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仿真软件范文1
中图分类号：TU43 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)01-0119-02
Simulation program for experiment of soil mechanics
CHEN Guo-zhou ZHANG Jian-xun
(Civil Engineering department of Fujian University of Technology, Fuzhou, 350108,China)
Abstract: Soil mechanics is the core class of civil engineering. The soil experiment is the important part of the class. Visual Basic program language is used to develop a simulation program for experiment of soil mechanics. The deformation and progressive failure of the soil specimen can be shown by the simulation program. The simulation program supposes the explanation for the soil experiment procedure and the principles of soil mechanics. Several soil constitutional laws are considered by combining the finite element program of geotechnical engineering.
Key words: Computer technology;simulation program; experiment of soil mechanics
土力学课程是土木工程、桥隧工程等专业所必修的专业基础课程，主要研究土的物理性质及其在外部荷载作用下的力学行为，是一门实践性很强的课程[1]。将计算机仿真技术应用到土力学实验中，可以将土力学实验的过程和结果形象逼真地展示给学生。使用可视化技术和多媒体技术，可以把文字、图片、视频整合到一起，可以将土体试样受力与变形过程展现出来，直到试样破坏。张百红[2]利用Matlab软件的热分析功能模块进行土力学的非饱和土渗流计算，结果表明使用Matlab软件对平面渗流场的求解,具有简单易学的特点,可以用来计算较复杂的例题。王常明[3]用Borland C++ Builder可视化开发环境开发了土力学实验模拟程序，用3DMax软件和Authorware多媒体程序编著演示部分。肖昭然[4]用Author ware平台开发土力学三轴实验课件的方法，并介绍了课件的结构流程、设计理念以及理论基础，在此平台上，学生能够完成对三轴实验的计算机模拟操作。这些仿真软件的应用，不仅能方便学生在实验前进行模拟操作训练，而且能够调动学生的学习积极性，使学生更深刻地掌握土力学课程的基本原理。本文使用VB程序研制了土力学实验仿真软件，介绍了该仿真软件的功能特点。
1、软件的开发程序语言
计算机仿真实验是通过相应的模拟程序在计算机上来完成实验过程的。我们选用的开发程序为VB（Visual Basic的简称），这是Microsoft公司推出的一种可视化应用程序开发工具。VB采用可视化的开发图形用户界面的方法，使用者一般不需要编写大量程序源代码去描述界面的外观和位置，而只要把需要的控件拖放到程序屏幕上的相应位置即可，使用者只要掌握常用控件的用法就可以建立实用的应用程序。程序运行通过后，可以形成可执行文件，点击该文件就可以进入仿真软件的用户界面。完成后的土力学实验仿真程序界面如图1所示。
2、仿真软件的功能
2.1 实验步骤及相关理论的查找功能
