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仿真技术及其应用范文1
关键词：Proteus；仿真；光电传感器；教学
作者简介：刘丹（1976-），男，湖南长沙人，湖南商务职业技术学院电信系，讲师。（湖南 长沙 410205）
基金项目：本文系高等职业学校专业骨干教师国家级培训项目电气自动化技术企业顶岗培训（项目编号：18122302）的研究成果。
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）30-0130-02
光电传感器是传感器与检测技术的一项重要内容，广泛应用于各种光控电路。光电传感器能够将光信号转换为电信号，利用一些特定材料的光电效应来实现对光信号的检测。由于是对光信号的检测，光电传感器在教学中搭建实物试验比较困难，内容显得较为抽象，有一定的教学难度，学生学习也有难度。笔者经过教学实践，利用计算机仿真技术，通过Proteus软件，搭建光电传感器虚拟实验，取得了较好的教学效果。
一、Proteus仿真教学简介
Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。使用Proteus 软件进行传感器及其检测电路设计是虚拟仿真技术和计算机多媒体技术相结合的综合运用，有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作能力；在教学实践中，通过使用 Proteus 软件对学生进行教学，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映对传感器的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。实践证明，使用 Proteus进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作能极大提高系统设计效率。
二、光电效应及光电器件的Proteus仿真
1.光电效应
光可以认为是一种能量传递的方式，它是由一定能量的粒子组成，这种粒子叫做光子。光的频率越高，光子的能量越大，用光照射物体，可以看做是光子对该物体的一系列撞击，物体的粒子接受光子的撞击后获得能量，产生的电效应就是光电效应。光电效应分为内光电效应和外光电效应。光照射在某一物体上，使电子从这些物体表面逸出的现象称为外光电现象，也叫做光电发射。当光照射于某一物体上，使物体的导电能力发生变化，这种现象叫做内光电效应，也叫做光电导现象。利用内光电效应可以制成光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管等光电转换器件，这些都是常见的光电传感器。
2.光电器件的Proteus仿真
利用光电效应可以制作出各种类型的光电转换器件，即光电传感器。常见的光电器件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池、光电管等。
（1）光敏电阻。光敏电阻是基于内光电效应的光敏传感器，当有光照射时，其电阻值降低；光照越强，阻值越小。其暗电阻一般为1MΩ，其亮电阻（当光照为10lX时）一般为几百欧姆到几千欧姆。光敏电阻一般是将半导体材料粉末烧结在陶瓷衬底上面，形成一层膜，用两个引线引出。有的在外部用防潮材料或者玻璃外壳将其密封，起到保护作用。按照光谱特性及其工作波长，光敏电阻可分为紫外光、红外光和可见光光敏电阻。通过Proteus提供的光电元件，搭建的光敏电阻电路如图1所示，可以通过调节图中模拟的灯照强度来仿真光照的强度，箭头向上调节是光照加强，向下调节是光照减弱。通过调节光照强度可以在LDR1中获得一个随光照变化的电流，加上电阻分压电路，就可以构成一个光电电阻的仿真模型。当光照强度越大时，电流越大，电阻越小。此电路中，电流经电阻转换成电压，光照越强，输出电压越大。
（2）光敏二极管和光敏三极管。光敏二极管是一种利用PN结的单向导电性的结型光敏传感器，与一般的二极管不同的是，PN结上装有透明的外壳，用来接受光照。光敏三极管与普通三极管一样，有PNP和NPN两种类型，有两个PN结，其中集电结具有光敏特性，相当于一个光敏二极管。在应用时，集电结反偏、发射结正偏，在光照的影响下可以等效看成是光敏二极管产生的光电流在三极管中进行放大，其光电流比光敏二极管的光电流要大很多，也就是光敏三极管的灵敏度比光敏二极管要高。光敏三极管常用的材料一般是硅，一般只引出集电结和发射结，外形和发光二极管相同。光敏三极管的Proteus仿真电路如图2所示，光敏三极管跟光敏二极管类似，一般只有E和C极，没有光照时暗电流非常小，有光照时，电流随着光照强度增大而增大。在本电路中，发光二极管与光敏三极管是成对出现的，通过RV1来调节发光二极管中的电流，从而达到模拟调节光照强度的目的。电流越大，说明光照越强。光敏三极管感受发光二极管中的光照强度变化，E极和C极间的电流随着光照强度进行相应变化，通过调节RV1就可以调节光敏三极管的输出电流。
