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計算機仿真范文1
1關于復雜系統主要內容的概述
關于系統一詞，著名科學家錢學森是這樣對其定義的：相互依賴、相互作用的多種組成部分之間的相互結合所形成的具有特殊功能的一個整體即為系統。根據其定義可以得出系統的三個要素：一是系統是多種元素的相互結合形成的；二是元素之間相互依賴、相互作用；三是具有特殊功能的一個整體。在系統的復雜性演化過程中主要有三個方面的發展變化。首先是組成系統的元素數量的變化，從最初的少量變為大量，再變成多數量，最后變成無限量；其次是元素之間相互依賴、相互作用的變化，是從線性變化到非線性，最后變成了隨機性；最后是某種特殊功能的變化，是從元素直接功能的描述變為組織性的間接描述，最后演變成沒有任何形式組織的不可描述形態。對于復雜系統的描述沒有明確的規范標準，而組成系統元素數量的龐大，元素之間依賴作用關系的非線性、隨機性以及特殊功能不能用部分特性來實現具體化描述等這些特性構成了所謂的復雜系統[1]。
2關于復雜系統計算機分布智能仿真平臺的分析
2.1關于自適應Agent仿真平臺的分析
自適應Agent仿真平臺Swarm是美國研究復雜系統的桑培菲所提出的。這種仿真平臺中有著多種單機中的多數進程或者線程組成的具有不同功能的智能主體Agent，這其中主要包含有人與計算機交互所顯示控制的Agent、在網絡之間實現交互的交互Agent、合理控制時間變化和元素管理以及通信交流的全部或部分Agent，還有就是具備自我適應調節能力的反應Agent。關于具備自我適應調節能力的反應Agent的結構模型，主要是由信息緩沖MB、行為輸出MO、信息接口MI、反應體所構成。這其中MB和MI主要是對周邊的環境進行良好感知，而反應體主要是在獲取感知之后，做出適合的決策。比如，一般金融投資者的證券交易原則，其過程極為簡便：他們如果發現證券價格在逐漸上升時，就會將具有上升趨勢的多數證券出手；而如果他們發現證券價格在迅速下降時，就會把具有下降趨勢的多數證劵買進[2]。
2.2關于智能仿真（DSI）的分析
在經過一段時間的發展之后，分布計算機以及人工智能技術也較為成熟，在這個時候美國桑培菲提出的Swarm自適應仿真平臺就顯得跟不上時代的發展，再加上智能思維和仿真規范的約束，使得其自適應仿真平臺發展相對滯后。在新時期發展下，計算機分布智能仿真平臺的設計能夠更好的發展進步。計算機分布智能仿真平臺中的Agent支撐庫主要是對Agent創建結構的支撐，從而有效統計分析仿真結果；對于復雜系統時間的同步以及信息消息的傳播技術是通過仿真支撐軟件來實現的，面向全局服務化的Agent在整個計算機分布智能仿真平臺中只有一個，而且它的存在是為了給各個Agent提供唯一的全局Agent標識，這樣便于有效的創建和取消Agent，而且能夠對Agent的具置以及具體特征做到準確定位查詢。對于Agent的部分控制是在結點機上存在的，而且每個結點機上都有一個，它主要是負責復雜系統時間的變化、做到元素的有效管理、而且負責權限的變革和結點之間的相互信息交流。
3復雜系統的智能主體和HLA/RTI功能
3.1關于復雜系統的智能主體
創建社會系統以及自然描述的基本模型，從而構造智能化主體是分布人工智能的主要研究目的。這種研究為復雜計算機仿真研究提供了基礎保障。關于分布式人工智能可以從兩個方面來分析，分別是多主體系統和分布問題求解。分布式問題求解系統僅僅是問題的求解，主要把問題作為任務來有效分開完成，這種系統是自上而下的模式。而對于多主體系統而言也是自上而下的模式，實際研究時，需要將自主主體分別定義，而且主體之間的相互作用可能是交流、爭論還有可能是敵對關系。面對上述這種情況，智能主體就自然而然的成為復雜系統計算機仿真研究的主要方向。
3.2關于復雜系統的HLA/RTI功能