为使学生易于理解和使用，在仿真软件中介绍实验中试样的制作、施加荷载、观测的技术要领和详细过程。仿真软件中提供查找功能，学生可以在软件中方便的查阅与本实验相关的理论及相关的国家技术规范。比如在进行“直剪实验”时，可以在该软件上点击“步骤查询”这个按钮，这样就可以看到该实验步骤分为五步，分别为“(1)环刀切取试样；(2)试样放入盒中；(3)调整量力环百分表读数为零；(4)施加压力及水平力；(5)卸载取出损坏试样”。如果学生对某个步骤还要进一步了解，可以再点击所选的步骤，可以得到更加详细的解释。比如点击“试样放入盒中”，就可以看到详细描述如下“对准直剪仪上、下盒，插入固定销，使上、下盒固定，在试样上、下面各放一张不透水的塑料薄膜，将带土样的环刀平口向下，对准剪切盒口，用一透水石将试样徐徐推入盒内，移去环刀，最后装上加压盖板和钢珠。”
2.2 实现土力学实验过程的可视化
土力学实验的目的在于如何准确测定土体的各种物理及力学参数，如压缩性指标、抗剪强度指标等。因此，在研制土力学实验仿真系统时，遵循土力学实验的课堂教学规律，努力通过仿真软件模拟过程来揭示土的力学行为，尽力使软件界面形象生动，并且便于使用者操作。以“直剪实验”为例，通过对土体试样施加水平力，使试样在直剪仪上下盒的交界处错开破坏。破坏前和破坏后的试样示意图如图2和图3所示。
2.3 仿真系统中引入土体本构模型
由于土是一种松散介质，具有三相（固相、液相和气相）组成，其力学性质远远比金属固体材料复杂,所以土的本构模型也更加复杂。在实验仿真软件中，引入几种较为经典的土体本构模型进行计算机模拟，可以让学生更深入体会土体的复杂性及其本构模型对实验结果的影响。我们利用岩土工程有限元软件MIDAS/GTS，对土力学实验进行模拟，可以得到土移及应力分布图，计算结果可以导入我们的仿真系统中。这样可以利用已有的商业软件中的多种土体本构模型,比如莫尔库伦模型、邓肯－张模型等。直剪试验中，土体试样破坏时的应力图如图4所示。
2.4 对实验结果的曲线实时显示
本仿真软件操作尽量采用鼠标点击或者文件导入的形式来输入数据，可以减少数据的手工逐项输入，从而减少人与计算机交互过程中的失误，也提高了数据输入效率。在模拟过程中可以随时显示实验结果的实时曲线，如荷载与位移的关系曲线，与实际实验过程相一致。学生可以利用仿真软件模拟的结果数据进行处理，绘制各种变化曲线，获得所需的各种力学参数。
3、仿真软件在教学中的应用
从上述的功能描述可以看出，本实验仿真系统具有以下特点：(1)操作简单，便于使用，多数情况下只需点击按钮；(2)可视性较强，可以看到土力学实验的全过程，并以直观形象的图形表现出来；(3)仿真程序遵循土力学实验原理，较真实地反映土体试样的力学行为；(4)对试件进行实验加荷后立即可以得到变形结果；(5)交互性较强，操作者可以输入土体试样大小、荷载大小、加载速率等各种信息，可以获得实验结果数据及变化曲线。
本实验仿真系统被应用到土力学教学中，主要在两种情况下：一是在课堂里讲解实验原理时，将土体试样受力与变形过程展现出来，使学生更深刻地理解土力学的基本原理。二是在实验前让学生进行计算机操作，能够调动学生的学习积极性，使学生更深入地掌握土力学实验的基本步骤。
4、结语
仿真实验软件是通过操作计算机程序来模拟完成实验过程，不受实验室场地、实验设备、实验材料的限制，是培养学生综合创新能力的一种新手段。仿真实验为学生提供了一种虚拟实验环境，在这种环境下学生可以反复进行操作,并且快速获得实验结果，其方便性是实际实验所不可比拟的。仿真实验作为一种全新的教学手段，有助于激发学生学习专业知识的兴趣，在实验经费和实验设备受到限制的条件下，开展计算机仿真教学具有应用推广前景。但如何结合各自的专业特点，开发适合本专业学生使用的仿真软件，还有很多相关的问题需要深入探讨。
参考文献
[1]李广信,吕禾,张建红.土力学课程中的实践教学.实验技术与管理,2006,23(12):13-15.
[2]张百红.二维渗流场的MATLAB仿真在土力学教学改革中的应用.高等建筑教育,2006,15(4):97-99.
[3]王常明,王清,范建华,齐放.计算机仿真在土力学实验教学中的应用.高等建筑教育,2005,14(4):96-98.
[4]肖昭然,张昭,王凯.土力学三轴实验的计算机仿真.计算机辅助设计与图形学学报,2004,16(3):375-377.