三、光电传感器的应用仿真
光电传感器的应用非常广泛，直接影响被测对象的光量变化的参数都可以直接检测，而现实中引起光亮变化的因素有很多，可以是光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可以把其他被测的非电量参数转换成光量变化来进行检测，这些参数可以是零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度。光电传感器还可以应用于物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得了广泛应用。
上面已经搭建好了光敏电阻和光敏三极管两个光敏器件的仿真模型，利用这两个光敏器件再设计出适当的电路就可以制作出光敏传感器的应用电路。在实际教学中，通过分析两个光控电路实例可以加深对光敏传感器的理解，掌握被测参数怎样转换为电信号进行处理，对掌握光敏器件的使用、光电传感器的实际应用、掌握光控电路的设计方法都有很大的帮助，可以引导学生进一步设计和制作出光电传感器应用的实际产品。
1.光电报警电路
很多场合需要根据光照的实际情况实现不同控制，完成不同的工作。本实例是利用光敏电阻设计一个弱光报警电路，可以根据光线的强度发出报警信号。如图3所示，LDR1为光敏电阻，可以通过调节强、弱按钮来调节光照的强度，同时调节光敏电阻内电流的大小。LDR1、RV1、R1构成了光电测量电路，将光信号转换为电压信号。Q1、Q2组成的是开关电路，控制下一级自激振荡电路，Q3、Q4是自激振荡电路，输出脉冲信号。当光照较强时，光敏电阻内的电流较大，经过电阻RV1转换为电压后，输出的电压较小（电压与光照强度成反比），此时三极管Q1、Q2截止，Q3、Q4电路不工作。当光照变弱，输出的电压变大，在该电路中，电压约为2.1V，三极管Q1、Q2导通，Q3、Q4电路工作。Q3、Q4电路为自激振荡电路，电路工作时产生脉冲信号，如图4所示，此信号加载在扬声器上，发出“滴滴”的报警声音。这样就实现了光照较弱时自动报警的功能。
2.光电路灯控制电路
利用光敏三极管来实现路灯的控制，白天光线较强，路灯熄灭，晚上光照弱，路灯亮。该电路也可以采用光敏二极管来实现，光敏二极管和光敏三极管在应用上除了光电流不同之外，其应用的电路的结构基本是一样的。不管是光敏二极管还是光敏三极管都是将光信号转换成电流，其检测电路的设计应该是将电流转换成电压，利用电压来控制相应的电路，实现自动控制的目的。电路设计如图5所示，U1（OPTOCOUPLER-NPN）为光电耦合型NPN三极管模型，可以通过调节输入电流模拟光照强度的变化来控制光敏三极管的输出电流。RV1、U1组成光电检测电路，通过RV1来调节光电三极管的输入电流，模拟光照变化。U2（施密特非门40106）、三极管Q1构成开关电路，直流继电器LR1是驱动电路，作用是驱动路灯D2。
电路工作原理分析：在白天，光照较强，光敏三极管输出的电流较大，转换成电压后输出的电压比较高，经过40106这个施密特非门，变成低电平加在三极管的基极，此时三极管截止，路灯不亮。在晚上，光照较弱，光敏传感器输出地电压较低，经40106非门后变成高电平加在三极管基极，三极管导通，继电器线圈得电，路灯被点亮。
四、小结
光敏传感器是将光信号转换为电信号的器件，在实际教学中，实物实验搭建比较困难，学习内容抽象，不易理解。通过计算机仿真技术，用Proteus软件设计光电器件的模型，模拟其将光信号转换为电信号的过程，能够很好地理解光电传感器的性能及其工作原理。在两个实例电路的分析中，光电传感器的使用方法、光控电路的设计、电路参数的调节、变化规律都很直观。通过教学实践证明，在光电传感器的教学中采用Proteus仿真教学能够降低教学难度，提高学生的学习兴趣，教学效果有较大提高。
参考文献：
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[2]冯成龙，刘洪恩.传感器应用技术项目化教程[M].北京：清华大学出版社，2009.