復雜系統中HLA框架中最為核心的部分就是RTI，它主要是實現仿真系統應用、特定功能、基礎通信之間的有效分離。仿真過程中的，復雜系統中的智能主體以HLA所規范的方式實現與RTI數據之間的交換，從而確保主體之間的相互交流。關于RTI的綜合管理主要有六個部分功能，分別是主體管理、全局管理、屬性管理、數據分發管理、聲明管理、時間管理。主體管理是實現主體間的有效控制；全局管理主要是實現全局化的服務，主要內容有動態控制、創建、主體變更等；屬性管理是主體屬性權限的控制、變化；數據分發管理則是在網絡上控制流量，而且利用組播技術有效交流；聲明管理是通過聲明智能主體，從而實現交互信息的接收；時間管理是在復雜系統中運用合理的方式使其時間變化。
3.3HLA/RTI協議下的多Agent計算機分布仿真平臺
HLA框架中的RTI服務能夠提供復雜系統仿真環境下的多種特定功能，其中主要包括數據信息傳遞、信息事件處理、時間控制、控制主體，RTI服務能夠為事件處理以及具體狀態變革提供良好的依據，而且便于時間的管理。MAE環境利用HLA/RTI作為支撐，能有效發揮HLA模型和RTI的多種服務，更加利于仿真環境的形成。從Agent方面來看，多Agent仿真平臺中采用HLA/RTI還不能夠使其完善，主要是缺乏Agent之間的交流支持，通過對Agent遠程狀態進行分析才能對其應用，而且Agent也需要特定通信的支持。在Agent的決策中，最為主要的就是Agent之間的交互通信，而HLA/RTI這一框架并不能滿足相關要求。為了能夠有效的解決這一問題，需要添加中間層，這個中間層處于RTI和Agent之間。它所起的作用是將作為HLA仿真元素加入到多Agent之間通信進行封裝解釋，這樣有效增加了Agent之間的通信交流，并且為其提供支持保障。在中間層的封裝消息，Agent之間數據流也會變多，通過RTI路由空間的限制從而控制數據信息分發數量，這樣做到合理約束數據信息，從而保證元素只得到應該獲取的信息。通過上述的分析，了解到HLA/RTI比較適用于多Agent仿真環境，隨著HLA/RTI的不斷擴展壯大，能夠更多的構建多Agent計算機分布仿真平臺。
4結論
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Electromechanical Systems Computer Simulation Teaching Reform
LIU Yu， BIE Hainan， HAO Lina， DAI Li
（School of Mechanical Engineering and Automation， Northeastern University， Shenyang， Liaoning 110819）
Abstract With the development and application of computer technology， electrical and mechanical systems simulation has become a mechatronic complex talent necessary knowledge. In this paper， electrical and mechanical characteristics of the system of computer simulation programs for teachers and students from the two-pronged approach to reform， the establishment of co-teaching class teachers to assist and enhance the interactive curriculum， to stimulate enthusiasm for learning， and create a positive atmosphere in the classroom， to achieve the desired teaching effect.
Key words electromechanical system; computer simulation; teaching reform; Simulink
1 機電系統計算機仿真的課程特點