作者简介
陈国周，博士，讲师，教研室主任，从事岩土工程科研与教学工作。张建勋，博士，教授，副校长。
基金项目
仿真软件范文2
[关键词]仿真软件；教学实践；应用
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-0122-01
科学技术的迅速发展使得仿真软件的应用越来越广泛，在教学过程中仿真软件的作用更加重要。对电气工程专业的学生来说，在课堂上所学到的知识普遍非常抽象，比如虽然教师画出了相关电路图，分析了其工作原理，并且根据工作原理进行了公式推导，但是学生缺乏直观印象，从而造成学生难于理解，教学效果往往有限。为了解决这方面的难题，在教学过程中采用仿真软件得到了重视，仿真软件使得电路工作原理具体化，及时检验理论学习，从而提高了教学效果。
一.仿真软件简介
虽然在教学过程中所用到的仿真软件种类很多，但它们都有一些共同特点，正是由于这些特点使得它们在教学中得到了广泛应用。
首先仿真软件很方便。由于仿真软件都是经过业内技术工作者经过很多检验才使用，所以它们的输出结果大部分都正确。这样使得学生离开实物也可以得到具体的波形。对于空间和时间有限的教学过程来说，这个特点非常重要。电子实验需要学生掌握各种电子元器件的使用方法，需要学生正确地进行连接，需要学生准确的测量，这些都对教学提出了空间和时间的限制。学生进行实验需要很多仪器设备，场地和时间的保障。而仿真软件的要求则很少，当学生在电脑上正确安装仿真软件后显示软件界面时，他们就可以进行仿真实验了。这对于缺少焊接经验的学生来说激发了他们进行主动学习。
其次仿真软件非常灵活。在实验中很多情况下需要改变元器件数值，改变接线，改变测量值，在传统的实物实验中这个过程耗费时间，而仿真软件则只需更改模型的数值或者接线从而灵活地处理上述问题，这样就能够有效地促进教学。
再次仿真软件很直观。对于大型的电子线路来说，它们分布的空间可能很大，学生很难对它们有一个直观认识，有的输电线路长达几百公里，学生要直观认识它们有难度。而仿真软件则提供了便利的条件。
二. 教学过程中使用仿真软件的场合和特点
在教学过程中使用仿真软件的场合可分为演示性和讲解性场合。在讲解原理时给学生把原理讲清楚，再用几个仿真例子说明这个原理，这种演示性场合在教学中非常常见。另一方面有时一个或者几个学时都在讲某个具体的电路，而把这个电路当成一个整体采用仿真软件进行讲解，这种场合更多出现在把基本原理讲了之后讲解真个系统的作用情况下。对于演示性和讲解性场合分别有不同的教学要求。
演示性场合的目的在于向学生演示讲授过的原理，这些原理是从很多应用实例中提取出来的抽象概念。由于这些原理大部分都抽象所以需要用实例来具体化，而仿真软件的特点有利于这种具体化过程。仿真软件的方便使用使得教师无需搭建电路，仿真软件的灵活使得教师无需更换实物就可以再次进行实验。仿真软件加速了学生把抽象概念进行具体化的过程。为了使学生深刻理解原理，教师一般都使用多个例子进行说明，当更换实例的时候，只需更换模型就能给学生演示，这种在短时间内通过不同电路输出波形说明同一个原理的教学加深了学生对原理的印象，提高了教学效果。在有的时候，教师还可更换不同种类的仿真软件，来对同一个实例进行仿真，比如对同一个运放电路，分别采用Saber，OrCAD等软件进行仿真，只要过程正确，那么得到的波形就几乎一致，这也向学生演示了即使采用不同的仿真软件，也可得到相同的结果，从而使学生认识到，原因在于虽然仿真软件不同，但是电路运行的原理都一致。这样也就加深了学生对原理的理解。
讲解性场合常见于对一个设备系统的教学，此时一般很少涉及新的原理，而更多的是把已经讲解过的多个电路和原理综合起来分析一个系统。这就对教师提出了更高要求，教师必须把各个单元和他们的运行原理分别讲清楚，还要把他们之间的联系讲清楚，一个系统运行时，有哪些单元起决定性作用，他们的运行原理在系统运行中是否也起决定性作用，而在分析整个系统的时候，哪些单元的运行原理可以只从侧面理解，这些都需要教师进行教学任务分解时有效进行思考。
三. 仿真软件教学中的难点
在使用仿真软件时学生比较难掌握的有几点：正确模型的使用，初始值的确定，算法的选择，步长的确定。教师一定要把这几个方面给学生讲解清楚，而且让学生多练习才能让他们掌握具体方法。
