登錄

仿真軟件

百科 > 軟件 > 仿真軟件

1.什么是仿真軟件

  仿真軟件是指一類面向仿真應(yīng)用的專用計算機(jī)軟件。它的特點(diǎn)是面向問題、面向仿真用戶。它的功能可以概括為建模、運(yùn)控、結(jié)果處理和數(shù)據(jù)庫管理。因而,仿真軟件可以分為仿真程序包、仿真語言和仿真軟件平臺。

2.仿真軟件的內(nèi)容

  仿真軟件分為仿真語言、仿真程序包和仿真軟件系統(tǒng)三類。其中仿真語言是應(yīng)用最廣泛的仿真軟件。仿真程序包是針對仿真的專門應(yīng)用領(lǐng)域建立起來的程序系統(tǒng)。軟件設(shè)計人員將常用的程序段設(shè)計成通用的子程序模塊,并設(shè)計一個主程序模塊,用于調(diào)用子程序模塊。仿真研究人員使用這種程序包可免去繁重的程序編制工作。仿真程序包除不具備仿真軟件的功能1以外,至少具備功能2、3、4中的任一種。仿真軟件系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫為核心將仿真軟件的所有功能有機(jī)地統(tǒng)一在一起,構(gòu)成一個完善的系統(tǒng)。它由建模軟件、仿真運(yùn)行軟件(語言)、輸出結(jié)果分析報告軟件和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成。仿真軟件通過軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運(yùn)行在一個完全隔離的環(huán)境中的完整計算機(jī)系統(tǒng)。它與仿真硬件同為仿真的技術(shù)工具。仿真軟件是從50年代中期開始發(fā)展起來的。它的發(fā)展與仿真應(yīng)用、算法、計算機(jī)和建模等技術(shù)的發(fā)展相輔相成。1984年出現(xiàn)了第一個以數(shù)據(jù)庫為核心的仿真軟件系統(tǒng),此后又出現(xiàn)采用人工智能技術(shù)(專家系統(tǒng))的仿真軟件系統(tǒng)。這個發(fā)展趨勢將使仿真軟件具有更強(qiáng)、更靈活的功能、能面向更廣泛的用戶。目前比較風(fēng)行的是虛擬現(xiàn)實(shí)仿真軟件,比如虛擬現(xiàn)實(shí)仿真平臺(VR-Platform)。仿真軟件其目標(biāo)是不斷改善面向問題、面向用戶的模塊描述能力和對模型實(shí)驗(yàn)的功能。不同技術(shù)水平的用戶通過仿真軟件能在不同的程度上采用他們表達(dá)問題的習(xí)慣語言,方便地與計算機(jī)對話,完成建?;蚍抡鎸?shí)驗(yàn)。

  1. 源語言的規(guī)范化和處理,即規(guī)定描述模型的符號、語句、句法、語法,檢測源程序中的錯誤和將源程序翻譯成機(jī)器可執(zhí)行碼。
  2. 仿真的執(zhí)行和控制。
  3. 數(shù)據(jù)的分析和顯示。
  4. 模型、程序、數(shù)據(jù)、圖形的存儲和檢索??梢酝ㄟ^對軟件的設(shè)計來實(shí)現(xiàn)這些功能。

3.仿真軟件的教學(xué)應(yīng)用[1]

  在教學(xué)過程中使用仿真軟件的場合可分為演示性和講解性場合。在講解原理時給學(xué)生把原理講清楚,再用幾個仿真例子說明這個原理,這種演示性場合在教學(xué)中非常常見。另一方面有時一個或者幾個學(xué)時都在講某個具體的電路,而把這個電路當(dāng)成一個整體采用仿真軟件進(jìn)行講解,這種場合更多出現(xiàn)在把基本原理講了之后講解真?zhèn)€系統(tǒng)的作用情況下。對于演示性和講解性場合分別有不同的教學(xué)要求。演示性場合的目的在于向?qū)W生演示講授過的原理,這些原理是從很多應(yīng)用實(shí)例中提取出來的抽象概念。由于這些原理大部分都抽象所以需要實(shí)例來具體化,而仿真軟件的特點(diǎn)有利于這種具體化過程。仿真軟件的方便使用使得教師無需搭建電路,仿真軟件的靈活使得教師無需更換實(shí)物就可以再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。仿真軟件加速了學(xué)生把抽象概念進(jìn)行具體化的過程。

  講解性場合常見于對一個設(shè)備系統(tǒng)的教學(xué),此時一般很少涉及新的原理,而更多的是把已經(jīng)講解過的多個電路和原理綜合起來分析一個系統(tǒng)。這就對教師提出了更高要求,教師必須把各個單元和他們的運(yùn)行原理分別講清楚,還要把他們之間的聯(lián)系講清楚,一個系統(tǒng)運(yùn)行時,有哪些單元起決定性作用,他們的運(yùn)行原理在系統(tǒng)運(yùn)行中是否也起決定性作用,而在分析整個系統(tǒng)的時候,哪些單元的運(yùn)行原理可以只從側(cè)面理解,這些都需要教師進(jìn)行教學(xué)任務(wù)分解時有效進(jìn)行思考。

  在使用仿真軟件時學(xué)生比較難掌握的有幾點(diǎn):正確模型的使用,初始值的確定,算法的選擇,步長的確定。教師一定要把這幾個方面給學(xué)生講解清楚,而且讓學(xué)生多練習(xí)才能讓他們掌握具體方法。正確使用模型的難點(diǎn)在于學(xué)生往往對模型里面的參數(shù)無法準(zhǔn)確進(jìn)行設(shè)置,因此教師應(yīng)當(dāng)把這些參數(shù)講透徹,這樣學(xué)生才能理解。由于正確設(shè)定初始值能加快仿真過程,所以教師應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生知道初始值的設(shè)置方法,在電路中經(jīng)常設(shè)置的初始值有電容電壓電感電流等初始值,如果這些值設(shè)置不當(dāng),仿真過程就要經(jīng)歷很長的暫態(tài)。算法的選擇在仿真中很重要,由于要根據(jù)電路來選擇算法,所以要讓學(xué)生知道自己的模型是連續(xù)模型還是離散模型,從而正確選擇模型的算法。確定步長時要結(jié)合電腦的配置和對輸出精度的要求共同確定。

評論  |   0條評論