虚拟仿真软件在新能源车辆工程专业实验教学中的应用

虚拟仿真软件在新能源车辆工程专业实验教学中的应用
虚拟仿真软件在新能源车辆工程专业实验教学中的应用

10.16638/https://www.360docs.net/doc/8418716891.html,ki.1671-7988.2016.12.072

虚拟仿真软件在新能源车辆工程专业实验

教学中的应用

张忠洋,郑利民,孙晓帮,张大明,张丽萍,高宇

(辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121001)

摘要:随着计算机技术的快速发展,仿真技术应用领域的越来越广泛。新能源车辆工程专业重视学生的能力培养,基于现有条件和实验的局限性,难以满足专业需求,因此运用仿真软件技术使学生更加深刻掌握理论和实践操作知识。文章主要研究虚拟仿真软件在教学中的特点及具体应用。

关键词:虚拟仿真;新能源车辆工程;实验教学

中图分类号:U467 文献标识码:A 文章编号:1671-7988 (2016)12-210-03

Virtual Simulation Software in Experimental Teaching New Energy Vehicle

Engineering Major

Zhang Zhongyang, Zheng Limin, Sun Xiaobang, Zhang Daming, Zhang Liping, Gao Yu ( Auto&Transportation Engineering College, Liaoning University of Technology, Liaoning Jinzhou 121001 ) Abstract:With the rapid development of computer technology, simulation technology applications more widely. New Energy Vehicle Engineering students the ability to pay attention, based on the limitations of existing conditions and experiment, it is difficult to meet the professional needs, and therefore the use of simulation software technology to enable students to grasp a more profound theoretical and practical knowledge of the operation. This paper mainly on virtual simulation software characteristics and the specific application in teaching.

Keywords: Virtual simulation; New energy vehicle engineering; Experimental teaching

CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-210-03

前言

随着环境污染和世界能源危机问题的日益严重,汽车作为尾气排放和能源消耗的重要源头面临着严峻的考验,需要大力发展新能源汽车,在此过程中离不开人才的培养。在高校里设置了新能源汽车工程专业,专业的发展离不开实验室建设,因为实验是培养人才不可缺少的环节之一,实验室建设收到设备更新、台套数、场地规模、经费使用等因素制约,进而影响了教学效果。利用虚拟仿真软件可以改善当前现状,提升教学质量。

1、虚拟仿真软件的特点

1.1 降低实验室建设成本、缓解经费紧张

传统的实验需要各种实验设备和场地,而且实验必须在实验室中完成。而虚拟仿真实验只需在原有机房中安装相应的软件,学生就可以进行实验,节省放置设备空间和实验场地规划装修费用。另一方面科技技术不断变化,而学校为了更好的适应社会需求,需要定期更新仪器设备。但受到经费的限制,实验室的设备更新较为缓慢,而虚拟仿真技术能够

作者简介:张忠洋(1983-),男,工程师,就职于辽宁工业大学汽车与交通工程学院。

基金项目:2016年辽宁工业大学教改研究项目(2016090)。

虚拟仿真技术及其军事应用

虚拟仿真技术及其军事应用 作者 摘要:虚拟仿真技术是近年来系统仿真领域研究的热.氛问题,而且在军事领域有了广泛的应用。本文以庄拟现实技术为基础,具体讨论了虚拟现实技术在作战仿真中的应用,对虚拟作战仿真的研究进行了探讨。 关键词:虚拟仿真技术虚拟现实技术虚拟作战仿真 1. 引言 自从世界上出现第一台训练仿真系统(以1929 年美国空军飞机练习器-林克机为代表)以来,经过了以机电解算装置为主的仿真系统,以模拟计算机为主的仿真系统,以数字计算机为主的仿真系统等几个阶段,系统仿真技术得到逐步发展。特别是近十几年来,随着计算机技术的发展,系统仿真技术的发展也更加迅猛,而且在军事领域中的应用也越来越广泛。 虚拟现实(Virtual Reality 简记VR)技术是近年来系统仿真领域研究的热点,并且在很多行业开始有了实际应用。在军事领域,美国最早将虚拟现实技术应用于作战仿真。其研究人员在虚拟现实技术构造的数字化地形、地貌和敌情数据库上进行作战仿真和武器装备性能的评估。由于虚拟现实技术在军事领域有着广泛的应用前景,因此,美国军方始终把虚拟现实技术的研究与应用列于《国防部关键技术计划》中,并将虚拟现实技术视为建设21 世纪军队和培训21世纪人才以及发展新一代信息化战争武器装备的“革命性”手段。 目前,我军对作战仿真的研究日趋深人,但与先进的军事大国相比,仍存在不少差距。由于虚拟现实技术的出现极有可能为未来军事领域带来革命性的影响,因此我军应积极研究虚拟现实技术在作战仿真中的应用。本文以虚拟现实技术为基础,具体讨论虚拟作战仿真及其军事应用。2. 虚拟现实技术简介 2.1 虚拟现实技术的内涵 虚拟现实技术是80年代提出的一种新兴技术,它是将计算机技术、自动控制技术、系统工程方法、人工智能、仿真技术、多媒体技术、信息融合技术、立体影像技术、光电技术以及神经生物学、心理学和行为科学等诸多科学技术成果融合一体的崭新的人工合成的“虚拟环境”。 2.2虚拟现实技术的特征 虚拟现实技术创造的人机和谐仿真环境具有“沉浸-交互-构思”的基本特征。它利用并集成高性能的计算机系统和各类传感器,在多维信息空间创造一个使研究者处于具有身临其境的沉浸感,具有完善的交互作用能力,能帮助和启发构思的仿真信息环境。VR 的主要特征为: (1)多媒体感知性 在虚拟现实系统中,用户将感觉不到身体所处的外部环境而“融合”到虚拟世界中去,即指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。 (2)交互性 用户可以通过三维交互设备直接控制虚拟世界中的对象,并从虚拟环境中得到反馈信息。 (3)自主性 指虚拟现实系统中的物体可按各自的模型和规则自主运动,即指虚拟环境中物体依据客观规律动作的程度。 2.3 虚拟现实系统的分类 依据交互界面的不同,可将VR 系统分为下几种类型: (1)世界之窗(Window on World