正确使用模型的难点在于学生往往对模型里面的参数无法准确进行设置，因此教师应当把这些参数讲透彻，这样学生才能理解。由于正确设定初始值能加快仿真过程，所以教师应当让学生知道初始值的设置方法，在电路中经常设置的初始值有电容电压和电感电流等初始值，如果这些值设置不当，仿真过程就要经历很长的暂态。算法的选择在仿真中很重要，由于要根据电路来选择算法，所以要让学生知道自己的模型是连续模型还是离散模型，从而正确选择模型的算法。确定步长时要结合电脑的配置和对输出精度的要求共同确定。
四. 结论
在教学过程中有效使用仿真软件能让学生对原理有直观理解，加深学生的原理的认识。教师采用仿真软件方便了教学，提高了教学效果。仿真软件虽然有很多优点，但对于工科学生来说，这种方法只是对理解原理有益处，更多的实践经验还要在实际电路分析和运行中掌握。
仿真软件范文3
1大型差异结构下的软件故障检测原理
软件故障检测技术是通过软件不同部分提取的异常信号特征，在根据软件故障的特征类别，进行定位的方法。其原理如下:将全部软件运行数据分为N个组别，针对其中的任意一组数据进行聚类中心的计算，从而获取一组规则，根据该规则能够实现软件故障检测。设置软件故障检测的聚类中心能够用Dl进行描述，对应的故障类型能够用d1进行描述，则能够得到下述模糊聚类规则:在上述公式中，yjk能够用来描述软件运行过程中第k个状态特征，Blk能够用来描述第L个模糊规则的第k个运行状态特征的隶属度。利用下述公式能够描述上述软件运行状态特征隶属度函数:在上述公式中，dlk能够用来描述聚类中心Dl的第l个元素，!lk能够用来描述上述聚类中心对应的扩展度。针对聚类中心进行差值运算，能够得到其余的聚类中心，从而获取模糊聚类的规则。根据模糊聚类规则库，能够得到该聚类模型的输出结果如下所述:根据上面阐述的方法，能够得到一系列软件运行状态特征的模糊聚类规则，对聚类模型进行优化处理，能够得到软件故障分类模型。在模糊聚类故障检测模型中，设置输入的数据是Yj，软件故障的类别能够用d1进行描述，则模糊聚类模型的输出结果是1，否则，该模型的输出结果是0。软件故障类型的检测误差分为两个不同的部分，其中，第一部分能够用下述公式进行描述。在上述公式中，全部软件运行状态特征的数目能够用pd进行描述。根据上面阐述的方法，能够建立软件故障检测的模糊聚类模型如下所述:根据上面阐述的方法，能够建立软件故障检测的模糊聚类模型。但是，如果软件结构呈现差异化趋势越发明显，软件集成性使得其整体结构的关联性呈现淡化。结构接口之间无明显衔接特征，将造成缺少明确的接口衔接特征进行定位区域指示，导致软件故障定位不准。
2基于差异结构融合算法的软件故障检测方法
利用模糊聚类算法进行软件故障检测，如果软件结构呈现差异化趋势越发明显，软件集成性使得其整体结构的关联性呈现淡化，由于缺少明确的接口衔接特征进行定位区域指示，造成软件故障定位不准。为此，提出了一种基于差异结构融合算法的软件故障检测方法。
2．1软件故障检测信号融合处理利用信号融合技术，对软件故障检测信号进行有效的融合处理，从而为软件故障检测提供基础。其详细内容如下所述:利用窗口函数，能够对软件故障检测信号进行提取，提取公式如下所述:设置软件故障检测信号的初始值可以用C和D表示，利用下述公式能够对上述软件故障信号进行初步的融合处理:在上述公式中，JB(j，k)能够用来描述第一个软件故障信号的能量参数，JC(j，k)能够用来描述第二个软件故障信号的能量参数，对应的比率分别是ξB和ξC，而且需要符合条件ξB+ξC=1。KC(k，l)表示软件故障信号的低频系数，KD(k，l)是对应的高频系数。根据软件故障信号和对应的比率之间的关系，能够得到下述结果:根据上述方法，可以将软件故障信号按照对应的比率进行有效的融合处理，从而为软件故障检测提供可靠的数据基础。
2．2实现软件故障检测根据分布式协同检测方法，可以对软件故障进行有效的检测。其详细内容如下所述:在软件故障检测过程中，设置软件故障信号可以用Bk(m)(k=1，2，3)表示，则需要对上述特征进行有效的特征提取，特征提取规则能够用下述公式进行描述:根据上面阐述的方法，能够利用信号融合技术，对软件故障检测信号进行有效的融合处理，从而为软件故障检测提供基础。利用分布式协同检测方法，对软件故障特征进行有效的检测，从而完成软件故障检测。