該課程以高等數學、線性代數等數學知識為基礎，將系統分析的理論性和目的性相結合，從機電系統的建模、控制以及信號的處理等方面進行了介紹，方便學生從數學角度對機電系統有一個全面的認識。但是對機電系統的數學描述是抽象的，學生難以對系統特點有直觀的、深刻的認識，需要對系統進行仿真模擬，而在實際應用中建立物理模型進行仿真是一件費時費力的事情，因此該課程的學習最終還要落實到相應的仿真軟件上。在課程學習的過程中還需要與實例相結合，既要在數學方面對系統有清楚的了解，又要在仿真軟件中對系統運行的過程和結果有一個直觀的認識。對于仿真軟件，美國Mathworks公司開發的MATLAB語言軟件和MDI公司開發的ADAMS軟件是其中的經典。MATLAB具有強大的矩陣運算功能，在MATLAB平臺上開發出來的各種工具箱，和面向結構圖的SIMULINK系統分析環境，在機電系統仿真的控制運算方面提供了有力支撐;而ADAMS可以對機電系統的樣機模型進行靜力學、運動學和動力學仿真，它所建立的模型可以很好地反映實際的物理模型，二者結合可以直接對機電系統的仿真模型添加復雜的控制而不需要使用數學公式建模，而且提高了仿真分析精度。
2 計算機仿真對學生的培養目標
機電系統計算機仿真設計是機械電子工程專業的一門專業技能課，主要是培養學生掌握數學建模，根據系統數學模型建立仿真模型，用計算機仿真控制系統的基本方法，使學生能夠熟練應用仿真技術分析機電系統，為今后從事機電系統的分析、設計打下基礎。要求學生掌握有關的基本理論，初步培養進行系統分析能力，同時注重實踐，掌握MATLAB平臺、SIMULINK、ADAMS等實用建模技術與仿真實驗設計、分析的方法，能夠根據所學對簡單的機電系統進行控制，能夠獨立進行簡單機電系統的設計。
3 教學改革內容
3.1 教師自身的培養
一門課程的講解需要多方面的知識，授課老師不可能面面俱到，必須形成一個教學團隊，由多位老師擔任授課老師，每位老師講解自己擅長的專業領域，以達到合作共贏，相互促進的過程。這種改革方式具有以下幾方面的作用：①有助于教學問題的相互探討。不同老師看待問題的角度是不同的，多位老師共同教學可以從多個角度看待教學問題，大家相互探討有助于發現課程的不足和缺陷。②適應現在高校的發展特點?？蒲信c教學并重的教師可以代課，不耽誤科研任務。③有助于課程的發展，增加新的課程內容。不同的老師授課的側重點不同，比如主講教師把握課程的方向，講解與課程相關的前沿科技;助教老師講解數學建模、理論分析等具體知識;另一位助教老師注重實踐講解仿真軟件的使用等，這樣會減少授課老師的壓力，又能使課程內容豐富、充實，該學科的教學工作得到不斷發展。④學生可以從不同教學風格中獲益。由于老師講解側重點各不相同，有助于學生全方位了解與課程相關的內容，開闊視野、發散思維，提升學生的自主學習能力和創新能力，為學生將來從事相關科研工作打下基礎。
3.2 課程內容的梳理
本課程重要內容有：（1）計算機仿真的基本概念;（2）建模方法――分析法和辨識法。分析方法中最重要的是牛頓三定律方法和拉格朗日法。辨識算法是根據歷史數據進行建模的方法。（3）微分方程的數值解法。微分方程數值解法有歐拉法、改進歐拉法、龍格庫塔法。微分方程數值解是對初值問題進行的，基本思想是離散化和遞推化。在龍格（下轉第182頁）（上接第131頁）庫塔方法中泰勒級數展開和多項式線性組合是工程中非常常用的思想。
3.3 助課老師的作用
隨著國際化的發展，越來越多國外大學的教學方法不斷流入中國。其中美國的凱勒個人化教學體系非常具有參考價值。該教學方法最突出的一點就是引進了助課教師。我們參考該方法也引進了助課教師。在講課過程中，主講教師進行方向的，總體的教學，由助課教師進行細致的教學，并由助課教師負責與學生的日常交流和疑難解答。助課教師多由青年教師擔任，他們具有一定的專業知識水平，而且便于與學生溝通，可以將學生的聽課狀態、疑難點和生活中的各方面與主講教師進行交流討論，進而調整下一步授課方向，對學生普遍有疑問的章節可以進行重復講解以加深學生的理解。但助教老師年輕化會導致授課經驗不足，講課時專業性太強不便于學生的理解。因此助課教師也應該隨堂聽課，不斷向主講教師學習授課經驗，做到把專業的知識用通俗易懂的語言進行講解，提升授課效果。
3.4 學生授課的嘗試
