù)與系統(tǒng)仿真[M].北京：國防工業(yè)出版社，2014.

[2]江曉玲.基于WWW的網(wǎng)上虛擬電工電子實驗室的建設(shè)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2013.

[3]林君.網(wǎng)上虛擬實驗建設(shè)方案與實現(xiàn)[J].黑龍江工程學(xué)院學(xué)報，2015.

[4]陳江平.虛擬實驗室教學(xué)中的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)[J].計算機應(yīng)用，2013.

虛擬仿真電子技術(shù)范文第2篇

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù)；電子技術(shù)課程；技術(shù)應(yīng)用

伴隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展從而形成的虛擬仿真技術(shù)是一種作用于實驗研究的新的科學(xué)技術(shù)，在20世紀(jì)40年底被發(fā)現(xiàn)。在幾十年的革新、改進、發(fā)展中慢慢走向成熟，被應(yīng)用于現(xiàn)代生產(chǎn)生活的各個方面。同時教育部門發(fā)掘到虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的優(yōu)勢，作為一種新的教學(xué)方法用用于教學(xué)中。這一技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用滿足學(xué)生對教學(xué)的需要，對學(xué)生邏輯思維和動手能力有很大的幫助，提高教學(xué)效率和質(zhì)量。

1.虛擬仿真技術(shù)概念

虛擬仿真技術(shù)又被稱為虛擬現(xiàn)實技術(shù)和模擬技術(shù)，其技術(shù)核心就是利用一個虛擬系統(tǒng)去模仿一個相應(yīng)的真實系統(tǒng)。它是一種實驗研究的新技術(shù)，而它也是一直存在于自然客觀規(guī)律中一直被使用，在計算機技術(shù)發(fā)展過程中被發(fā)現(xiàn)提煉出的新技術(shù)。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)代社會，虛擬仿真技術(shù)也在不斷地進行技術(shù)改革和發(fā)展，并不斷地成為必不可少的技術(shù)。

2.虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)課程中的應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，使得電子課程原有的教學(xué)模式不適應(yīng)社會的發(fā)展進程，學(xué)生對電子技術(shù)知識的需求量也在不斷增加。虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)課程的應(yīng)用給教學(xué)帶來了新的教學(xué)手段，滿足學(xué)生對電子技術(shù)知識的強烈需求，適應(yīng)社會對技術(shù)人才的高要求。

2.1 虛擬仿真技術(shù)融入課堂

電子技術(shù)課程在之前的教學(xué)模式是重理論輕實踐，大部分的課堂時間放在理論知識的講授中，課堂氛圍死板顯得枯燥無味，使學(xué)生學(xué)習(xí)積極性被打消，產(chǎn)生排斥心理。而且理論知識沒有實踐進行補充和認(rèn)證，增加學(xué)生學(xué)習(xí)難度，對電子技術(shù)停留在一知半解的階段。傳統(tǒng)的電子技術(shù)儀器比較笨重，每次上課搬來搬去很麻煩有浪費課堂時間，課堂效率也不高。虛擬仿真技術(shù)英語與課堂解決了電子技術(shù)課堂實驗難的窘境，教師在講解理論知識的同時利用多媒體進行實驗演示，把抽象的理論概念通過演示變得很容易理解，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，愿意主動去思考問題以及動手實驗鞏固知識點。虛擬仿真技術(shù)融入課堂提高課堂效率和教學(xué)質(zhì)量，更能提供學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

2.2 革新實驗教學(xué)方法

電子技術(shù)顧名思義是技術(shù)性很強的課程，技術(shù)能力是需要持續(xù)不斷的實踐進行積累。所以電子技術(shù)課程是一門對實踐要求很高的學(xué)科，理論只是對技術(shù)實踐的知識補充。兩者要充分結(jié)合向應(yīng)用。傳統(tǒng)的教學(xué)手段就是對理論知識的死記硬背，只要能通過考試就可以，在實踐方面的經(jīng)驗是少之又少。所以在電子技術(shù)的教學(xué)中要讓學(xué)生了解虛擬仿真軟件并學(xué)會在實驗中使用，學(xué)生在進行電子技術(shù)實驗中可以對理論知識進行強化，而且虛擬仿真技術(shù)在實驗中應(yīng)用然學(xué)生對實驗的興趣提高，在實驗的過程中學(xué)生與學(xué)生之間可以進行跟好的交流，主動地尋找知識支撐，制定更好的實驗方案，鍛煉了學(xué)生主動尋找問題和解決問題的能力。