3实验结果分析
为了验证本文提出的基于差异结构融合算法的软件故障检测方法的有效性，需要进行一次实验。在实验的过程中，需要利用VB++语言进行实验编程。在实验的过程中，需要将三种不同功能的软件构成一个新的软件，则该软件具有较强的差异化结构。在软件故障检测实验过程中，实验数据如下所述:1)软件故障检测信号的数量:1000个;2)软件故障检测过程中的白色噪声信号数目:1000个;3)系统噪声:＜5微伏;在实验过程中采集的故障信号图谱能够用图2进行描述。利用传统算法进行差异化结构下的软件故障检测，检测结果能够用表1进行描述。利用本文算法进行差异化结构下的软件故障检测，检测结果能够用表2进行描述。对上述两个表中的数据进行对比分析可以得知，利用本文算法进行软件故障检测，在软件差异化结构相似的情况下，利用本文算法进行故障检测的准确性远远高于传统算法，能够为软件的正常运行提供保障。利用不同方法进行软件故障检测，获取的检测准确率能够用图3表示。根据上图可以得知，利用本文算法进行软件故障检测，在软件的差异化结构相似的情况下，利用本文算法检测的准确性高于传统算法。通过上述实验能够得知，在软件差异化结构比较明显的情况下，利用本文算法进行软件故障检测，能够极大的提高检测的准确性，从而保证软件的安全运行。因此，能够将本文提出的基于差异结构融合算法的软件故障检测方法广泛应用在软件故障检测领域中。
4结束语
仿真软件范文4
【关键词】数控仿真软件，教学，应用
一、引言
随着现代科学技术的发展，企业数控机床利用率的大幅度提高，数控设备在生产加工的各个领域得到了越来越广泛的应用。因此，培养一大批数控技术高级应用型人才，是我国振兴机械工业的关键。由于数控机床价格昂贵，学校如果要建立机床类型齐、系统全的实训基地，多则达百万甚至千万。所以探索一种新的数控实训教学方法早已是数控专业教师研究的课题。把数控加工仿真软件与实际机床操作有机结合起来，是解决这一难题的有效途径。
二、传统数控实训存在的问题
（1）设备不足，工位短缺，系统单一。数控机床实训与其他专业实训相比具有特殊性，数控机床价格昂贵。一台经济型数控车床售价在12万左右，很多学校一台机床实训人数在10人以上，大部分同学只能在机床旁边看，没有充足的时间来动手，实训效果差，且机床系统单一。
（2）学生及机床的安全难以保证。数控机床是一种昂贵的机电一体化的新型设备，在实训过程中，初学者往往会因为操作失误或者程序编制出现错误，而导致崩刀、撞刀、工件报废、损伤机床，甚至对学生人身造成伤害，机床的精度严重受到影响。
（3）教学成本高。一节实训课下来，实习材料费、机床保养费、设备维护费、刀量具费用、机床磨损等一系列费用，相对传统理论课是一笔相当大的费用。
（4）缺乏动手能力强的教师。高校教师具有非常丰富的理论教学经验，但他们对机床的性能、切削参数的设置、磨刀等现场加工的经验就显的有点不足。为保证实习的安全，两个实习工位必须安排一位教师，这就需要大量的实习指导教师。
三、数控加工仿真软件在数控实习教学中的具体应用
数控加工仿真软件是为学校实训教学的需求而开发的一种机床控制虚拟仿真系统，应用计算机虚拟技术对数控机床整个操作加工过程用三维或者二维图形的方式演示出来。与实际机床的真实情况完全一样。
鉴于数控仿真软件在数控实训教学中有着积极的作用，鹰潭职业技术学院2011年新建数控仿真实验室，购置40个节点的数控宇龙仿真软件，该软件经过一个学期的使用，实践证明，合理使用仿真软件进行教学是非常经济有效的。作用表现在以下几个方面。
1、增加实习操作工位，弥补机床不足、系统单一。以鹰潭职业技术学院为例，学校2008年始建数控实训基地，基地加工型设备有：11台数控车床，9台数控铣床，1台加工中心，当时花费近400万元，三年制高职数控技术与应用专业每届有3个班，共180余人，加上机电、模具专业也要参加数控实训，共10个班，近550人。实习工位严重不足，实习时间难以保证，严重影响实训教学效果。2011年数控仿真实训室建立后，每个学生能操作一台电脑，可以有充足的时间来进行模拟操作、熟悉机床、加工零件，一套仿真软件有FANUC、西门子、华中、广州数控等多种系统，学生又能在掌握一种系统的前提下熟悉其他系统。