機電系統計算機仿真是一門偏重實踐的課程，而在實際的教學工作中仍以理論教學為主導，缺少實踐教學，學生印象不深刻。其次，機電系統的學習需要機械和電子兩方面的知識，學生水平參差不齊也是難以達到理想授課效果的一個原因。因此我們要嘗試新的教學改革以改善這些狀況。
授課首先就是要激發學生的學習熱情和求知的欲望。機電系統計算機仿真課程知識點繁多，包括機電系統的構成，機電系統的建模，機電系統的控制等多方面內容，各方面內容之間的聯系也不是十分緊密，若不在講解時對知識點進行梳理，勢必會降低學生們的學習熱情。因此在學習前一定要向學生闡明課程為何這樣設置，并用現在已投入實踐應用的例子進行引導，使學生有興趣學、愿意學。
授課過程中注重學生的定位，學生不只是聽課的角色，也可以讓學生參與到教學的過程中，他們樂于參與進來。將課堂時間交給學生能激發學生的責任感，學生為了弄明白所學的內容就會去查閱參考資料、做演示文件等，對于學生整體素質的提高有很大的促進作用。授課班級較多的情況下也可實行按班分組，每兩個班級的課題一致，這樣兩個班級可以相互對照，共同促進補充。
3.5 學生作業的作用
學生作業的作用是為了檢驗學生對于授課知識點的掌握情況。因此除了常規的隨堂作業外應設置大作業，強迫學生參與教學，強調聽課的效果一般，參與的效果更好。學生參與進來可以加深對課程的理解，講解時可以從學生的角度出發，找到授課老師忽略的、學生有不清楚的地方，令其他學生也受益。
3.6 考試形式的改革
評分標準改變以往以考試為主的評分方式，強調參與的重要性，對于參與較好的學生給予鼓勵。要結合大作業，平時參與度和期末考試進行考核，采用老師評價與學生自評相結合，力求客觀公正的對學生的掌握程度進行評價。
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【關鍵詞】計算機仿真技術；生產系統；應用研究
1前言
21世紀是科技的時代，在各個行業領域中都有計算機技術的應用，所謂計算機仿真技術是基于計算機硬件設備與操作系統的一種仿真環境，對不同的物體與信息進行分析與加工，同時仿真技術也能將真實的事物變為虛擬的環境，幫助用戶更好的感受到聽覺、視覺的效果，在仿真環境中用戶可以同計算機進行虛擬的互動，真正實現身臨其境的效果，計算機仿真技術最為重要的一個特點就是構想性，能夠通過仿真技術讓人們更好的理解抽象的東西，并將這些東西以三維立體的形式表現出來。為了更好的適應市場的需求，提高生產系統規劃設計，減少投資風險，就需要讓企業的生產系統高效的、可靠的運行與生產。從目前來看，生產系統設計與管理中還存在很多的問題，由于系統自身具有一定的復雜性在調度的時候也比較困難，因此利用計算機仿真技術是最有效、簡單的方法，本文就對計算機仿真技術在生產系統中的應用進行具體的分析。
2計算機仿真技術在生產系統中的應用
2．1生產系統的計算機仿真技術
生產系統計算機仿真是一種系統建模與實驗分析的方式，它能將生產資源、工藝路線、庫存與管理等信息都結合起來，根據系統的活動過程來代替數學方式進行描述，在理解上也更加容易理解，全面的反映出生產系統的特征與過程，近年來，仿真技術在我國制造業已經得到廣泛應用，主要用于解決以下方面的問題:(1)生產系統的改造與重組。通過生產系統的流程進行仿真的分析，然后將各個部分的關系進行量化。(2)在制造單元分析問題上建立起仿真模型，確保相關資源的配置情況以及系統的合理性，估算出系統生產能力以及設備故障對系統的影響，從這些方面來確定出方案。(3)在生產系統仿真模型建立完成之后，生產管理人員就可以對生產系統的策略進行調整，根據模型可能造成的結果來做出最科學的管理措施。計算機仿真技術在生產系統中的這些功能，讓計算機仿真技術在制造業中獲得更大的發展。在生產系統計算機仿真的分析過程中，包括三個方面的內容:第一是根據調查研究來確定系統需要解決的問題，然后建立起概念模型并對相應的系統規則、變量、元件等進行論證，在此過程中除了設計人員之外，相關企業管理人員也要參與進來進行論證。第二是根據生產系統仿真的問題提供相應的數據，然后對仿真模型進行初始化將這些數據進行輸入，同時輸出最后的仿真結果。第三是對仿真的結果進行分析從而提供更多的決策依據。
2．2生產系統計算機仿真實例