2.3 增多課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)

原有的電子技術(shù)課程的實踐課程設(shè)計都比較單一，學(xué)生的實踐結(jié)果達(dá)不到預(yù)期好的效果。所以在虛擬仿真技術(shù)進入電子技術(shù)教學(xué)中要逐漸增多實踐環(huán)節(jié)，對模擬電子技術(shù)內(nèi)容進行多個單元的劃分，最初由老師帶領(lǐng)進行模擬電子技術(shù)的實驗，然后在接下來的額試驗中把主動權(quán)教給學(xué)生，讓學(xué)生學(xué)會獨立思考，然后對自己的實驗結(jié)論進行陳述，在陳述過程中會讓學(xué)生再次進行思考，這樣對知識的記憶更牢固。

2.4 虛擬仿真技術(shù)運用注意問題

電子技術(shù)課程教學(xué)中引用虛擬仿真技術(shù)雖然在很大程度上改善了傳統(tǒng)的教學(xué)弊端，對教學(xué)內(nèi)容有了豐富的補充，讓學(xué)生對抽象的理論知識得到更好的理解，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和學(xué)習(xí)積極性。但是不能讓模擬仿真技術(shù)完全取代實際的技術(shù)機器進行試驗，這樣會讓學(xué)生依賴于計算機中的仿真技術(shù)應(yīng)用，在實際操作儀器過程中操作能力下降，不能滿足崗位的技術(shù)需求，不僅不能達(dá)到人才培養(yǎng)的目的，反而會起到教育的反作用。因此，在應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)教學(xué)的過程中也要加入傳統(tǒng)教育中積極的方面，做到虛擬技術(shù)的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)也能保證實物應(yīng)用 的操作能力，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和高技術(shù)素養(yǎng)。

3.虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于電子技術(shù)課程的意義

虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)課程中的應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)應(yīng)試教育弊端，讓死板的電子技術(shù)課堂教學(xué)變得更加活躍，真正實現(xiàn)電子技術(shù)課程教育理論聯(lián)系實際；該技術(shù)的應(yīng)用對教師的教學(xué)素質(zhì)也是一種考驗，虛擬仿真技術(shù)是不斷發(fā)展更新的最新技術(shù)，教師要走在技術(shù)的最前沿，這樣才能在教學(xué)中更好的教授給學(xué)生，提高自身的教學(xué)能力；培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣，讓學(xué)生學(xué)會獨立思考，主動提出問題并主動尋找解決方案，在實踐中鍛煉自己的動手能力和思考能力，讓自己的綜合能力得到提高；適應(yīng)社會技術(shù)人才的高標(biāo)準(zhǔn)要求，學(xué)校跟注重學(xué)生在技術(shù)方面的實踐動手能力，才能保證在激烈的競爭中保持較高的競爭率，為企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)型人才。

4.結(jié)束語

虛擬仿真技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，成為必不可少的技術(shù)。作為實驗研究的一門新技術(shù)，近年來被不斷應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域，幫助學(xué)校培養(yǎng)專業(yè)綜合性技術(shù)人才。電子技術(shù)課程是理論與實踐綜合運用的一門學(xué)科，在計算機上利用仿真軟件在課堂上進行教學(xué)，把抽象的理論知識在演示的過程中簡單化、直白化，讓學(xué)生對很難理解的知識點得到直觀的理解和學(xué)習(xí)。在實踐中使用虛擬技術(shù)軟件讓學(xué)生會更好把理論知識轉(zhuǎn)化為實踐能力，同時對理論教學(xué)中漏掉的知識點通過技術(shù)實驗進行補充，減少不必要的時間浪費。這樣的新的教學(xué)方法讓學(xué)生更積極主動的去學(xué)習(xí)，提高了對電子技術(shù)課程的學(xué)興趣，對學(xué)生的思維訓(xùn)練和動手能力提高有很大的促進作用；課堂氛圍得到改善，提高教學(xué)效率和質(zhì)量。適應(yīng)社會對人才需求，讓學(xué)生在強大的競爭中也能憑借自身的技術(shù)能力和綜合素養(yǎng)脫穎而出，實現(xiàn)自己的價值。但是教學(xué)中運用虛擬仿真技術(shù)時也要注意他可能帶來的教學(xué)局限性，不能因為是好的技術(shù)就無限制的偏重使用，這也會導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量的下降，對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)帶來弊端，所以要做到虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)課程中的合理應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]李松湘.虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].湖南師范大學(xué)，2012.