仿真技术及其应用范文2
【关键词】电子仿真技术 电气维修 软件 应用
随着社会经济的突飞猛进，电子仿真技术逐渐进入到人们的视野当中。就现阶段而言，电子仿真技术作为一项新型的解决电气维修问题的手段，逐渐受到更多的关注和重视。但随着电气维修中的问题越来越多，涉及的范围也越来越广泛，电子仿真技术的应用恰好能帮助解决一些电气维修问题，并为之提供高效的工作环境。电子仿真技术操作性强，在电气维修领域有很大的功能，如进行电路设计、处理、解决电路问题以及对出现故障的设备进行问题分析，加强电气维修工作对电子仿真技术的学习力度，是新时代提升电气维修工作者实际工作技能的手段之一，也是跟随时代步伐、与时俱进的一大体现。
1 电子仿真技术
电子仿真技术是一门涵盖了PSpice、Edison仿真软件、电路图工作过程当中所要运用到的图像编辑和图像处理程序以及电路文本文件等综合性技术软件。换言之，电子仿真技术是一门包含了多种软件和技术的综合技术，其工作原理是以现有信息技术和系统理论为指南，以计算机和其它设备为依托，进行实际操作和演练。
信息化时代已悄悄进入我们的生活当中，基于信息化的时代背景，电子信息技术及计算机技术早已广泛被应用在各大行业和领域当中，电子仿真软件是将集电子信息技术和计算机技术结合起来，组成一个由真实设备和其它计算机系统组成的结构。随着社会的发展和计算机的越来越普及，电子仿真技术也在慢慢的突破传统工业生产的领域，开始往更广泛的领域发展，如生物、经济领域等。电子仿真技术主要分为硬件和软件，仿真硬件即以计算机系统为基础，其它多媒体软件为辅助，计算机系统包括模拟和数字计算机两种形式，这两种形式是计算机系统软件应用的一种特殊体现形式。通过将电子仿真软件应用电气维修领域中，有利于快速解决问题，大大的提高工作效率，降低成本。
2 电子仿真技术在电气维修中的应用
由于电子时代的到来和各种电子技术的发展，传统的电气维修技术已得不到满足，因此对于新的电气维修技术就有了急切的渴求。基于此，一种集高科技及应用性强的维修技术即电子方针技术随之而衍生并备受关注，这就是虽处于起步阶段但早已被业内人士看重并熟知的电子仿真技术。除此之外，电气维修行业除了要对基本维修技能及电路设计、处理等有系统的了解和对问题进行快速的判断和诊断，还需要能够通过实际电气设计维修熟悉的参数测量和处理优势，因此这导致电气维修人员需要通过熟练掌握其中问题设置参数才能完善处理各种一环和问题，电子仿真技术恰好能帮助电气维修工作者传达设置参数，从而提高工作者的工作效率。目前电子仿真技术在电气维修中的应用主要分为如下两种：
2.1 电子仿真软件在电气维修中的应用
将电子仿真软件应用到电气维修当中不仅能节约维修成本，而且能锻炼和提升维修工作者应用电子软件的能力。对于电子仿真软件在实际电气维修操作过程首先是将电路中的元件找出来再通过电子仿真软件匹配相应的参数最后运用示波器观察各个点的输出波形的结果。通过电子仿真软件的应用能减少仪器的损坏和节约维修师傅的时间，节省了大量人力物力及财力，原理是传统电气维修所使用的方法会让对于接触示波器比较少的使用者在使用真实的示波器时可能由于陌生或紧张造成示波器的损坏，从而导致成本的增加。相反地，电子仿真软件在电气维修中的应用则不会出现上述现象，通过电子仿真软件可以非常清楚的看到波形结果，这是由于电子仿真软件中装载的示波器和真实示波器相似，非常容易上手，这样就能减少仪器的损坏和节约维修师傅的时间，同时也能提升电气维修工作者能力。
2.2 电子仿真软件网络虚拟实验室在电气维修中的应用
作为当前的一项热门技术，虚拟技术拥有广阔的应用前景，涉及领域广，在军事、航空、通信以及医疗、电气维修等方面有应用十分广泛，而在电气维修领域也有应用的地方，即虚拟实验室，是指通过新兴技术，如多媒体、电子计算机以及电子仿真技术为电气维修者实现一个安全可靠的工作环境，这种虚拟制造出来的工作环境与真实的环境相似，那么就可以让工作者熟识工作内容并且在问题和状况发生之前有所察觉。就现阶段而言，我国网络虚拟技术还不太成熟，正处于起步阶段，较之国外而言还有许多需要改进的地方。目前我国对网络虚拟实验室的探讨和研究可从以下两方面来分析：