用于生產系統的計算機仿真工具主要有三種類型:第一是計算機算法語言例如C語言、C++、Fortrun等，第二種類型是通用的仿真程序語言，第三種是計算機仿真軟件。計算機算法語言與通用的仿真程序語言都需要設計人員具備很好的編程能力，這兩種工具的運用相對困難一些，計算機仿真軟件就沒有這些缺點，它有著簡單、易掌握的特點，同時所有的數據都可以在一個圖形界面中完成是目前使用最廣泛的應用，在國外很多的企業都開發了這種軟件，例如Automod、Witness等，在進行實際操作的時候要建立起一個系統規劃模型，在這個車間中應該包括兩臺數控車床、一臺清洗機、一套檢測設備，如果加工作業到達車間的時間為20分鐘，那么就應該按照1:1的比例來分配工作量，車間需要有一位技術人員來復雜加工與檢驗入庫的工作，同時為了擴大車間的生產能力提高設備使用率，應該適當的對現有系統進行完善與改造，如果車間需要雇傭3個技術人員，那么加工過程中的搬運時間就為2分鐘，并且加工中的搬運時間就由設備的長度與速度來決定的，每條輸送裝置的長度為50m，速度為40m/min，通過對生產系統的仿真可以看出，利用仿真可以對生產系統進行簡單的描述，這也是為提高生產系統的效率提供依據，這只是一個比較簡單的實例過程，對于比較復雜的生產系統來說只依靠人的能力是遠遠不夠的，要想仔細的對這些因素進行分析與預測就應該采用更加先進的辦法，將計算機仿真技術加以完善對管理人員的幫助也就更加明顯了。
3結語
綜上所述，本文主要對計算機仿真技術在生產系統中的應用進行說明，可以看出，隨著我國制造業進程的不斷深入，計算機仿真技術已經投入使用并得到了廣泛的好評，它能夠解決制造業系統中的復雜問題，還可以應用于自動制造系統的研究，可以說有著很好的發展前景，在計算機不斷普及的今天，相關專業技術人員在該領域做出了很多的討論與嘗試，利用計算機仿真技術對生產系統進行分析也是最經濟、有效的方式，相信未來我國的計算機系統會得到更加廣泛的應用，邁上新的歷史階段。
參考文獻:
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［3］何彥慶．計算機實用技術的油田生產仿真系統的設計［J］．計算機光盤軟件與應用，2012(18)．
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其一，建立事故模型。事故模型的建立分為2種，一種是瓦斯爆炸，另種是涌水。前者是模擬礦井瓦斯爆燃的過程，當初始狀態的溫度和壓力、聲速正常時，瓦斯爆炸的條件以三角形為準。
其二，實行虛擬現實和安全避災仿真技術。采用計算機營造具有真實感受的三維環境模擬礦井生產過程，以及進行礦井安全防災和避災的演示。由于礦井中的安全隱患問題，影響著礦井工作人員的生命安全，因此將安全隱患與虛擬現實技術相結合進行全過程仿真。例如：礦井瓦斯爆炸仿真。在礦井中以隨機的方式產生爆炸，造成人員傷亡、工作機械設備變形等，然后通過安全避災仿真技術，采用三維演示的方式模擬事故發生前的全過程，找到避災的逃生路線。同時建立避災知識的數據庫，將相關法律和處理方式、應急預案，以及逃生技巧等內容進行收集、存儲，并融入到礦井計算機仿真系統軟件中。針對不同的安全事故，給出不同的處置建議，從多方面進行礦井安全模擬。
其三，礦井生產過程的仿真。由于礦井事故的發生多出現在生產的過程中，因此對礦井生產過程的仿真是模擬安全事故發生的根本條件。例如：構建模擬礦井擁有軌道和巷道、運輸車輛，以及安全設備等，同時根據各自的功能進行運作的場景。
礦井安全計算機仿真系統軟件的設計
總體和建模設計在礦井安全計算機仿真系統軟件中，系統主要由三維模型庫和虛擬仿真系統構成。其中，虛擬仿真系統是整個礦井安全計算機仿真系統的中心，分別擁有虛擬的控制平臺和虛擬的場景，以及交互仿真平臺三者構成。虛擬的控制平臺是操作的人機界面；場景是按照實際人員操作的過程，而進行仿真過程；交互仿真平臺則是提供的支撐平臺，并通過動態的3D引擎所完成操作。創建虛擬環境以前必須要對礦井中的環境物件進行三維建模，以實現虛擬可視化和生成靜態虛擬場景。確定計算機仿真系統的邊界是虛擬的仿真子系統，根據用戶的需求以系統的邊界為準，采用UML建模中的用例建模來決定角色。