虛擬仿真電子技術(shù)范文第3篇

    【論文摘要將虛擬仿真技術(shù)引進教學(xué)領(lǐng)域后對傳統(tǒng)教學(xué)手段產(chǎn)生了強烈沖擊。本文針對航空電子裝備教學(xué)中如何應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)給出了應(yīng)用方法和心得。

    1.引言

    自 20世紀(jì) 9O年代以來,以計算機仿真技術(shù) 、多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)為特征的“虛擬仿真實驗室”開始在世界各地出現(xiàn),并逐步滲透到教學(xué)領(lǐng)域。作為一種新型的實驗教學(xué)手段,虛擬仿真教學(xué)對傳統(tǒng)的教學(xué)手段產(chǎn)生了強烈沖擊,并引發(fā)了教學(xué)領(lǐng)域一系列深刻的變化。種種跡象表明,虛擬仿真教學(xué)將是今后實驗教學(xué)改革的一個重要發(fā)展方向。本文結(jié)合多年來在航空電子裝備教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)的經(jīng)驗,探索在航空電子裝備教學(xué)軟件中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)的方法和心得。

    2.虛擬仿真技術(shù)簡介

    虛擬仿真技術(shù)是對虛擬現(xiàn)實技術(shù)和系統(tǒng)仿真技術(shù)的合稱。

    2.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)

    虛擬現(xiàn)實技術(shù)就是利用三維建模技術(shù),構(gòu)建一個和現(xiàn)實世界的物體和環(huán)境相同或相似的虛擬三維場景,并能響應(yīng)用戶的輸進,根據(jù)用戶的不同動作做出相應(yīng)的反應(yīng)。虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)主要有動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實時三維圖形 天生技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)等。虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要側(cè)重于對真實物體物理特征的仿真,也稱為視景仿真,它主要用于產(chǎn)品設(shè)計和展示、貿(mào)易廣告、游戲設(shè)計等。

    在航空電子裝備教學(xué)中,大量用 到對裝備的外觀 、結(jié)構(gòu) 、組成 、連接 、機安裝位置的展示 ,傳統(tǒng)教學(xué)大都采用實物展示 的方法 。近年來隨著大量航空電子裝備 的更新?lián)Q代,因受經(jīng) 費、場地及使用壽命等因素的限制 ,傳統(tǒng)教學(xué)方法 已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求 ,而采 用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的展示方法則 以其廉價 、無場地限制和效果 良好得以廣泛應(yīng)用。

    目前有大量成熟的軟件平臺可以進行視景仿 真的開發(fā),主流平臺Creator Vega Vega Prime VTree OPENGVS QUEST3D VRTOLLS EON、WEB3D、JAVA3D、GLStudio等。其中,MULTIGEN公司的虛擬現(xiàn)實數(shù)據(jù)庫 OPENFLIGHT已經(jīng)成為 了產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ,在軍事 、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用都 比較成熟 。在航空 電子裝備虛擬仿真軟件的開發(fā)中我們采用r Vega Prime、GLStudio和 EON作為視景仿 真開發(fā)的技術(shù)平臺 ,解決物理模型的創(chuàng)建、場景顯示等新題目。該平臺可以達(dá)到照片級 的視景仿真效果 .同時采用嵌進 OPENGL技術(shù)來解決物理模型 的交互新題目。

    2.2系統(tǒng)仿真技術(shù)