2.2.1 软件仿真形式的网络虚拟实验室
软件仿真形式的网络虚拟实验室指的是通过以电子仿真软件为出发点，创造出与真实工作环境相似的虚拟工作环境，从而让电气维修工作者通过网络途径进行研究学习以及电路编辑、设计以及问题处理等。这种形式既能节约成本，同时也能降低实际操作过程问题的发生机率。
2.2.2 直接操作远程试验的网络虚拟实验室
这种直接操作远程试验的网络虚拟实验室与软件仿真形式最大的区别在于，前者是所借助的真实存在的实验设备。其工作原理就是：电气维修工作者在实际操作过工程中通过接收电子仿真软件传达出来的具体参数及对实际问题进行仿真分析，在相关电子仿真软件对其进行分析并取得实际解决方案和具体参数之后传达给电气维修工作者，最后由电气维修工作对操作设备进行调试，一般采用边调整边观看设备运行状态及输出结果。这样能最大限度的提高电气维修工作者的工作效率，并有效减少资源的浪费。
电子仿真技术操作性强，在电气维修领域有很大的功能，如进行电路设计、处理、解决电路问题以及对出现故障的设备进行问题分析，加强电气维修工作对电子仿真技术的学习力度，是新时代提升电气维修工作者实际工作技能的手段之一，也是跟随时代步伐、与时俱进的一大体现。电子仿真技术不仅对电气维修领域有着非同凡响的意义，也能拓展电气维修工作的事业，提升他们的工作积极性，从而促进电气维修行业的飞速发展。
参考文献
[1]王晓.电子仿真技术在电工维修中的应用[J].科技与生活，2011，（24）：171-171.
[2]张仁育.电子仿真技术在电工维修中的应用[J].科技创新与应用，2015，（18）：189-189.
[3]王迎军.电子仿真技术在电工维修中的应用探讨[J].中国电子商务，2014，（16）：245.
仿真技术及其应用范文3
汽车理论是一门涉及内容较多、理论性很强、综合多个学科的专业课程，不同于其他汽车专业课程那么形象直观，学生普遍反映难以掌握。根据课程教学内容及其特点，选择适用的教学方法是提高教学效果的关键。对于基本概念、工作原理、受力分析图、曲线图、数据表以及一些结论性的知识点，可以采用多媒体中的文字、图表和动画等方法展示，既可达到直观明了的效果，又可提高教学效率。涉及公式推导和受力分析内容的，宜采用传统的黑板板书教学方式。因为传统的黑板推演过程更能容易引导学生进行逻辑思维和抽象思维，对得到的结论印象也会更加深刻。对于比较复杂、抽象的教学内容，可以应用计算机仿真平台通过动画视频，以及现场调取模型进行分析等方式辅助教学，将其形象化以提高学生的感性认识，避免了让教师空洞地陈述、学生想象地去理解的局面，从而提高教学效果。对于汽车性能实验，特别是汽车的操纵稳定性和平顺性实验，由于实验条件的限制多数无法开展。而通过应用计算机仿真技术可以设计与实施一些虚拟仿真实验，从而弥补了实验教学内容的不足。汽车理论课程除理论教学和实验教学内容之外，一般还附带课后作业、课外大作业、课堂演讲以及后续汽车理论课程设计等环节，由于课后题目一致、项目任务单一、可用的计算工具也比较局限(常用Excel或Matlab)，往往造成大量抄袭，不利于学生能力的培养与公正的评价。可以考虑以项目为驱动将多种计算机仿真技术融入实践教学环节，以加深学生对理论知识的理解，并激发学习和研究的兴趣。在教学过程中，需要根据具体的教学内容选择恰当的教学手段，结合传统教学方法与现代教学方法，使其发挥各自优势才能获得更好的教学效果。
2计算机仿真技术应用方法探讨
在汽车理论教学中，合理应用计算机仿真技术将对课程的教学和学生的学习效果、对后续课程设计与毕业设计，以及对学生工程软件应用能力的培养带来很大的帮助。下面将从如下几点探讨其应用方法：
2.1建立汽车性能仿真分析辅助教学模型库