計算機仿真系統軟件的結構和詳細設計系統軟件的結構設計主要分為4種：MDB，也就是多媒體數據庫，由于它存儲著場景中模型的文字和聲音、數據結構和視頻等，因此它是整個系統數據的來源點，處于核心的地位；通過3D引擎中的引擎內核、圖形和聲音處理模塊，以及交互和游戲邏輯處理模塊來完成場景的繪制和表達；然后，采用用戶界面管理虛擬場景中的輸入信息等；最后，利用DL，也就是三維模型格式轉換將建模中的數據轉換成為系統所定義的數據結構。礦井安全計算機仿真系統軟件包含著漫游子系統和生產子系統、設備展示和礦井安全4個系統部分。其中，漫游子系統和生產子系統，主要是利用虛擬礦工漫游的方式，將礦井中的工作場景以真實效果的形式進行展現。從這個系統中，不僅可以看到設備的實際運行狀況，還能對各工作根據安全要求做出提示預警，實現礦井工作的配合演示與實際的礦井安全操作訓練。同時通過設計生產過程中的排水和煤運系統、動力和通風系統熟悉礦井工作的整個生產流程；設備展示和礦井安全，在設備的展示中主要分為采煤機和液壓支架，以及移動變電站來進行設備的展示，使礦井工作人員更加熟知設備和熟悉生產過程，而礦井安全則是在整個礦井工作的時候，每個部分都有相對應的安全提示或預警，幫助工作人員在遇到緊急危險的時候，明確熟知怎樣正確去完成操作，避免發生安全問題。因此，設置了反風系統和火水災避災系統。
礦井安全計算機仿真系統軟件的實現
由于礦井安全計算機仿真系統針對的是礦井漫游和系統引擎的實現。因此在礦井漫游實現中，通過對礦井工作人員從骨架和肌肉，以及皮膚三方面進行幾何模型的構建，以此，確定了人的基本姿態和虛擬的顯示外觀。根據三維人體的運動和動力學特性，按照人各關節相對的位姿變化，確定三個坐標系：世界和人體基坐標系，以及人體各關節局部坐標系，構建工作人員運動的模型。利用工作面中的鍵盤控制礦井工作人員完成各種運動，例如：前進和后退，左后轉動。這一系統主要是進行安全設置，如果工作人員在操作時違反了安全規程，那么就會自動退出該系統，繼續對安全的操作進行學習。在仿真系統引擎實現中，由于引擎主要是采取的3D游戲引擎，因此它是高層圖形軟件進行開發最為理想的工具。其中，在引擎中有場景對象和地形管理、圖形接口，以及規則管理等。它的函數類主要有：Level，Engine，Piayer。在場景管理類中設置對象：攝像機，對場景的節點進行管理等。在完成這些操作以后，就要對該系統進行測試。采用入井的檢測功能，利用鍵盤上的控制鍵控制井下工作人員進行井下安全生產過程各項移動操作訓練。例如：，，，（控制移動的方向），Z，C（控制視野大小）。井下非安全的區域是不可以進入的，如果操作人員執行了操作，那么將在扣分的同時，自動退出操作，重新進行安全規則內容的學習。只有通過學習以后，才能夠繼續進行下步系統的操作。
結語
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在化工人才的培養當中，利用化工原理進行實踐教學為重要內容之一，其中涉及到了化工生產當中的諸多操作，需要對實驗的設備等進行熟練控制。在教學方法的不斷創新當中，逐漸將實驗現象、原理、過程以及對實驗所得數據的處理等與先進的計算機技術相互結合，利用仿真技術進行處理，良好的彌補了實驗過程中理解的不足。
一、計算機化工原理仿真系統的制作
（一）仿真系統整體結構。
在化工實驗的仿真系統當中，主要分為了準備、數據記錄、數據處理三個階段。其中，主要的實驗準備和實驗數據記錄需要通過Flash軟件的輔助完成，在動畫制作當中有所體現。而實驗當中的數據處理則需要通過計算機2005VisualStudio軟件輔助完成，同時需要利用比較精準的Access數據庫進行數據的交換和存儲[1]。上述三個階段組成了完整的仿真系統，但是每一個階段的正常運作均需要計算機相關技術的配合。
（二）仿真系統的實現。