应用到汽车中的虚拟仿真技术

虚拟现实简称VR也泛指“计算机模拟仿真”或者“虚拟世界”。为了建立这个虚拟环境,高性能计算机将大量的数据转化为立体的三维图像,给观察者像在现实世界中同样的视觉感受——虚拟世界 看上去是真的。实际上这样的虚拟环境可以独特地取代许多领域和运用的现实环境,如果它适用于 模拟一个详细定义的现实环境。 汽车的虚拟未来已经起步网络世界已经从简单的程序发展到十分严谨、意义重大的工业化工具。使用者可以在虚拟环境中漫游,实时交互甚至可以改变他周围的虚拟世界。现代虚拟现实视觉系统 有通常被称为自动沉浸式虚拟环境或简称为CAVE ——一个电子化沉浸式环境,在这个环境中观察 者被最多六面实时投影画面的墙体包围。使用者戴上特殊的立体眼镜后就可以看到一个他所处虚拟 环境的空间三维影像。 从初步概念到系列产品——前所未有的快速和高效虚拟仿真在当今的汽车工业是不可或缺的。当原来建立的一些原型样机进行组件高级测试时,现在规划师、设计师和工程师在同一个数字模型 上工作,在屏幕上优化这个模型,如果有必要,将模型数据通过数据线同时传输到全世界各地。这样减少了研发成本,特别加速了研发过程,提供了更快的市场化时间。虚拟现实更深远的优势在于 使用者可以在最初的时间点上及时评估不同变量—甚至是最初为表达一个设计新概念的参数可以 在虚拟现实中显示出来,为虚拟仿真提供了数据。牢固地掌握这种计算机辅助仿真技术是宝马设计 团队将原来开发新车型所需的6年时间缩短为现在2年半的先决技术条件之一。 汽车成为虚拟事物为了测试新车的设计和概念,虚拟现实工程师将计算机中保存的数据收集起来,并在这个基础上构建初步3D模型。在这个过程中,计算机将整车数据细分为三角面体也就是多 边形体。也就是说,计算机向虚拟网络中添加了描述汽车设计和布置几何元素的网格体。然后特定 的色彩和表面特征根据它们实际特征和属性被赋予各个单独的部件。最后,向观察者实时地从各个 视图和透视方向展示高度真实的设计结果。 在江衡仿真看来,虚拟仿真的高超之处生成虚拟环境运用的复杂方法符合明确的意图:提供一 个清晰的蓝图替代一大串繁杂的数据,创造一种人们易于感受的视觉形式。如果这些数据全部以数 字和图表的方式作为列表印在纸上,没有人将对自己所见的东西有所概念。所以数据只有转化为三 维展示模型,它能够整合人类大脑独特的能力来利用大型、高性能计算机的计算能力直观地处理图片。然而在很多领域,单纯的视觉表达是不充分的—例如评估汽车的声学、控制功能和安全性方面 或者其单个组件。 在这种情况下,一切依赖于组件所使用的材料及其属性。在彻底的分析之后,计算机提供了大 量的具有高标准精度的描述未来汽车的信息。工程师可以在虚拟环境中从各个角度观察考虑汽车, 解剖汽车任何他想要观察的部位,行为测量,在汽车中漫游,放大或缩小图像的大小。运用相应的 软件,他甚至可以在虚拟现实中驾驶汽车,检查这个过程中产生的噪音和声响。另外(这实际上是VR的高超之处)他甚至可以直接在虚拟环境中驾驶虚拟车或者说是一个驾驶模拟器,从而在虚拟道 路上测试特定技术部件的质量和特征却不危及其他的道路使用者。最后,至少包括整车的破坏性试 验现在也能在虚拟环境中实施。 超级计算机为了利用全部的设备,成熟、高度专业的软件是必需的。实际上宝马研发创新中心 的虚拟现实技术中心(VRC)有极其庞大的具有特殊功能的玻璃显示墙,其中又隐藏着极强能力的计算机:一台计算机并联了几个处理器来处理庞大的数据集群,大型投影仪以投影到投影墙毫米以下的精度来传输图像。戴上特殊的立体眼镜,使用者驾驶进入这个的投影的环境,那样的立体眼镜只 能让右眼看到右面的立体图像,让左眼看到左面的立体图像。 这两个通道的图像随着观察者不同的位置和观察角度即时变化。使用3D鼠标或者3D操纵杆,使 用者可以在虚拟环境中漫游,传感器捕捉他的每一个动作并立即形成正确的透视图像。这个过程是 实时的,计算机的功能使使用者与图像交互,对他所观察的一切做出直觉的反应。

虚拟仿真施工技术

1虚拟仿真施工技术 (1)主要技术内容 虚拟仿真施工技术是虚拟现实和仿真技术在工程施工领域应用的信息化技术。虚拟仿真技术在工程施工中的应用主要有以下几方面: A.施工工件动力学分析:如应力分析、强度分析; B.施工工件运动学仿真:如机构之间的连接与碰撞 C.施工场地优化布置:如外景仿真、建材堆放位置, D.施工机械的开行、安装过程; E.施工过程结构内力和变形变化过程跟踪分析; F.施工过程结构或构件及施工机械的运动学分析; G.施工过程动态演示和回放。 (2)技术指标 虚拟仿真施工主要包含以下技术体系: A.三维建模技术 运用三维建模和建筑信息模型(BIM)技术,建立用于进行虚拟施工和施工过程控制、成本控制的施工模型。该模型能将工艺参数与影响施工的属性联系起来,以反应施工模型与设计模型之间的交互作用,施工模型要具有可重用性,因此必须建立施工产品主模型描述框架,随着产品开发和施工过程的推进,模型描述日益详细。通过BIM技术,保持模型的一致性及模型信息的可继承性,实现虚拟施工过程各阶段和各方面的有效集成。 B.仿真技术 计算机仿真是应用计算机对复杂的现实系统经过抽象和简化形成系统模型,

然后在分析的基础上运行此模型,从而得到系统一系列的统计性能。基本步骤为;研究系统→收集数据→建立系统模型→确定仿真算法→建立仿真模型→运行仿真模型→输出结果,包括数值仿真、可视化仿真和虚拟现实VR仿真。 C.优化技术 优化技术将现实的物理模型经过仿真过程转化为数学模型以后,通过设定优化目标和运算方法,在制定的约束条件下,使目标函数达到最优,从而为决策者提供科学的、定量的依据。它使用的方法包括:线性规划、非线性规划、动态规划、运筹学、决策论和对策论等。 D.虚拟现实技术 虚拟建造是在虚拟环境下实现的,虚拟现实技术是虚拟建造系统的核心技术。虚拟现实技术是一门融合了人工智能、计算机图形学、人机接口技术、多媒体工业建筑技术、网络技术、电子技术、机械技术等高新技术的综合信息技术。目的是利用计算机硬件、软件以及各种传感器创造出一个融合视觉、听觉、触觉甚至嗅觉,让人身临其境的虚拟环境。操作者沉浸其中并与之交互作用,通过多种媒体对感官的刺激,获得对所需解决问题的清晰和直观的认识。 (3)适用范围 工业与民用建筑、市政工程、土木工程施工方案编制。

虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用

虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用 发表时间:2016-11-24T13:56:34.483Z 来源:《基层建设》2016年19期作者:许朝阳王汉斌 [导读] 伴随着信息技术的到来,计算机虚拟技术飞速发展,并有效地与仿真技术进行了整合,最终成功应用于建筑工程的设计与施工中。山东天齐置业集团股份有限公司山东济南 250000 摘要:伴随着信息技术的到来,计算机虚拟技术飞速发展,并有效地与仿真技术进行了整合,最终成功应用于建筑工程的设计与施工中。与传统的设计、施工模式相比,虚拟仿真技术具备高仿性、交互性、价格低廉、可以重复试验等技术优势,不但降低了施工成本,又缩短了施工工期,很好地满足了施工效益。那么,虚拟仿真技术的概念到底是什么,它又是如何应用建筑施工中来的?笔者结合自身实践经验,就虚拟技术如何在应用到建筑施工中进行了简要的分析。 关键词:虚拟仿真技术;建筑施工;应用研究 一、虚拟仿真技术应用于建筑施工中的意义 近几年来,由于国内经济发展需求以及国民需要,建筑工程的开展如火如荼,我国在针对建筑工设计时,在套用规范的基础上,仍然依据加大设计安全系数的方法来实现对建筑受力与变形的控制,这就导致了建筑工程造价普遍过高的现象。建筑设计作为工程实施的基础条件,对整个建筑工程系统以及周边建筑环境都有着重要的意义和影响,并在总体的规划目标等方面给其他的专业设计提供了正确的引导。考虑到建筑内部结构的复杂性与多变性,因此在研究时不得不在施工工艺方面谨慎考虑,从而涉及到信息化设计的全部内容,在此方面,关于优化方案、现场施工等较为少见,这就间接体现了我国建筑建设在信息化技术上存在的不足。 虚拟仿真技术的出现大大弥补了这一不足,虚拟施工技术具备交互性、高度仿真性等优点,通过它建立的设计数字几何模型与施工,不但能同时满足设计师、业主、施工方等参建单位的需要,对多种施工方案展开模拟、验证、对比和优化,并最终找到一种最优的施工方法,实现低成本、短工期、高质量的效益目的。可见,虚拟仿真技术给建筑工程带来了一定的时代挑战意义,虚拟仿真技术在施工中的应用无疑决定着施工方案的优劣与否,它一方面对建筑工程的施工产生影响,另一方面也决定着工程的设计方案。所以说,应用虚拟现实技术建立建筑工程的三维模型,对施工的各个阶段实施三维可视化的模拟,在施工前了解各种构件在实际结构中的相对位置和相互关系,势必有利于我国建设的技术经济效益,对建筑工程的设计与施工都会有非常好的借鉴与指导意义。 二、虚拟仿真技术在建筑施工中的应用研究分析 虚拟仿真技术在现代建筑施工中的应用越来越普遍,意义也越重大。本文将从以下几个方面展开虚拟仿真技术在建筑施工中的应用研究分析: 1、虚拟施工技术的应用研究 从一定层面上讲,建筑施工过程实际上就是把施工的设计图转化为实物的—个过程,只是这个“转化”的含义及意义都非常重大。传统的施工方法与方式太多,容易跟着实际情况产生变化,而且从图纸的设计到具体的施工环节,一般都很难按照原计划设计的图纸进行。此外,传统的施工技术为了确保施工顺利完成,一般总是凭借经验实施工程,然而某些经验往往会给施工带来决定性的失误。当前,大部分的建筑工程采用了全新结构,传统的施工技术已经无法适应当下复杂的施工条件,因此转变施工技术才是重点。虚拟施工技术应用于建筑施工中,能够改善传统技术下的盲目、主观与随意,能最大化地提高工程的质量,减少成本、耗材,提高施工的安全。利用虚拟施工技术的交互性和高度仿真性,可以建立施工设计的几何模型,建筑施工的相关人员能够根据所需进行施工的虚拟试验,从而筛选出最佳的设计方式。 2、仿真技术的应用研究 仿真系统是虚拟仿真技术的基础之一,它能够仿真虚拟建筑物施工周围环境的外景,并且效果非常良好。通过仿真系统,可以将设计图纸上的建筑物进行详细建模,并能对建筑物周围的相关环境因素如道路、休闲场景等进行建模。相关的设计人员与业主可以从不同的视角观察仿真系统建模下的建筑物,也可以通过不同的入口走进虚拟建筑物中,还可以边走边看,相当于一次赏心悦目的漫游,并且还能通过鼠标与这个虚拟仿真建筑进行实时交互。在虚拟场景中,每一个物体都与实体之间有着高度仿真效果,其中还有声音与动作等仿真特效,这就使得虚拟场景有着很强的真实感,让人有种身临其境之感。 3、虚拟仿真技术在复杂空间的钢结构施工中的应用研究 在某些建筑施工中,存在着复杂空间钢结构施工,它是从一个部分逐渐到整体的完善过程,因此耗时,同时必须注意细节。复杂空间钢结构的不同施工阶段,其负载情况、结构的形态、受力特性以及边界条件都不相同。在一个阶段施工完成之后,暂时会处于一种平衡状态,但是进行下一阶段施工时,原有的平衡就会被打破,只有新的阶段完成,才能再次实现平衡。复杂空间钢结构的施工是一个平衡不断被打破继而又保持平衡的过程,在处理过程中显得有些复杂,受力的因素也比较多,加之使用的施工方法不同,往往无法有效进行施工的指导。大量实践证明,事故频繁的高峰期往往就在施工阶段,若处理不慎,极易酿成大祸。以往的施工过程中缺乏对施工的分析或者分析不够详细,致使施工中总是出现施工安全问题,而如今有了虚拟仿真技术,它可以对复杂空间钢结构进行全程跟踪,及时找出施工中哪个阶段会是最危险的,然后加以控制。 4、虚拟仿真三维动画在施工中的应用研究 虚拟仿真技术三维动画的出现,打破了传统施工只能依靠经验分析施工过程的模式,为现代化的建筑施工提供了一个便捷有效的分析手段。通过三维动画对施工过程进行分析,专家、施工的技术人员以及业主就能对施工全过程甚至是每一个细节都能清除了解。此外,工程中会遇到的重难点以及关键环节,都可以通过仿真技术以三维动画的形式展现出来,而且还可以根据业主的所需进行合适的调整,并及时修改原有的施工方案。目前,这种手段已经成功运用在了一些大型、重要的建筑中,比如中央电视台的新址、上海环球金融中心、珠江新城西塔等,它的成功吸引了越来越多社会业界的关注。 5、虚拟仿真技术在施工安全方面的应用研究 安全,不论在什么时代,都是必须保障的主题之一。传统建筑模式下,很难预见安全隐患,但是虚拟技术的应用,能让安全隐患一目了然。 (1)进行施工安全控制的方案优化 在建筑工程施工分析中,如果采用虚拟仿真技术进行分析,可以发现很多传统模式下无法发现的隐患,同时也能够对不同类型的施工