2、操作安全。数控加工仿真系统采用虚拟技术，学生在计算机上模拟操作机床，出现编程错误、操作失误，也不会损坏工具、机床，更不会危害到同学们的人身安全，学生可以大胆尝试，吸取大量的经验和教训，减少实习初期的畏惧心理。依据软件出现的报警提示，改正错误，从而提高实训效率。
3、节约教学成本。节约了实训过程中的材料费、机床保养费、设备维护费、刀量具费用等。数控仿真中，虚拟毛坯、虚拟刀具、虚拟机床、虚拟加工、虚拟切削等等，极大地降低了实训的消耗，节约了实习成本。
4、弥补师资不足。在机床上实训，一位教师仅能照看到2-3台机床上的学生，照顾一台机床的时候，还要担心其他机床的安全问题。而且现场讲课噪声大，同样的问题需要重复讲，效率不高，而在仿真实验室，仅需要一名教师就可以指导40余名学生进行仿真学习，且不用担心出现安全问题。
因此，在数控教学中，仿真软件的应用充分发挥其优势，科学、有效的探索出一种新型的数控实训模式，是非常有必要的。
参考文献：
[1]阳涛，数控仿真软件在教学中的应用 现代制造技术与设备2011第2期
[2]吴明明，数控仿真软件在教学中的点点思考 现代企业教育 2009，（2）：80―81
仿真软件范文5
关键词：UG软件 运动仿真 四连杆 模型
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）11-0000-00
1 UG软件及运动仿真模块简介
1.1 UG软件
unigaphics（UG）是有美国的UGS公司开发的具备CAD/CAM/CAE功能的软件，并且使用该软件进行产品设计软件的大型CAD软件，可以更直观准确地说明零、组件之间的形状和装配组件，可以完全的实现产品设计以及土工艺制造的规范化，并能与产品设计，开发的模具设计，模具和其他土工艺同时操作，从而大幅缩短产品的开发周期。能够对产品装配直观准备UG具有灵活的复合建模模块。复合建模包括几种建模方法：实体建模，曲面建模（固体）（surfaoe），线（线框模型）和基于特征的参数化建模。产品零件的实体模型可以采用UG复合建模模块可以更直观和快捷。
1.2 UG的运动仿真模块
UG的运动仿真模块是对机构的运动轨迹进行跟踪，从而分析机构速度、加速度、位移、作用力及反作用力等。
运动仿真作为UG/CAE（计算机辅助工程的主要部分）模块的组成部分，它可进行复杂的运动学分析，列如二维或者三维立体的动力学分析和模拟仿真。通过UG的建模功能，建立一个可视的三维立体模型，并通过UG的功能的模拟三维立体模型的各个部件的运动学特征，然后通过每个部分之间建立连接关系从而建立一个立体模型。UG /运动功能可以进行大量的模拟模型建立进行数据采集从而进行更合理的装配分析，运动分析，通过对三维立体模型分析模块的位移、坐标、加速度、速度、以及力学原理的分析，从而充分的验证机构设计的合理性建议。可以利用运动学数据和动力学原理对图形输出的各个部分之间的装配进行对比优化。
2 四连杆机构运动模型的仿真和分析
2.1计算机建立运动仿真模型
仿真就是使用虚拟的模型来代替现实系统运行进行运动测试和研究。从而实现运动数据的采集和分析，我们必须要建立一个能代表现实的机械模型的计算机虚拟模型。UG建模为组装模块提供了一个十分强大的建模和组装功能。在UG中建立一个四连杆的机械结构，但是不要进行组装，在运动副进行连杆连接之后，在运动仿真模拟的时候UG模块可以根据连接情况的不同进行自动组装。
2.2设定运动驱动
运动驱动的设置是一个重要的环节他是控制运动副的重要数据也是运动副的重要参数，其中运动驱动共有5种类型：（1）关节运动驱动，设置某一运动副以特定的步长（旋转或线性位移）和特定的步数运动，（2）简谐运动驱动，产生一个光滑的向前或向后的正弦运动；（3）恒定驱动，设置某一运动副为等常运动（旋转或线性位移）；（4）运动函数，运动副按照给定的数学函数进行运动；（5）无驱动。四连杆机械结构中设定旋转副J002为恒定驱动，并设定驱动运动参数，使连杆L002以36°/s的速度匀速转动。
2.3模拟模型的分析以及后处理