首先应根据汽车理论教材，结合学生的具体理解情况，合理选择应用点，对某些重点、难点以及不易讲述的地方，考虑能否应用计算机仿真技术进行辅助教学。应用计算机仿真软件建立汽车性能仿真分析实例库与模型库，在课程教学中可以随时调用视频录像与仿真模型，将汽车的一些结构运动、参数调整、性能分析、曲线变化等复杂问题在课堂中进行动态仿真演示。这样老师就可以方便地进行讲解，并给学生提供了直观、形象的过程与结论，学生理解起来会更容易。同时在教学过程中，向学生展示计算机仿真技术在汽车领域的应用，还可激发学生利用相关软件对理论知识进行学习和应用，为后续课外实践、课程设计、毕业设计等环节打下基础。由于课程所涉及的应用点可能较多，所以模型库建设之初，工作量较大，不过这对学校精品课程建设和直接改善课程教学效果来说是十分必要且一劳永逸的。
2.2各种仿真软件在专业教学中的优势
根据不同计算机仿真软件的专业优势，合理应用于汽车理论教学中，使复杂问题的分析变得直观、清晰，并能激发学生的学习兴趣。Matlab软件是进行汽车性能计算的常用工具，具有强大的数值计算和图形功能，可以方便地完成各种汽车性能的计算；同时，利用Matlab的数值计算函数和Simulink模块，可以对汽车理论中复杂的过程进行仿真分析和求解。这些计算和分析的结果都可以通过Matlab提供的可视化手段呈现给学生，有助于清晰地阐释抽象的概念。[4]车辆性能仿真软件CRUISE是一款专门为汽车传动系统匹配而设计的整车性能仿真软件。模块化的建模方式将整车分为发动机、离合器、变速箱、主减速器等汽车模块，同时设有循环行驶工况、爬坡性能分析、稳态行驶性能分析等计算任务，可方便地进行传统汽车、新能源汽车整车动力性、经济性计算与动力装置参数的匹配分析。与Matlab软件不同的是，该软件建模方便，不同的模块参数和计算任务可以详细、方便地进行设置，更加接近汽车实际模型，计算结果也更加精确。该软件在汽车动力传动系统仿真方面具有其他仿真软件无法比拟的专业性和灵活性，在国内外汽车行业应用十分广泛。ADAMS是一款在汽车行业应用较为广泛的机械系统多体动力学仿真软件，其中ADAMS/CAR模块为一款整车设计软件包，它能够快速建造高精度的整车虚拟样机模型，通过高速动画，直观地再现各种虚拟实验工况下整车的动力学响应，大大减少了对物理样机的依赖。在汽车理论教学中，可通过ADAMS/CAR在虚拟环境中实现悬架、转向系统的运动分析，同时还可进行汽车操纵稳定性和平顺性等相关的仿真实验，解决了由于客观条件限制不能进行的实验教学环节。另外，在汽车仿真技术研究领域还有ADVISOR，CarSim/TruckSim等工程软件，凭借自身的优势和特点，应用也较为广泛。2.3计算机仿真技术在项目驱动实践教学模式中的作用目前多数汽车理论教学进行的课后作业、课外大作业和汽车理论课程设计，以Matlab软件应用较为广泛。通过Matlab软件进行编程计算可对汽车的多项性能进行分析，但是应用Matlab使学生过多偏重于公式计算与编程，具有一定的局限性。而且，单一的课题任务往往伴随大量的抄袭，不利于学生独立解决问题与公正的评价。以多类课题项目为驱动将不同计算机仿真软件应用于汽车理论各个实践教学环节，可解决上述问题。[5]实施过程中，需要构建多个贴合汽车实际使用性能的课题项目，并以同类型仿真软件的应用进行分组学习和指导，使学生在项目学习及完成过程中加深对理论知识的理解及实际应用，激发学生实际分析问题、解决问题的能力。
3计算机仿真技术应用实例
3.1Matlab软件应用实例
汽车的动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。其中，在绘制一下曲线图，如驱动力-行驶阻力平衡图时，以往的教学方法基本是课堂讲授曲线的作图方法，给一个课本已经绘制好的某车型的曲线，然后由曲线分析汽车各档的驱动力的变化。可根据发动机转矩拟合公式、驱动力计算公式、行驶阻力计算公式及车速计算公式，
3.2CRUISE软件应用实例