虚拟仿真实验教学中心平台建设方案

湖北警官学院虚拟仿真实验教学建设方案 一、方案背景 虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容,是学科专业与信息技术深度融合的产物。为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》(教高〔2012〕4号)精神,根据《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,教育部决定于2013年启动开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。其中虚拟仿真实验教学的管理和共享平台是中心建设的重要内容之一。 目前,大多数高校都有针对课程使用实验教学软件,但由于每个专业或课程的情况不同,购买的软件所采用的工作环境、体系结构、编程语言、开发方法等也各不相同。由于学校管理工作的复杂性,各校乃至校内各专业的实验教学建设大都自成体系,各自为政,形成了“信息孤岛”。主要面临如下问题:? 管理混乱,各种实验教学软件缺乏统一的集中管理。 ? 使用不规范,缺乏统一的操作模式和管理方式; ? 可扩展性差,无法支持课程和相应实验的扩展; ? 各系统的数据无法共享,容易形成“信息孤岛”; ? 缺乏足够的开放性; ? 软件部署复杂,不同的软件不能运行在同一台服务器上; 二、方案目标 该方案的目标就是高效管理实验教学资源,实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享,满足多地区、多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。平台要实现学校购置的所有实验软件统一接入和学生在平台下进行统一实验的目的,通过系统间的无缝连接,使之达到一个整体的实验效果,学校通过该平台的部署,不仅可以促进系统的耦合度,解决信息孤岛的问题,还可以使学校能够迅速实施第三方的实验教学软件。 平台提供了全方位的虚拟实验教学辅助功能,包括:门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的智能指导、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、在线答疑、实验教学效

虚拟仿真实验技术材料文件

虚拟仿真实验解决方案 上海华一风景观艺术工程有限公司 2017年8月

目录 第一章需求分析 (2) 一、项目背景 (2) 二、实验教学现状 (3) 三、用户需求 (3) 第二章建设原则 (5) 一、建设目标 (5) 二、建设原则 (6) 第三章系统总体解决方案 (7) 一、总体架构 (7) 二、学科简介 (8) 第四章产品优势 (14) 第五章产品服务 (16) 一、服务方式 (16) 二、服务内容 (16) 三、故障响应服务流程 (17) 四、故障定义 (18) 五、故障响应时间 (18) 六、故障处理流程 (19) 七、应急预案 (19)

第一章需求分析 一、项目背景 《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确指出:把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略,超前部署教育信息网络。到2020年,基本建成覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系,促进教育内容、教学手段和方法现代化。加强优质教育资源开发与应用,建立数字图书馆和虚拟实验室。鼓励企业和社会机构根据教育教学改革方向和师生教学需求,开发一批专业化教学应用工具软件,并通过教育资源平台提供资源服务,推广普及应用。 在“十三五规划”方针政策指引下,各地陆续出台政策,强调数理化实验教学的重要性。 2016年,北京公布了中高考的新方案,强调义务教育阶段所有科目都设为100分,表示它们在义务教育与学生成长中同等重要,不再人为去区分主次,使学校、老师、家长、社会对每一门学科都很重重视,其中物生化实验部分占分比例为30%,高考不再文理分科。 继北京重磅发布此消息后,河南教育厅发布《关于2016年普通高中招生工作的意见》,其中明确要求理化生实验操作考试满分为30分;安徽省初中毕业升学理化实验操作考试分数为15分,考试成绩计入考生中考录取总分;山西省理化实验操作10分。

远程虚拟仿真实验室教学系统

电力电子虚拟仿真教学实验平台 实验室建设背景 目前的高等教育中,越来越强调对学生实践能力的培养,实验教育成为理工科教育的一个至关重要的环节。然而,随着各学科实验项目和学生人数的增多,传统的电气实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求,在教学和学生使用上的不便之处也慢慢凸现出来。如何解决传统实验教学资源分配不足、实验方式过于刻板、实验器材维护费时费力、实验内容固定难以拓展等问题,是目前新工科建设、课程改革内容中一个讨论的热点。 在对创新型实验建设的需求日益明确之际,仿真实验教学的概念开始成为学校关注的重点。仿真教学实验是一种基于软件技术构建的虚拟实验教学系统,是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化,为开设各种专业实验课程提供了全新的教学与科研环境。因此建设仿真实验室可以与实物实验室互补,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点。近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些高科技的仿真实验室。 远宽解决方案 远宽能源除了将仿真技术应用于科研与工业测试,也率先将该技术引入到了教学实验室建设中。对于不同的实验内容与实验类型,远宽能源提出了如下的仿真实验建设的解决方案:实时仿真实验和远程虚拟仿真实验。

1. 实时仿真实验 远宽能源将先进的FPGA小步长实时仿真技术应用到教学实验室建设中,小步长实时仿真技术使它能够覆盖电力电子、电机驱动、新能源等多个电力电子相关应用的创新教学实验以及研究的需求。基于图形化系统建模,模型一键下载,无需FPGA编程编译,大大增强了产品的易用性;同时实验平台还配置了硬件控制器(TI的DSP或者NI的GPIC),和仿真器构成完整的闭环系统。实时仿真实验系统如下图所示:

虚拟仿真技术在电子行业中的应用

虚拟仿真技术在电子行业中的应用 引言 ?电子行业是一个飞速发展的行业,市场容量极其巨大,现如今我国已是全球第三大电子信息产品制造国,电子信息产品已经渗透到我们生活的各个角落,包括国防军工用品、通信、医疗、计算机及周边视听产品、玩具等。随着社会的发展和技术的进步,人们对电子相关行业提出了更高的要求:精确、稳定、轻巧、保密、可靠;同时,电子行业又具有产品更新快,研发周期短的特点,为了满足不断发展的市场需求,加快产品结构的升级,在核心技术领域取得重大突破,电子行业必须采用新的研究方法和技术。虚拟仿真研究是目前电子行业所广泛采用的一种新的方法和技术。 ?MSC.Software公司作为全球最大的CAE产品供应商,不仅为电子行业提供了多方位的虚拟仿真软件,同时MSC.Software公司还一直与世界各大电子产品制造商和研发机构有着良好的合作关系。通过MSC.Software公司所提供的虚拟仿真软件如MSC.ADAMS,MSC.Marc,MSC.Fatigue,MSC.Patran,MSC.Nastran,MSC.Dytran,MSC.Easy5等,不仅可以对电子产品的性能进行全方面的研究,而且还可以实现电子行业与其他行业的多学科一体化仿真。 ?一、电子产品设计过程中经常遇到的突出矛盾和问题 ?在电子产品的设计过程中,我们经常遇到以下问题: ?1)电子产品的机械性能:可靠性、加工性、疲劳寿命、抗冲击能力、载体振动与电子产品振动的耦合关系、适配器的设计等; ?2)雷达与天线系统:运动规律、控制规律、风载与平衡、雷达和天线阵面形状,结构形式(实体或网状)、弹性立柱刚度、齿轮减速机构、控制系统框

虚拟仿真实验教学中心安全管理制度

虚拟仿真实验教学中心安全管理制度 一、实验室是教学、科研重要基地,为了确保教学、科研工作的顺利进行,保障实验室的安全和正常运行,特制定本制度。 二、实验室安全工作实行岗位责任制,实验室主任负责把每个实验室房间的安全工作落实到人,做到每个房间都有专人管理,专人负责。随时消除事故隐患,配备必要的消防器材。 三、保持实验室走道畅通,设备器材摆放整齐,排列有序,未经保卫部门同意,严禁走廊堆放杂物和在走廊打隔段,阻挡安全通道。 四、实验室房屋是学校的固定资产,无论其建设经费来源,均属学校资产。实验室房屋结构不得破坏。任何人不得随意在实验室内打隔断,毁坏结构、毁坏电路,如因教学、科研需要改造的,必须落实经费然后向有关部门提出申请。 五、实验室是教学科研的场所,室内严禁吸烟。特别是有易燃易瀑的实验室绝对禁止烟火,严禁吸烟动用明火。因工作需要少量存储易燃易爆物品,必须符合安全存放要求。 六、学生必须在教师或实验室技术人员的技术指导下,按操作规程进行实验,毕业设计学生和研究生的实验由导师负责,环境封闭的实验室不得单人操作电器设备,危险性的实验必须有安全防护措施并要有人监护。 七、未经管理人员的许可,任何人不得随意动用实验室内的仪器设备。因不听指挥或违反操作规程而导致仪器设备损坏者,要追究责任,并赔偿损失。 八、大型精密仪器要有专人维修和使用,要严格遵守操作规程,设备运行时,操作人员必须坚守岗位,不得随意离去。非专职操作人员使用大型精密仪器,必须经过培训合格后才能上机。 九、大型精密仪器不得带病工作,发现仪器设备不能正常工作,出现漏水、漏油、漏气、漏电,以及仪器使用时声音的变化等现象,仪器设备负责人应及停用该仪器,并及时报请学院维修。 十、使用易燃气体,如乙炔、氢气、氧气、煤气等必须遵守操作规程。要有安全措施。严格按照使用要求的条件去工作。 十一、电源、电闸下禁止摆放易燃物品和仪器设备。防止电源打火引起火灾,出现问题及时关掉电源。安装电源、电闸要到指定的电力管理部门,不得私自乱

虚拟仿真技术在制造业中的应用

…………………………………………………………………科研训练调研报告……………………………科研训练调研报告 虚拟仿真技术在制造业中的应用

虚拟仿真技术在制造业中的应用 计算机科学与技术0904班 惠苗壮 学号:0909091627 摘要: 虚拟制造是在高性能计算机及高速网络的支持下,采用计算机信息技术、仿真技术和虚拟现实技术,产生一个虚拟环境,对所要进行的产品设计和生产制造活动,进行全面的建模和仿真。本文介绍了虚拟仿真技术在国内外的发展及在制造业中的应用现状,并提出对该技术未来的希望。 关键字:虚拟仿真技术制造业模拟 1.介绍 仿真又称模拟,是利用模型方法来重现实际系统中发生的本质过程,并通过实验来研究已经存在的或正在设计中的系统。计算机仿真技术作为一门新兴的高技术,近年得到迅速的发展,其应用领域及作用越来越大,尤其在航空、航天、国防及其他大规模复杂系统的研制开发过程中,计算机仿真一直是不可缺少的工具,它在减少损失、节约经费、缩短开发周期、提高产品质量等方面发挥了巨大作用。 虚拟现实是一种由计算机和电子技术创造的新世界,通过多种传感设备,用户可 根据自身的感觉,对虚拟世界中的物体进行考察和操作,参与其中的事件,形成一个看 似真实的模拟环境,它是模拟仿真在高性能计算机系统和信息处理环境下的发展和技 术拓展。虚拟现实技术包括临境和拟实两个方面。 虚拟制造是在高性能计算机及高速网络的支持下,采用计算机信息技术、仿真技术和虚拟现实技术,产生一个虚拟环境,对 所要进行的产品设计和生产制造活动,进行就实际地模拟出其设计开发和制造全过程,并对性能进行全面模拟试验,预测产品的设计和制造合理性、产品性能和制造周期等,以期达到最佳,使整个产品的开发生产周期最短、成本最低、质量最佳。 当前虚拟仿真技术已经广泛应用于娱乐、教育、训练、医学、设计、制造、商业、科学视觉化、网路应用等各种领域。 2.虚拟仿真技术的发展现状 从1962年,Morton Heilig发明了实感全景仿真机开始。虚拟现实技术越来越受到大众的关注。以三个I,即Immersion沉浸感,Interaction交互性,Imagination思维构想性,作为虚拟现实技术最本质的特点,并融合了其它先进技术。国内外大量科学研究人员从事虚拟仿真技术的研究。 2.1国外发展状况 VR技术起源于美国,美国的研究水平基本上就代表国际VR发展的水平。以美国为例,目前美国在该领域的基础研究主要集