利用計算機仿真實現化工原理實驗，在動態的數學模型模擬下，能夠進行試驗的指導，對實驗素材進行處理，通過仿真操作以及數據處理，建立完整的實驗模型。此處以離心泵性能的測試為例，對計算機仿真在化工原理實驗當中的實現進行分析。首先，實驗準備。在Flas軟件當中體現開始階段，為了能夠使人機更加完美的配合，需要使用具有針對性的ActionScrip語言。Flas中，設計水泵開啟按鈕，對水泵的開關進行控制。為了使整個實驗具有真實性，在Flas設計當中，按照閥門流量的控制，將其分為由小到大的8個不同等級[2]。其次，利用C語言編程，在實驗當中增加相應的可拖動組件，形成相對的代碼。進行離心泵性能測試仿真實驗時，需要制作實驗模擬課件，利用2005VisualStudio軟件，對各種被開發的元素名稱、屬性等進行設置，在屬性窗口當中顯示相應的內容。同時利用2005VisualStudio軟件工具箱，能夠在課件制作當中添加標準的控件。在窗口以及控件的協助下，結合C語言形成的代碼，在命令窗口中通過輸入命令，得到各個數據值。但是，編程當中會因為種種原因出現一定的誤差，相關人員需要及時發現產生誤差的根源，解決問題，提高實驗的精準率。在此情況下，通過Flas軟件以及C語言編程得出相關數據，工作人員予以記錄，繪制出離心泵性質的曲線圖。
二、仿真系統操作過程與功能
在利用計算機仿真系統進行化工原理實驗中，通過主界面的VisualStudio窗體，以及菜單欄的選擇，能夠簡單、便捷的實驗，同時能夠對仿真系統的使用提供更加完善的空間。例如上文當中所提到的離心泵特性實驗。離心泵在使用當中，開關按鈕必不可少，并且離心泵的開關必須由按鈕而控制，在打開按鈕后方能夠啟動。但是，在離心泵與按鈕同時啟動時，其他素有按鈕均不能夠被啟用。而離心泵啟用完畢，水量達到使用要求，必須先關閉總體的閥門，然后關閉離心泵按鈕。每一按鈕均會帶動數據儀表的運轉，而對數據記錄的按鈕便會將所有數據進行記錄。操作者根據記錄數據進行相應的取舍，形成具有依據性的實驗結果。
結論
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1.競爭全球化視野下創新型人才培養面臨巨大挑戰
長期以來，我國高等教育受前蘇聯模式的影響，以及人才匱乏、教學資源緊缺的現實，存在著偏重理論知識的傳授而忽視學生獨立動手能力、綜合分析問題和解決問題能力的問題，統一培養口徑、重“學”輕“術”、偏重課堂教學、忽視實踐鍛煉等做法，使得我們培養出的人才實踐能力嚴重不足，創新能力嚴重欠缺。當今世界，各主要國家無不把競爭與創新上升到國家戰略高度。美國從2004年推出了創新型人才培養的國家戰略，強調將仿真作為核心技術手段，推動國家技術進步。也是從2004年起，我國政府把自主創新從一般性號召提升到國家戰略高度，也非常重視仿真技術的研究與應用，創立了若干與仿真有關的國家級實驗室與工程技術中心，以響應科技發展需求。以創新型國家戰略目標為衡量標準，就必須關注高校教育的創新問題[1]。
2.CDIO理念成為教育創新的最佳模式
CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，構思—設計—實現—運行）是一個新型的工程教育模式，它由美國麻省理工學院、瑞典查爾姆斯技術學院、瑞典林克平大學、瑞典皇家技術學院等4所工程大學發起，全球23所大學參與，合作開發的一個國際工程教育合作項目。CDIO在當前得到了國際高等工程教育的共識，這種人才培養模式的理念主要體現在以下4個方面：具有國際先進性、具有實踐可操作性、具有全面系統性及具有普遍適應性。
二、基于CDIO理念的仿真新概念的提出
1.仿真的基本定義
1961年，G.W.Morgenthater首次將“仿真”定義為“在實際系統尚不存在的情況下對于系統或活動本質的實現”。這一定義忽略了實際系統存在時仍然需要做仿真的情形，對此，Korn在其1978年出版的著作《連續系統仿真》中，將“仿真”定義修正為“用能代表所研究的系統的模型做實驗”。這一概念從研究角度強調了仿真是一種類型的實驗。Spriet認為模型是仿真的基礎，于1982年將“仿真”定義為“所有支持模型建立與模型分析的活動即為仿真活動”?？紤]到仿真已廣泛應用于產品開發與技能培訓等眾多方面，Oren于1984年建立了仿真的基本概念框架“建模-實驗-分析”，并在此基礎上定義“仿真是一種基于模型的活動”，并從此開創了現代仿真技術。但是，如果將所有基于模型的活動都定義為仿真，而不對“活動”加以界定，則難免忽略了仿真過程的完整性，比如，不能認為“基于模型的評估活動”為仿真，那只是仿真過程中的一個階段。