    系統(tǒng)仿真技術(shù)是伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而逐步形成的一門新興學(xué)科 .它通過建立實際系統(tǒng) 的數(shù)學(xué)模 型 ,利用計算機運算來達(dá)到對被仿真系統(tǒng)的分析、探究、設(shè)計等目的。系統(tǒng)仿真技術(shù)主要側(cè)重于對真實系統(tǒng)的內(nèi)在機理、運動方式 的仿真,也稱為行為仿真。系統(tǒng)仿真技術(shù)最初主要用于航空、航天、原子反應(yīng)堆等價格昂貴、周期長、危險性大實際系統(tǒng)試驗難以實現(xiàn)等少數(shù)領(lǐng)域,后來逐步發(fā)展到電力、石油、化工、冶金、機械等一些主要產(chǎn)業(yè)部分,并進一步擴大到社會系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)、交通運輸系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等一些非工程系統(tǒng)領(lǐng)域。 在航空電子裝備教學(xué)中,對裝備工作原理的講解既是重點也是難點。傳統(tǒng)教學(xué)方法主要通過教員的講述,配合一些靜態(tài)的圖形幫助學(xué)員理解 .教學(xué)效果主要依靠于教員的授課水平和技巧 。近年來.我們嘗試將系統(tǒng)仿 真技術(shù)應(yīng)用到航空電子裝備教學(xué)中,根據(jù)被仿真裝備的工作原理,建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)裝備的不同工作狀態(tài),對模型進行動態(tài)運行.結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)的逼真場景.較好地模擬實際裝備的工作情況。利用該技術(shù)開發(fā)、研制的教學(xué)軟件不但可供教員教學(xué)使用.也可供學(xué)員自學(xué),并達(dá)到了較好的教學(xué)效果。

    目前,有很多成熟的系統(tǒng)仿真開發(fā)平臺軟件.如 Simulink、SystemView等,這些軟件以其功能強大和使用方便、易用性受到廣大用戶歡迎.但價格較為昂貴,且大多未提供對外的仿真數(shù)據(jù)接口.仿真系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性、擴展性和可變性受到很多限制。當(dāng)然也可自行開發(fā)適用 的仿真開發(fā)平臺軟件。在航空電子裝備虛擬仿真軟件的開發(fā)中我們采用的是自行開發(fā)的系統(tǒng)仿真平臺軟件。

    3.虛擬仿真技術(shù)在航空電子裝備教學(xué)中的應(yīng)用方法和步驟

    3.1建立仿真模型

    這里所說的仿真模型既包括反映航空電子裝備外觀、結(jié)構(gòu)的三維物理模型 ,也包括揭示其內(nèi)在工作機理及行為的數(shù) 學(xué)模 型。對三維物理模型的建立,主要依據(jù)裝備本身的物理狀態(tài),其原則就是在盡量減小面數(shù)的同時進步逼真度。對系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立,則需要視系統(tǒng)的復(fù)雜程度進行取舍和優(yōu)化,本著夠用為度的原則 ,以盡量減小運算量。建立數(shù)學(xué)模型時 ,還應(yīng)考慮到系統(tǒng)運行時的參數(shù)調(diào)整。

    3.2創(chuàng)建仿真裝備的虛擬場景并驅(qū)動

    對于虛擬場景的驅(qū)動,根據(jù)使用方式的不同采用了不同的方式假如進行的僅是裝備外觀、結(jié)構(gòu)的展示,可使用EON進行動作的編輯和驅(qū)動;假如需要對裝備進行虛擬操縱仿真,則使用 GLStudio軟件先進行操縱面板、虛擬儀表的編輯和制作,然后再利用 Vega Prime驅(qū)動以實現(xiàn)更復(fù)雜的交互操縱。

    3.3系統(tǒng)集成

    系統(tǒng)集成就是將上述做好的模型、場景按照教學(xué)軟件所需的形式將其有機的整合在一起,使之成為_個完整的 、規(guī)范的教學(xué)軟件。系統(tǒng)集成可以使用目前常用的軟件開發(fā)平臺如 VB、vc++等。由于上述虛擬現(xiàn)實驅(qū)動軟件如 EON、GLStudio及Vega Prime等均以ActiveX控件方式提供 了可用 于常用 軟件開發(fā)平臺的運行插件,因此,系統(tǒng)集成變得十分方便。編寫程序時,只需考慮軟件功能的布置,注重程序間的兼容性即可。

    系統(tǒng)集成時,還需要將系統(tǒng)行為仿真的結(jié)果通過視景仿真表現(xiàn)出來,即用行為仿真的數(shù)據(jù)來驅(qū)動三維物理模型的動作。由于系統(tǒng)行為仿真采用了專門的運行平臺,和視景仿真處于不同的系統(tǒng)進程中.因此這種驅(qū)動是通過兩進程間的實時通訊來完成的。這里還需要考慮進程間的同步新題目。

虛擬仿真電子技術(shù)范文第4篇

關(guān)鍵詞：虛擬技術(shù) EDA VM

中圖分類號：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）08-0042-02

隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬技術(shù)已發(fā)展到相對成熟的階段，虛擬技術(shù)已經(jīng)廣泛深入生活，在教學(xué)、科研、衛(wèi)生、軍事等領(lǐng)域均有著十分重要的意義，成為人類生存和社會發(fā)展的新環(huán)境。