国家级虚拟仿真实验教学中心入选名单

北京大学地球科学虚拟仿真实验教学中心教育部 中国人民大学基于大数据文科综合训练虚拟仿真实验教学中心教育部清华大学材料科学与工程虚拟仿真实验教学中心教育部 北京交通大学交通运输国家级虚拟仿真实验教学中心教育部 北京化工大学化工过程虚拟仿真实验教学中心教育部 北京邮电大学电子信息虚拟仿真实验教学中心教育部 中国农业大学机械与农业工程虚拟仿真实验教学中心教育部 中央美术学院艺术、设计与建筑虚拟仿真实验教学中心教育部 华北电力大学电力工业全过程仿真实验教学中心教育部 南开大学经济虚拟仿真实验教学中心教育部 天津大学化学化工虚拟仿真实验教学中心教育部 大连理工大学化学虚拟仿真实验教学中心教育部 东北大学机械装备虚拟仿真实验教学中心教育部 吉林大学地质资源立体探测虚拟仿真实验教学中心教育部 东北师范大学生物学虚拟仿真实验教学中心教育部 东北林业大学森林工程虚拟仿真实验教学中心教育部 同济大学力学虚拟仿真实验教学中心教育部 上海交通大学机电学科虚拟仿真实验教学中心教育部 华东理工大学石油和化工过程控制工程虚拟仿真实验教学中心教育部东华大学管理决策虚拟仿真实验教学中心教育部 南京大学社会经济环境系统虚拟仿真实验教学中心教育部 东南大学机电综合虚拟仿真实验教学中心教育部 河海大学力学与水工程虚拟仿真实验教学中心教育部 南京农业大学农业生物学虚拟仿真实验教学中心教育部 中国药科大学药学虚拟仿真实验教学中心教育部 浙江大学化工类虚拟仿真实验中心教育部 厦门大学机电类虚拟仿真实验教学中心教育部 山东大学医学虚拟仿真实验教学中心教育部 武汉大学电力生产过程虚拟仿真实验教学中心教育部 武汉理工大学水路交通虚拟仿真实验教学中心教育部 华中师范大学心理与行为虚拟实验教学中心教育部 中南财经政法大学经济管理行为仿真实验中心教育部 湖南大学机械工程虚拟仿真实验教学中心教育部 中南大学矿冶工程化学虚拟仿真实验教学中心教育部 中山大学医学虚拟仿真实验教学中心教育部 华南理工大学机械工程虚拟仿真实验教学中心教育部 四川大学华西临床虚拟仿真实验教学中心教育部 重庆大学能源与动力电气虚拟仿真实验教学中心教育部 西南交通大学交通运输虚拟仿真实验教学中心教育部 电子科技大学电子与通信系统虚拟仿真实验教学中心教育部 西南大学药学虚拟仿真实验教学中心教育部 西南财经大学现代金融虚拟仿真实验教学中心教育部 西安交通大学通信与信息系统虚拟仿真实验教学中心教育部 西安电子科技大学电子信息与通信虚拟仿真实验教学中心教育部

虚拟仿真技术在工业设计的应用

虚拟仿真实验是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容,是学科专业与信息技术深度融合的产物,[1]主要依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络系统等技术,构建出高度仿真的虚拟实验环境和实验对象,使学生可以在虚拟环境中开展实验,达到教学大纲要求的教学效果。[2]工业设计综合实验是工业设计专业重要的实验实训课。主要围绕具体产品或项目,开展研究、实验与设计等活动,实践性极强,[3]是对专业基础课、专业课的综合训练,是提高学生综合实践能力、促进理论联系实际的重要环节。[4]学生通过系列课程的训练,进一步提高了对产品设计流程和创新方法的理解,加强了设计与生产制造的衔接,培养出较强的设计实践能力。 1虚拟实验的迫切性分析 1.1实验条件受限。工业设计综合实验是工业设计专业的必修课,开设班级众多,给实验教学的安排带来了巨大的压力。一方面,开课班级多导致实验教学设备使用紧张。如果班级每位学生都进行实验操作,则实验设备安排不过来;如果选择分组实验,则无法保证所有学生参与到实验操作中,实验效果不理想。另一方面,实验场地也存在诸多限制,实验场地面积有限。难以容纳所有学生同时进行实验,只能分批进行,影响了实验教学的效果。1.2实验成本高昂。工业设计综合实验中部分实验成本高昂。以3D打印快速成型实验为例,现有3D打印技术中如立体光固化、选择性激光烧结等工艺的材料成本和

设备成本均很高昂。其中立体光固化工艺中的光敏树脂材料平均价格为每克2~10元。当模型重量增加时,实验成本也随之增加,学生往往难以承受。选择性激光烧结工艺更是以小时计算实验成本,包括后期设备的维护和保养,叠加起来,成本高昂,从而限制了实验教学工作的开展。1.3实验的安全性。工业设计综合实验中部分实验具有一定的危险性。以数控雕刻实验为例,数控雕刻对实验操作的安全性要求极高。由于数控雕刻机的主轴转速较快,如果装卡刀具或装夹试件时没有紧密固定,极有可能产生危险,造成不可挽回的后果。因此,从安全角度出发,虚拟仿真技术在工业设计综合实验中的应用势在必行。 2运用虚拟仿真的具体优势和意义 2.1构建以学生为中心、自主学习的训练模式。探索基于网络平台的开放式虚拟仿真实验平台,旨虚拟仿真技术在工业设计综合实验中的应用探索王琛于嘉浩訾然陆雪亿(南京林业大学家居与工业设计学院,江苏南京210037)在突破时间和空间的限制,实现以学生为中心、自主学习为基础的线上线下相结合的训练模式,有重要的现实意义。[5]学生可以根据自己的时间安排,利用网络资源自由地开展主动学习。通过虚拟实验,学生可以在安全的环境下体验完整的实验流程,掌握具体实验过程中相关设备的操作规程,从而变教师主导为学生自主,变机械式完成为研究、探索和合作完成的新模式。2.2开展以项目为引领、探究式的教学模式。传统的实验教学体现在综合实验课程中只是对单一设备的学习和认知。虚拟仿真实验是以项目为