UG仿真模型和运动学分析的核心软件是由MDI公司研发的一款软件“ADAMS解算器”进行解算。在我们使用“ADAMS解算器”进行运动仿真和分析的时候，需要输入的参数有二个一个是时间一个是步数，然后启动“ADAMS解算器”来完成仿真数据分析。它的工作过程如下：首先根据运动来分析事先拟定的信息，并生成内部的ADAMS数据文件再从内部直接传送到ADAMS解算器；“ADAMS解算器”接收到内部数据文件进行整合分析并生成内部的ADAMS输出数据文件，把这些数据传送到运动分析仿真模块中；运动分析仿真模块再提供一个Photo Animation的功能把数据输出使其生成照片以及动画或者MPEG电影文件的形式，并提供相应的电子表格（Spreadsheet）和图表（Graphing）等功能将运动仿真分析的数据以表格或图形进行表示。图表是唯一一种能够提供在运动模拟中能提取运动副或者运动机械构件上任意一点的（通过标记Markers来确定）的位移、速度、加速度等运动参数的方法。
2.4死点位置
在机械构件的运动过程中，传动角为零（或压力角度为90度），因为PT =0，无论受到的压力有多大，都不能带动驱动部分进行运动。这种“顶死”现象叫机构死点位置。死点出现在两种类型的机构：（1）曲柄摇杆机构，滑块曲柄机构和曲柄导杆机构中，组件的往复运动是活动的，则曲柄连杆共线位置将会有死点出现。（2）平行四边形机构，当驱动曲轴和机架形成平行共线结构时，连接杆是和输出曲柄重合的，从动曲柄上传动态角等于零时，将有可能朝两个方向进行转动，也被称为死点位置转动。
2.5后处理
UG模块可以将运动数据以图标的形式输出，它可以通过标记Markes来提取机械构件上的任意一点的位移、速度、加速度等运动参数。
3结语
使用UG模块建立模型，我们可以更直观的进行机构之间的运动特性观察。从而获得更直观的精准数据把复杂的问题简单化从而轻松的解决运动学的问题。上面使用的平面四杆机构建模和运动建模，以及后处理方法和运动分析，完全可应用于平面四杆机构的设计。例如，自动卸料机构（曲柄摇杆机构）、车门开关机构（偏置曲柄滑块机构）、飞机起落架机构（双杆机构），可用于平面四杆机构的建模与运动分析方法，输出机构的位移、速度、加速度等变化规律曲线，以优化设计机构的尺寸关系。
参考文献
[1]沈庆云，沈自林.基于UG的四连杆机构的运动分析仿真[J].轻工机械，2006，24：74-75.
仿真软件范文6
关键词：Programmable Logic Controller；S7-200仿真软件；教学；应用；效果
Programmable Logic Controller自诞生之后因其使用灵活方便、可靠性高、功能强等优点快速成为工业及相关领域中最重要、应用最多的工业控制装置，并已跃居工业生产自动化三大支柱（即Programmable Logic Controller、机器人和CAD/CAM）的首位。对于广大学生来说，它已不仅仅是一门课程，而是一项实用性较强的技术，掌握了这门技术，毕业后可直接应用于工作实践。如何让学生理解、掌握并能熟练应用这门技术，笔者发现在教学中应用仿真软件辅助教学效果极好。本文介绍Siemens S7-200仿真软件在教学中的应用。
一、Siemens S7-200仿真软件
S7-200仿真V4.0汉化v2是一款免安装仿真软件，解压缩后双击“S7-200汉化版”即可。
仿真前先用STEP7-MicroWIN编写程序，编写完成后在菜单栏“文件”里点击“导出”，弹出一个“导出程序块”的对话框，选择存储路径，填写文件名，保存类型的扩展名为awl，之后点保存。
打开仿真软件，输入密码“6596”；双击Programmable Logic Controller面板选择CPU型号，点击菜单栏的“程序”，点“装载程序”，在弹出的对话框中选择要装载的程序部分和STEP 7-MicroWIN的版本号，一般情况下选“全部”就行了，之后“确定”，找到awl文件的路径“打开”导出的程序，在弹出的对话框点击“确定”；再点那个绿色的三角运行按钮让Programmable Logic Controller进入运行状态，点击下面那一排输入的小开关给Programmable Logic Controller输入信号就可以进行仿真了。
该软件可以模拟S7-200系列的真实硬件图，通过输入点的通断模拟输出量变化，具有很好的直观性，并且支持扩展模块，同时可以监控Programmable Logic Controller相关的内部变量。
二、S7-200仿真软件在教学中的应用