1 虛擬技術(shù)的概念

虛擬技術(shù)是一個很廣義的概念，我國著名院士汪成為教授把虛擬技術(shù)看作人類認(rèn)識世界的幫手，認(rèn)為虛擬技術(shù)是“在計算機軟硬件及各種傳感器（如高性能計算機、圖形圖像生成系統(tǒng)，以及特制服裝、特制手套、特別眼鏡等）的支持下生成一個逼真的、三維的，具有一定的視、聽、觸、嗅等感知能力的環(huán)境，使用戶在這些軟硬件設(shè)備的支持下，能以簡捷、自然的方法與這一由計算機所生成的‘虛擬’的世界中對象進行交互作用。它是現(xiàn)代高性能計算機系統(tǒng)、人工智能、計算機圖形學(xué)、人機接口、立體影像、立體聲響、測童控制、模擬仿真等技術(shù)綜合集成的成果。目的是建立起一個更為和諧的人工環(huán)境”[1]。

而從工程角度定義的話，虛擬技術(shù)可看作為通過使用下列一個或幾個概念或方法：硬件和軟件分區(qū)，分時，部分或全部的硬件仿真、模擬，提供服務(wù)質(zhì)量（QoS）等，把計算機資源分成多個執(zhí)行環(huán)境的系統(tǒng)框架和方法論[2]。

上世紀(jì)60年代末期，IBM在其7044機上首次實現(xiàn)虛擬技術(shù)（IBM M44/44X Project）[3]。計算機技術(shù)的快速發(fā)展，使得虛擬技術(shù)成為重要的研究手段廣泛應(yīng)用于各學(xué)科領(lǐng)域的研究與實踐中。隨著電子技術(shù)與計算機技術(shù)交叉、綜合的程度越來越高，在以物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和嵌入式系統(tǒng)為技術(shù)發(fā)展方向的現(xiàn)代電子技術(shù)中，虛擬技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。

2 虛擬技術(shù)在電子技術(shù)中的應(yīng)用

電子技術(shù)中，虛擬技術(shù)的應(yīng)用可概括為三個方向：一是集成了大量虛擬儀器的軟件包的應(yīng)用，通常稱之為EDA（Electronic Design Automation，電子設(shè)計自動化）技術(shù)；二是虛擬硬件技術(shù)，即借助于圖形圖像、仿真和虛擬現(xiàn)實等一切可用的技術(shù)，在計算機上虛擬出一個與實際硬件功能相近，且操作方法和實驗現(xiàn)象也相近的虛擬實驗環(huán)境；三是VM（Virtual Machine，虛擬機）技術(shù)的應(yīng)用，比如VMware虛擬機等。

2.1 EDA技術(shù)的應(yīng)用

EDA技術(shù)是在20世紀(jì)60年代中期從計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來的。利用EDA工具，電子設(shè)計師從概念、算法、協(xié)議開始設(shè)計電子系統(tǒng)，從電路設(shè)計、性能分析直到IC版圖或PCB版圖生成的全過程均可在計算機上自動完成。

作為現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計的主導(dǎo)技術(shù)，EDA具有兩個明顯特征：即并行工程（Concurrent Engineering）設(shè)計和自頂向下（Top-down）設(shè)計。其基本思想是從系統(tǒng)總體要求出發(fā)，分為行為描述（Behaviour Description）、寄存器傳輸級（RTL，Register Transfer Level）描述、邏輯綜合（Logic Synthesis）三個層次，將設(shè)計內(nèi)容逐步細(xì)化，最后完成整體設(shè)計，與傳統(tǒng)設(shè)計方法比較，這是一種全新的設(shè)計思想與設(shè)計理念。

EDA軟件包在電子技術(shù)的虛擬實驗教學(xué)方面體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢，最重要的是由于其提供了種類齊全、功能強大、界面真實、設(shè)置方式真實的虛擬儀器，諸如萬用表，示波器，頻率計，LED顯示等，一些軟件諸如NI公司的Multisim，還包括有安捷倫示波器，安捷倫萬用表，安捷倫信號發(fā)生器，泰克示波器等實際產(chǎn)品的虛擬界面，其操作界面和操作方式完全與實際器件一樣。這些虛擬儀器的使用，較大程度增加了學(xué)生在虛擬實驗過程中的真實感。