建筑施工中虚拟仿真技术的应用研究

建筑施工中虚拟仿真技术的应用研究 摘要:虚拟仿真技术是运用计算机仿真、应用虚拟现实等相关技术对建筑施工过程中进行计算机模拟与分析,以达到对施工过程中的动态管理和事前控制的目的。 关键词:建筑施工;虚拟仿真;应用 引言:建筑施工行业是传统行业之一,在当前高新技术高速发展的背景下,其行业应接受高新技术带来的优势。在进行复杂大量的建筑施工时,为了保障不间断地有节奏工作,应使各个施工环节协同运作、步调一致,而要想达到这个目的就必须事先制定准确无误的组织计划和施工方案。而运用以往的工具和计算技术,早已难以保障准确地、及时地处理大量繁琐的施工技术资料。于是本文着重对虚拟仿真技术在建筑施工的运用进行了研究和探讨。 一、虚拟仿真技术的概念 虚拟施工技术(VC)是对实际施工过程的模拟。它运用结构仿真和虚拟现实等技术,在计算机等相关设备的支持下,对施工过程中的物品、人员、财产、施工过程进行逼真演练,以便事先发现施工中可能出现的问题,并采取相应的预防措施,在优化与控制能力、缩短工期、增强施工过程中的决策、减少风险和降低成本等方面均有显著作用。[1] 二、虚拟施工所需的技术支持 虚拟施工需要众多学科领域来提供技术支持,主要包括为虚拟现实技术、优化与建模技术、计算机仿真技术以及相关的软硬件技术。具体情况如下: 2.1虚拟现实技术。它综合了传感器技术、计算机图形技术、显示技术、计算机仿真技术等众多学科,它为人机对话提供了更直观和逼真的三维画面,而且还可以在多维空间上创建一个虚拟环境,以达到身临其境的感觉。 2.2建模与优化技术。应用此原理进行工程的设计、规划、管理、施工时可以综合全面地考虑在时间、经济和技术上的最佳方案,实现利益的最大化。优化方法也是虚拟施工中的一个重要技术。建模方法实际上是虚拟施工的另一种支撑技术。虚拟施工的模型包括:设计模型、基础模型和施工模型三大方面。其中施工模型与工艺参数联系在一起,以反映设计模型与施工模型间的交互作用。因此,施工模型必须具有以下几大功能:施工数据表、计算机工艺仿真、施工规划、物理和数学模型、统计模型等。 2.3计算机仿真技术。在土木工程中仿真技术主要运用在施工技术与管理和结构计算。计算机仿真技术是虚拟施工的最重要部分。在结构工程施工方面,内

虚拟仿真实验技术方案设计

实用标准文档 虚拟仿真实验解决方案 上海华一风景观艺术工程有限公司 2017年8月

目录 第一章需求分析 (2) 一、项目背景 (2) 二、实验教学现状 (3) 三、用户需求 (3) 第二章建设原则 (5) 一、建设目标 (5) 二、建设原则 (6) 第三章系统总体解决方案 (7) 一、总体架构 (7) 二、学科简介 (8) 第四章产品优势 (14) 第五章产品服务 (16) 一、服务方式 (16) 二、服务内容 (16) 三、故障响应服务流程 (17) 四、故障定义 (18) 五、故障响应时间 (18) 六、故障处理流程 (19) 七、应急预案 (19)

第一章需求分析 一、项目背景 《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确指出:把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略,超前部署教育信息网络。到2020年,基本建成覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系,促进教育内容、教学手段和方法现代化。加强优质教育资源开发与应用,建立数字图书馆和虚拟实验室。鼓励企业和社会机构根据教育教学改革方向和师生教学需求,开发一批专业化教学应用工具软件,并通过教育资源平台提供资源服务,推广普及应用。 在“十三五规划”方针政策指引下,各地陆续出台政策,强调数理化实验教学的重要性。 2016年,北京公布了中高考的新方案,强调义务教育阶段所有科目都设为100分,表示它们在义务教育与学生成长中同等重要,不再人为去区分主次,使学校、老师、家长、社会对每一门学科都很重重视,其中物生化实验部分占分比例为30%,高考不再文理分科。 继北京重磅发布此消息后,河南教育厅发布《关于2016年普通高中招生工作的意见》,其中明确要求理化生实验操作考试满分为30分;安徽省初中毕业升学理化实验操作考试分数为15分,考试成绩计入考生中考录取总分;山西省理化实验操作10分。

最新版虚拟仿真实验技术设计方案

最新版虚拟仿真实验解决方案 上海华一风景观艺术工程有限公司 2017 年8 月

目录 第一章需求分析 (2) 一、项目背景 (2) 二、实验教学现状 (3) 三、用户需求 (3) 第二章建设原则 (5) 一、建设目标 (5) 二、建设原则 (6) 第三章系统总体解决方案 (7) 一、总体架构 (7) 二、学科简介 (8) 第四章产品优势 (14) 第五章产品服务 (16) 一、服务方式 (16) 二、服务内容 (16) 三、故障响应服务流程 (17) 四、故障定义 (18) 五、故障响应时间 (18) 六、故障处理流程 (19) 七、应急预案 (19)

第一章需求分析 一、项目背景 《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020 年)》明确指出:把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略,超前部署教育信息网络。到2020 年,基本建成覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系,促进教育内容、教学手段和方法现代化。加强优质教育资源开发 与应用,建立数字图书馆和虚拟实验室。鼓励企业和社会机构根据教育教学改革方向和师生教学需求,开发一批专业化教学应用工具软件,并通过教育资源平台提供资源服务,推广普及应用。 在“十三五规划”方针政策指引下,各地陆续出台政策,强调数 理化实验教学的重要性。 2016 年,北京公布了中高考的新方案,强调义务教育阶段所有 科目都设为100 分,表示它们在义务教育与学生成长中同等重要,不再人为去区分主次,使学校、老师、家长、社会对每一门学科都很重重视,其中物生化实验部分占分比例为30%,高考不再文理分科。 继北京重磅发布此消息后,河南教育厅发布《关于2016 年普通高中招生工作的意见》,其中明确要求理化生实验操作考试满分为30 分;安徽省初中毕业升学理化实验操作考试分数为15 分,考试成绩计入考生中考录取总分;山西省理化实验操作10 分。

2013年国家级虚拟仿真实验教学中心

国家级虚拟仿真实验教学中心入选名单 申报学校中心名称学校所属北京大学地球科学虚拟仿真实验教学中心教育部中国人民大学基于大数据文科综合训练虚拟仿真实验教学中心教育部清华大学材料科学与工程虚拟仿真实验教学中心教育部北京交通大学交通运输国家级虚拟仿真实验教学中心教育部北京化工大学化工过程虚拟仿真实验教学中心教育部北京邮电大学电子信息虚拟仿真实验教学中心教育部中国农业大学机械与农业工程虚拟仿真实验教学中心教育部中央美术学院艺术、设计与建筑虚拟仿真实验教学中心教育部华北电力大学电力工业全过程仿真实验教学中心教育部南开大学经济虚拟仿真实验教学中心教育部天津大学化学化工虚拟仿真实验教学中心教育部大连理工大学化学虚拟仿真实验教学中心教育部东北大学机械装备虚拟仿真实验教学中心教育部吉林大学地质资源立体探测虚拟仿真实验教学中心教育部东北师范大学生物学虚拟仿真实验教学中心教育部东北林业大学森林工程虚拟仿真实验教学中心教育部同济大学力学虚拟仿真实验教学中心教育部上海交通大学机电学科虚拟仿真实验教学中心教育部华东理工大学石油和化工过程控制工程虚拟仿真实验教学中心教育部东华大学管理决策虚拟仿真实验教学中心教育部南京大学社会经济环境系统虚拟仿真实验教学中心教育部东南大学机电综合虚拟仿真实验教学中心教育部河海大学力学与水工程虚拟仿真实验教学中心教育部南京农业大学农业生物学虚拟仿真实验教学中心教育部中国药科大学药学虚拟仿真实验教学中心教育部浙江大学化工类虚拟仿真实验中心教育部厦门大学机电类虚拟仿真实验教学中心教育部山东大学医学虚拟仿真实验教学中心教育部武汉大学电力生产过程虚拟仿真实验教学中心教育部武汉理工大学水路交通虚拟仿真实验教学中心教育部华中师范大学心理与行为虚拟实验教学中心教育部