2.仿真新概念的提出
我國教育工作者引入CDIO以來，取得了諸多成果。本文作者參照CDIO“構思-設計-實現-運行”這一主線，認為仿真首先要“構思”目的、手段、步驟及結果的分析等，然后有針對性地“設計”某項活動，并按照設計要求，為活動的“實現”做好充分準備，并按一定的步驟和方法實施活動，繼而“運行”所實現的模型系統，對獲得的結果進行分析，研究是否達到了仿真目的，如果達到了，則仿真成功，如果沒有達到，則重新進行一個新的CDIO過程?；谏鲜龇治?，本位提出“仿真是一種基于模型的CDIO活動”，該概念將仿真和CDIO緊密結合起來了，既適應于實驗，又適應于技能培訓等其他活動，而且突出了仿真的過程特性，具有鮮明的指導意義，優點明顯。
三、仿真新概念的教學實踐
1.控制系統計算機仿真技術教學面臨的問題
（1）教學內容問題。該課程現行的教學內容主要包括系統的數學模型、連續系統仿真、離散事件系統仿真、仿真工具介紹及仿真的應用等，相關內容與《自動控制原理》、《現代控制理論》、《數值計算》、《數據結構與算法》、《數學建模》、《參數估計與檢測》、《系統辨識》等課程有交叉和重疊。有關“數學模型”及“狀態空間方法”在《自動控制原理》、《現代控制理論》中有詳細講述，“數值積分法”的內容在《數值計算》中有詳細講述，“建模方法”在《數學建?！贰ⅰ秴倒烙嬇c檢測》、《系統辨識》等課程中有詳細講述，仿真工具介紹及仿真的應用等在《Matlab/Simulink程序設計與應用》課程中有大量講授等。當主要教學內容限定為上述內容時，不可避免地出現與其他課程內容交叉和重疊的現象，令教師和學生無法準確界定和掌握仿真課程的核心內容，使得教學效果不佳。
（2）教材選用問題?！犊刂葡到y計算機仿真》課程的教學，曾經采用過的教材達8種之多。對教材進行分析發現，有一類近似于以Matlab為基礎講述自動控制原理，有一類主要講述仿真的算法與實現，不涉及具體工具，還有一類屬于仿真技術綜述的，尚不足以支持仿真課程體系建設，難以滿足實踐需求。
（3）教學方法問題。就教學方法來說，本課程的教學主要還停留在傳統的教學理念與方法上，通常是按照教學大綱規定的內容或者教材內容，結合多媒體進行按部就班的教學。如上所述，由于本課程在教學內容和教材選用方面存在的問題，常規教學方法面臨諸多弊端，難以把握仿真的核心概念，更難以培養實踐能力，嚴重滯后于時展和科技進步的步伐。
2.仿真新概念下的教學改革實踐
有些高校研究了控制系統計算機仿真課程教學改革問題，但依托核心理念的改革尚顯不足，對CDIO實施的關鍵問題，尚不有不同的認識。作者負責的控制系統計算機仿真技術的課程教學和改革中，借鑒同行方法，以先進CDIO理念為指導，采用案列教學方式，著眼于培養仿真專業的創新型人才，進行了教改研究與實踐，簡要介紹如下：
（1）教學大綱的運用與修改。教學工作通常要遵守教學大綱的規定，不能隨意更改，但是對于教學改革項目可以適當放寬?？傮w而言，以遵守教學大綱的指導性原則為主，以遵守具體內容的限制為輔，以掌握核心概念、掌握課程精髓為基本原則，以實踐為基礎，以創新為目標，適當安排基于課題的“研討式”教學內容。增加課外實驗課時，增加任課教師和實驗員，通過第二課堂引導學生從事一個完整的“仿真項目”，以教學團隊的方式完成教學任務，改革教學考核方式。
（2）研討式教學方式。結合學生的興趣點與能力培養目標，課題組設計了若干個研討項目，鍛煉學生設計、構思能力，限于篇幅，本文簡要介紹一項。安全帽佩戴方式問題。安全帽是工程施工人員在工作現場最重要的勞動防護用品，其佩戴方法有標準方法和經驗方法。利用所學的仿真知識，比較兩種方法中是否存在較優的方法，并給出佩戴建議。這一課題誘導學生提出了仿真人的概念，通過不同的高空墜物方式，檢驗仿真人的受傷程度，進而檢驗安全帽的佩戴方式。本項討論在教學上結合采用多媒體教學、實際軟件編程過程展示、課堂研討小型項目、課外實踐大型項目等多種方式，以掌握CDIO核心概念、仿真課程精髓為目標，以是否能在實踐中靈活運用為檢驗標準，面向優秀創新型人才培養，引發了學生們的學習熱情，并取得了若干優秀的成果，并且其影響力已擴展到大學畢業后的一生。
四、討論與總結