目前，EDA技術(shù)更多地指數(shù)字集成電路的設(shè)計自動化，模擬電路以及混合電路設(shè)計自動化的發(fā)展尚不夠成熟。尤其是射頻電路設(shè)計，因為要涉及到復(fù)雜的數(shù)學(xué)理論，導(dǎo)致其分析過程更加復(fù)雜，所以尚沒有成熟的設(shè)計自動化軟件。

2.2 虛擬硬件技術(shù)的應(yīng)用

虛擬硬件技術(shù)在電子技術(shù)中的應(yīng)用，則主要體現(xiàn)為虛擬實驗室的建設(shè)。虛擬實驗室的建設(shè)目前主要有純軟件仿真形式、可直接操作遠(yuǎn)程實驗室實驗過程的虛擬實驗室兩種形式。

2.2.1 純軟件仿真形式的虛擬實驗室

純軟件仿真形式的虛擬實驗室是利用仿真軟件來模擬實驗的全過程，不涉及具體的實驗硬件設(shè)備，如圖1所示。

與單機版的仿真軟件相比，這類實驗室采用C/S模式，在其服務(wù)器上設(shè)計并存儲進行實驗的仿真代碼，用戶只需在客戶端的實驗操作界面上操作，即可實時地發(fā)送參數(shù)信息、接收仿真結(jié)果數(shù)據(jù)。這類虛擬實驗室因其實驗界面與仿真算法獨立，易于設(shè)計與實現(xiàn)，方便操作，成為當(dāng)今虛擬實驗室的主流。

2.2.2 直接操作遠(yuǎn)程實驗室實驗過程的虛擬實驗室

這種虛擬實驗室是通過客戶端操作直接控制遠(yuǎn)程實驗室的實驗設(shè)備運行，獲取真實實驗數(shù)據(jù)，架構(gòu)如圖2所示。

這類實驗通常具有視頻和音頻反饋，使用者通過計算機可以實時地觀察實驗地運行，也可以調(diào)整實驗相應(yīng)的參數(shù)，從而遠(yuǎn)程操控實驗室的實驗過程。此類實驗形式不但有效地利用了有限的實驗室資源，而且具有很好的實驗效果，成為解決遠(yuǎn)程教育中實驗設(shè)備緊缺、實驗效果難以保證等問題的一種很好的方法，是目前虛擬實驗室研究開發(fā)的一個主流方向[4]。

2.3 VM技術(shù)的應(yīng)用

VM技術(shù)，是指通過軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運行在一個完全隔離環(huán)境中的完整計算機系統(tǒng)。

利用VM技術(shù)，能夠在一臺真實的計算機上虛擬出多臺計算機，還可以同時運行兩個或更多的操作系統(tǒng)，比如運行DOS、各個版本的Windows、各個版本的Linux、BeOS、Mac OS等等。虛擬機具有跨平臺性，裝載在硬件平臺上的虛擬機，它和宿主機好像是連接在同一個網(wǎng)絡(luò)中一樣。用戶通過虛擬機提供的標(biāo)準(zhǔn)接口訪問異構(gòu)資源，而標(biāo)準(zhǔn)接口的具體實現(xiàn)由各異構(gòu)資源提供者負(fù)責(zé)落實，因此用戶感覺不到請求資源的異構(gòu)性。Java VM和PVM是比較成功的采用虛擬機技術(shù)實現(xiàn)跨平臺、屏蔽異構(gòu)性的典型例子[5]。

隨著物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展，現(xiàn)代電子技術(shù)已經(jīng)進入了物物互聯(lián)的時代。而在物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和嵌入式系統(tǒng)中，無處不存在資源異構(gòu)的問題，如硬件平臺的異構(gòu)，基礎(chǔ)操作系統(tǒng)的異構(gòu)，數(shù)據(jù)庫的異構(gòu)，通信網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)，以及應(yīng)用程序的異構(gòu)等等[5]。

這些異構(gòu)的問題，使得VM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和嵌入式系統(tǒng)中。它可利用如JVM技術(shù)將不同平臺、不同接口標(biāo)準(zhǔn)，不同通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的異構(gòu)性進行屏蔽[5]，使得物物互聯(lián)成為現(xiàn)實。