传统的一本书、一支粉笔、一张嘴的教学手段不利于学生对Programmable Logic Controller知识的快速理解和掌握。引入仿真软件后，无论是教师的教还是学生的学都轻松很多，收到事半功倍的效果。S7-200仿真软件在教学中的典型应用体现在以下几个方面：
1.基本指令的讲解
Programmable Logic Controller的程序由一条条指令组成，所以Programmable Logic Controller入门的第一步就是要理解Programmable Logic Controller指令的功能。如果只凭老师静态地讲解，绝大部分的学生觉得单调、生涩，理解不了，从而失去进一步学习的兴趣；即使个别学生当堂理解了，也印象不深刻会很快忘记。而用仿真软件动态呈现，老师讲起来、学生学起来都会生动很多，省时省力且过目不忘。举例如下：
示例1：置位/复位指令
改变“N”的值（可以是1、2、3、……、255，不能超过255），通过仿真软件观察仿真结果，从而快速并深刻理解置位/复位指令（S/R）。
③使能端信号I0.0每接通一次 ④使能端信号I0.0
减计数器当前值减1 接通4次时
图5 图4所示程序的仿真界面截图
结论：传统的波形图方法令学生费解，而借助仿真软件则形象生动易掌握。
2.实验实训程序调试
因为Programmable Logic Controller是门实践性很强的课程，所以大量的实验实训是必须的。Programmable Logic Controller课程的实验验证性实验、设计性实验居多。实验实训装置一般比较昂贵，为了避免不必要的损耗和缩短设计周期，先利用仿真软件反复地查找程序漏洞、反复修改、优化程序，直至仿真结果达到预期的任务目标很有必要。
3.学生课后作业的完成和自学
所谓“勤能补拙”，要想熟练掌握Programmable Logic Controller技术，除了跟着老师学，最重要的还得学生自己勤学多练。可随时进实验室去验证程序是不现实的，而现在许多学生都有笔记本电脑，Programmable Logic Controller编程软件、仿真软件又易于安装和使用，对广大学者可谓是无言的老师。
4.一体化教学更是离不开仿真软件
一体化教学提倡学生为主，教师为辅。有了仿真软件，学生不再过分依赖教师，教师主要起点拨、答疑的作用。当遇到不熟悉的指令，学生可以通过仿真软件深刻理解指令功能；针对具体任务，学生完全可以按照自己的思路进行编程，然后验证和修改，总结经验。
三、S7-200仿真软件应用在Programmable Logic Controller教学中取得的效果
将S7-200仿真软件应用在Programmable Logic Controller教学中，教师感觉教学工作轻松了很多，但最大的受益者还是学生。
1.学生的畏难意识减弱了，学习兴趣增强了
学生厌学的很大一部分原因是因为听不懂学不会。而S7-200仿真软件可以直观生动地显示执行程序结果，学生可以借助该软件理解难点，练习编程，总结经验，这一切都使得学生很有成就感，从而激发了学生的学习兴趣，调动了学生学习的积极性和主动参与意识。比如，学生的到课率、抬头率提高了。
2.学生的创新意识得到了培养
因为仿真软件不需要真实的硬件支撑，程序改变后可以通过仿真软件预知控制结果，这样学生就可以大胆地想，大胆地验证自己的思路，从而创新意识慢慢得到了培养。比如，课后作业、实验程序的雷同率降低了。
3.学生独立分析问题、解决问题的能力得到了锻炼
有了仿真软件的协助，学生不再需要过分依赖教师对控制程序正确与否的判断。面对控制任务学生可以尝试自己分析、自己编程、自己调试纠错。在这个过程中，学生独立分析问题、解决问题的能力得到了很好的锻炼与提高。
将S7-200仿真软件应用到Programmable Logic Controller的课程教学中，缓解了教师的教与学生的学之间的矛盾，使得学生可以快而好地掌握Programmable Logic Controller技术。
参考文献：
[1]刘宇.提高Programmable Logic Controller教学效果之方法的探索[J].大庆高等专科学校学报，2004（24）.
[2]孙移.Siemens200仿真软件在Programmable Logic Controller控制系统设计中的应用[J].宁波职业技术学院学报，2008（5）.