虚拟仿真实验教学项目建设及与江苏省虚拟仿真实验教学共享平台对接要求

虚拟仿真实验教学项目建设及与 江苏省虚拟仿真实验教学共享平台对接要求 一、虚拟仿真实验教学项目建设要求 虚拟仿真实验教学项目指充分体现学科专业优势,依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术,建设的可用于信息化条件下自主学习、探究学习、协作学习的实验教学项目,其根本目的在于构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象,学生在虚拟环境中开展实验,达到教学大纲所要求的教学目的。虚拟仿真实验教学项目要求最终生成可在互联网上直接运行的格式,客户端使用时无须下载或安装任何程序、插件即可直接运行使用。虚拟仿真实验教学项目需要包含的基本信息与数据规范如下:

二、与省共享平台对接要求 虚拟仿真实验教学项目要求能够直接接入江苏省虚拟仿真实验教学共享平台,本着分布建设、集中共享、统一服务的原则,通过共享平台满足多学校、多地区共同开展虚拟仿真实验教学的需要。虚拟仿真实验教学项目与省共享平台对接接口所含数据标准与规范如下: 1.项目基本信息。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、所属学校代码、所属中心名称、项目负责人、资源分类、建立年份、是否计费、计费标准、计费支付方式、项目简介、面向专业等信息。 2.项目预习信息。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、预习文件名称、文件类型、文件访问地址。其中文件类型支持文本(doc,pdf)、图片(bmp,jpg)、动画(flv)、视频(avi)等多种类型和格式。 3.项目自测信息。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、自测成绩、自测时间、自测内容访问地址。 4.项目实验操作。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、实验操作地址路径。 5.项目资源计费。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、计费类型、计费系数。 6.项目实验记录。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、实验记录内容、记录添加时间。 7.项目实验报告。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、报告名称、报告内容、报告添加时间、报告审核

虚拟仿真实验教学系统通用模型研究

一ISSN1672-4305CN12-1352/N实一一验一一室一一科一一学LABORATORY一SCIENCE第20卷一第1期一2017年2月Vol 20一No 1一Feb 2017 虚拟仿真实验教学系统通用模型研究 王一艳1,刘一昕1,丁雪梅2,曹一晨3 (吉林大学一1.药学院;2.动物学院;3.计算机科学与技术学院,吉林长春130012) 摘一要:为解决虚拟仿真实验教学系统重复设计和资源利用率低的问题,提出了一种基于统一平台与插件技术相结合的系统通用模型设计方法三首先,采用统一建模语言对系统通用性功能需求进行了分析与描述三然后,构建了基于云存储的系统统一平台框架结构三最后,给出了基于 模型-视图-控制器 设计模式的实验插件技术开发方案三该方法可以有效地提升系统的可扩展性与可维护性,对实验教学资源的开放共享与用户间的协同创新也能够起到一定的推动作用三 关键词:虚拟仿真;实验教学;通用模型 中图分类号:TP391一一文献标识码:A一一doi:10.3969/j.issn.1672-4305.2017.01.019Researchonthegeneralmodeloftheexperimentteachingsystembasedvirtualsimulation WANGYan1,LIUXin1,DINGXue-mei2,CAOChen3(1.CollegeofPharmacy;2.CollegeofAnimalScience;3.CollegeofComputerScienceandTechnol?ogy,JilinUniversity,Changchun130012,China) Abstract:Inordertosolvetheexistingproblemsoftheexperimentteachingsystembasedvirtualsim?ulation,whichincludingrepetitivedesignandalowresourcesutilizationratio,adesignmethodofsys?temgeneralmodelbasedonthecombinationofunifiedplatformandplug-inwasimproved.First,thegeneralfunctionalrequirementofthesystemwasanalyzedanddescribedbasedunifiedmodelinglan?guage.Then,theunifiedplatformframeworkarchitectureofsystemwasbuildbasedcloudstorage.Fi?nally,thetechnologydevelopmentprogramoftheexperimentalplug-inwaspresentedbasedmodel-view-controller.Thismethodcanimprovetheexpansibilityandmaintenanceofsystemeffectively,pro?motingtheopensharingofteachingresourceandcollaborativeinnovationofthedifferentuser.Keywords:virtualsimulation;experimentteaching;generalmodel 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一基金项目:吉林省科技发展计划资助项目(项目编号:20150309002GX)三一一虚拟仿真实验教学依托虚拟现实二多媒体二人机交互二数据库和网络通讯等技术,构建高度仿真的虚 拟实验教学环境,参与者可以在虚拟环境中开展相 关实验活动[1-2]三目前大多虚拟仿真实验教学系统都是基于某一门课程或者某一个实验室的设计与实 现,系统开发技术种类繁多且趋于成熟[3-5]三如何设计针对某一学科专业的通用虚拟仿真实验教学系 统模型,实现基于此模型的二次开发与资源共享二避 免重复性劳动并提高工作效率,对于现阶段虚拟仿 真实验教学的建设与发展显得尤为重要[6-7]三本文通过对虚拟仿真实验教学系统业务需求的分析,提出了一种基于统一平台与插件技术相结合的系统通用模型设计方法,构建了基于 模型-视图-控制器(ModelViewController,MVC) 设计模式的虚拟仿真实验建模云平台,给出了基于该平台的Flex插件技术开发实现方案,为用户提供了一个资源开放共享二协作创新研究的实验环境三1一系统功能需求分析为了满足虚拟仿真实验教学系统业务需求,同时保证系统资源信息可维护性及系统功能的可扩展性,将系统用户角色划分为教师二学生二系统管理员 和插件管理员四类参与者三不同的角色有不同的操

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