在電子技術(shù)的應(yīng)用中，當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的虛擬機軟件主要是VMware公司免費提供給用戶的VMware Player，該公司還有VMware Workstation等豐富的虛擬化產(chǎn)品[6]。其他還有諸如微軟的Virtual Box和Virtual PC，以及由我國自己設(shè)計的VMlite，它們都能在Windows系統(tǒng)上虛擬出多個計算機。

3 虛擬技術(shù)對電子技術(shù)發(fā)展的重要意義

近幾年來，虛擬技術(shù)在我國的應(yīng)用研究和發(fā)展都十分迅速，結(jié)合虛擬技術(shù)在電子技術(shù)三個方向的應(yīng)用，其重要意義可概述為以下幾個方面：

第一，虛擬技術(shù)給電子技術(shù)的工程實踐帶來了革命性的變革。

傳統(tǒng)電子系統(tǒng)的設(shè)計方法，主要基于自底向上的設(shè)計思想，設(shè)計人員必須利用底層功能模塊的組裝，才能構(gòu)成較復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計，系統(tǒng)調(diào)試難度高，設(shè)計效率低，設(shè)計周期較長。但EDA技術(shù)的出現(xiàn)，特別是自頂向下的設(shè)計思想，極大的提高了電子系統(tǒng)設(shè)計的效率，縮短了設(shè)計周期，使得電子設(shè)計進入了一個全新的時代。

第二，虛擬技術(shù)給電子技術(shù)教學(xué)帶來了革命性的變革。

傳統(tǒng)電子技術(shù)的教學(xué)是理論教學(xué)和實驗教學(xué)分開進行的，由于電子技術(shù)的實踐性強，人為地把完整的教學(xué)過程分離成了兩個環(huán)節(jié)，極大地破壞了教學(xué)完整性。而EDA軟件或虛擬實驗系統(tǒng)，通過計算機把教學(xué)內(nèi)容、實驗設(shè)備、教師指導(dǎo)、學(xué)生操作等有機地融合為一體，還原了一個完整的課堂，提高了教學(xué)的有效性。

第三，虛擬技術(shù)給電子技術(shù)的應(yīng)用解決了實際問題。

隨著物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)電子技術(shù)的發(fā)展受到了很大程度上的制約，一些諸如通信協(xié)議異構(gòu)、數(shù)據(jù)格式異構(gòu)等問題，給電子技術(shù)設(shè)計人員帶來了極大的困擾。而虛擬技術(shù)的出現(xiàn)，給電子技術(shù)解決上述困難提供了最為有利的幫助，使得電子設(shè)計人員更為專注電子技術(shù)本身的功能實現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]邁克爾·海姆.從界面到網(wǎng)絡(luò)空間——虛擬實在的形而上學(xué)[M].上?？萍冀逃霭嫔纾?000.

[2]李學(xué)杰.虛擬技術(shù)研究和實現(xiàn)[J].電子測量技術(shù)，2007.

[3]BELADY L.A study of replacement algorithm for virtual storage computers[J].IBM system Journal.1966，5（2）：78-101.

[4]潘新民.計算機通信技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.

虛擬仿真電子技術(shù)范文第5篇

將EDA仿真軟件應(yīng)用于模擬電子技術(shù)理論和實踐教學(xué)，提出一種基于EDA仿真平臺的理論分析與仿真分析相輔相成、虛擬仿真實驗和實際實踐相結(jié)合的教學(xué)模式。通過仿真電路和波形顯示，加深學(xué)生對理論的理解，有效解決模擬電子技術(shù)理論概念抽象，電路分析復(fù)雜的難題。同時通過EDA技術(shù)的引入，引導(dǎo)學(xué)生進行基本電路的分析和設(shè)計，為實際電路的設(shè)計應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

2.EDA技術(shù)在模擬電子技術(shù)理論教學(xué)中的應(yīng)用

EDA即電子設(shè)計自動化，以計算機和仿真軟件為工具，可以完成整個電路從系統(tǒng)級到物理級的設(shè)計與分析。常用仿真軟件有Matlab、Protel、Multisim和PSpice等，考慮到Multisim先進的電路仿真和設(shè)計功能且一年級時曾作為學(xué)生的自修課程，本次教學(xué)研究采用Multisim軟件。在模擬電子技術(shù)的理論教學(xué)中，對于那些概念分析抽象、不易理解的部分，利用Multisim，教師可以構(gòu)建電子電路模型進行仿真演示，通過波形圖和數(shù)據(jù)直觀展示各種參數(shù)變化和虛擬故障對電路靜態(tài)動態(tài)性能的影響，具體而又生動，不僅可以加強學(xué)生對理論知識的理解，還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效果。例如在模擬電子教學(xué)中第一次講解共射放大電路時，很多同學(xué)對放大線路中各個節(jié)點的波形分不清楚，不知道直流信號和交流信號如何疊加在同一個電路中，電路中各節(jié)點信號的相位關(guān)系如何覺得難以理解。傳統(tǒng)教學(xué)中，僅僅靠在黑板上畫圖講解，教師難講，學(xué)生難懂，費事費力效果卻不好?，F(xiàn)在針對這個問題，教師可以通過Multisim搭建基本共射放大電路模型，設(shè)置模型參數(shù)，觀察仿真波形。共射電路輸入信號（節(jié)點2波形）和輸出信號（節(jié)點5波形）的反相關(guān)系，并且根據(jù)波形的峰值可以直接算出電路的電壓放大倍數(shù)。節(jié)點2和節(jié)點4波形是靜態(tài)工作點電壓和交流信號疊加信號，c1和c2兩個電容起到隔直作用。通過Multisim軟件的演示過程，直接把抽象的理論轉(zhuǎn)化成直觀的視覺感受，電路各點波形在學(xué)生的腦海里留下深刻的印象，教學(xué)效果事半功倍。教學(xué)過程的前期，可以在課堂上現(xiàn)場建立電路模型，演示如何進行仿真，讓學(xué)生逐漸掌握Multisim的使用。在教學(xué)過程的中后期，隨著學(xué)生對Multisim軟件的熟悉，為了節(jié)約課堂時間，可以事先把教材中需要講解的電路模型搭建好，用到時直接調(diào)用即可。通過這種理論教學(xué)和軟件演示相輔相成的教學(xué)方式，使得學(xué)生把電路原理、工作波形和數(shù)學(xué)關(guān)系等緊密結(jié)合在一起，全面掌握模擬電路的基礎(chǔ)理論，更好地理解這門課程。

3.EDA技術(shù)在模擬電子技術(shù)實踐教學(xué)中的應(yīng)用

模擬電子技術(shù)在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，實踐教學(xué)基本都是基于實驗平臺操作。實驗平臺的特點是安全、便于操作，但是平臺電路有限，只能覆蓋課程教學(xué)中一部分基礎(chǔ)電路，基于實驗平臺的實驗基本都是驗證型實驗，且操作過程中平臺電路元件易損壞，不能很好地達(dá)到鍛煉學(xué)生動手能力的目的。這就使得學(xué)校教學(xué)比工程實際滯后，不利于工科應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，造成學(xué)生眼高手低，進一步影響學(xué)生的就業(yè)和發(fā)展。因此，模擬電子技術(shù)實踐教學(xué)中引入仿真軟件，將平臺實驗和軟件虛擬實驗結(jié)合，先采用軟件對實驗進行設(shè)計仿真，后平臺實驗進行實際電路搭建，既加強了學(xué)生對理論的理解，又突出了學(xué)生的動手能力。實踐教學(xué)分成兩部分，第一部分是基本電路的驗證和演示實驗，加深學(xué)生對書本基礎(chǔ)理論的理解。該部分實驗相對比較簡單，學(xué)生主要在實驗平臺上進行操作，同時以Multisim仿真為輔，對一些在實驗平臺上難以操作的部分進行仿真驗證。如研究靜態(tài)工作點對電路動態(tài)性能的影響，實驗平臺操作只能觀察電路中的一個電阻參數(shù)改變對電路輸出波形的影響，而在虛擬仿真平臺上，可以對電路中所有涉及到靜態(tài)工作點的元件參數(shù)進行更改，進而觀察電路波形的變化，并且還可以連續(xù)改變元件參數(shù)對波形的變化進行實時觀測。第二部分是模擬電子技術(shù)課程設(shè)計，要求學(xué)生自己分析設(shè)計一個較大規(guī)模復(fù)雜模擬電路，給出嚴(yán)格的設(shè)計思路、理論推導(dǎo)和元件選型依據(jù)，在仿真軟件平臺上搭建出具體電路模型并通過仿真實驗驗證，然后進行實際電路焊接，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，調(diào)動學(xué)生對該課程學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性，提高學(xué)生對模擬電路的認(rèn)識分析能力和創(chuàng)造能力。

4.結(jié)論