利用CRUISE软件模块库，可快速搭建传统汽车及新能源汽车动力传动系统仿真模型，通过设置计算任务，对整车动力性、经济性等进行仿真计算。同时，软件自身也提供了多种汽车模型模板，便于初学者进行学习。图3为软件自身提供的传统后轮驱动汽车(FR)动力传动系统仿真模型，通过设置计算任务，可得到丰富的有关汽车动力性、经济性的文本和图表结果分析文件。为设置UDC循环工况后，计算得到的发动机工作点分布示意图，可对发动机与整车动力装置参数进行匹配分析提供依据。
3.3ADAMS软件应用实例
在汽车理论教学中，可通过ADAMS/CAR在虚拟环境中实现汽车操纵稳定性和平顺性等相关的仿真实验，解决实际实验条件限制带来的问题。在ADAMS/CAR中用户可以通过模板自行创建模型，也可调用共享数据库中的系统或整车模型进行仿真分析。以汽车操纵稳定性中的单移线实验为例，对某车整车操纵稳定性进行了虚拟仿真。可根据标准设置实验条件，通过仿真计算，将实验结果以动画、曲线图等方式展现。ADAMS/CAR所提供的仿真实验平台，可使学生方便地进行各种有关操纵稳定性、制动性、平顺性虚拟实验，弥补了实验教学内容的不足。
4结束语
仿真技术及其应用范文4
小儿气管、支气管异物多发生于5岁以下儿童，是耳鼻喉科较为常见的疾病之一，占全部气管异物患者的80%～90%[1]。如果治疗不够及时，严重者可引发死亡。因此，小儿气管、支气管异物的检出率和正确率是降低意外事故发生率的关键所在。随着医学影像技术的技术日益完善，放射影像技术在小儿气管、支气管异物诊断中得到了广泛的应用。我们对2014年1月-2016年1月我院收治的小儿气管、支气管异物患儿采用CT扫描和X线检查法，现报道如下。
1.资料与方法
1.1 一般资料：对2014年1月-2016年1月我院收治的96例小儿气管、支气管异物患儿的临床资料进行分析，其中男56例，女40 例。年龄1岁-8岁，平均年龄（5.3±1.1）岁；发病距就诊时间 1h-4d，平均距就诊时间（1.5±0.5）d；患儿临床表现为呛咳、阵发性咳嗽、喘憋和呼吸困难等。将96例患者随机分为两组，每组各48例，即观察组和对照组。两组患儿在年龄、性别和症状等方面无统计学差异（P>0.05），具有可比性。所有患儿的诊断及治疗方法均取得家长知情同意。
1.2 检查方法：所有患儿在检查4h前禁食，观察组患者采用常规CT扫描检查，对照组患者采用手术前透视检查和X线检查法。检查时注意安抚患儿情绪，所有患儿取仰卧位，对患儿肺部、气管和支气管位置等位置进行检查。比较两患儿的检出率及异物间接征象。所采集的图像由3名副主任医师共同分析，当有2 名或 2 名以上的医师诊断结果一致时，确定诊断结果。
1.3 统计学处理：采用统计学软件SPSS 19.0 进行数据处理和分析。计数资料采用均数±标准差（±s）表示，量资料比较采用t 检验， P
2.结果
2.1 两组患儿异物检出率比较：患儿异物大多为花生、瓜子、四季豆、鸡肉和笔帽等。对照组患儿有40例检出异物，检出率为83.3%，直接提示异物和间接提示异物分别为18例和22例。观察组检出率为100%，直接提示异物和间接提示异物所占比例分别为95.8%和4.2%。观察组患儿的异物检出率显著高于对照组（P
2.2 两组患儿异物征象比较：我们对患儿纵隔位置改变、支气管阻塞、肺气肿、肺炎的异物征象进行分析，观察组的检出率显著高于对照组（P
3.讨论
小儿气管、支气管是临床中常见和多发的急症之一，尤其是5岁以下儿童。主要是由于患者年纪较小，好奇心较重，自制能力差，容易将玩具和难以吞咽的食物放于口中，加之，小儿咀嚼功能、吞咽功能及喉防御反射功能不完善，一旦误食，容易发生气管、支气管异物。可导致患儿呼吸不畅、咳嗽和呕吐，甚至可引起的窒息死亡 [2]。因此，及时准确的诊断显得尤为重要。随着现代医学及影像学的发展，影像学检查则能够较为准确的诊断患儿是否存在气管、支气管异物，并且能够较为全面和真实地显示患儿异物征象，对临床治疗方法的选择具有指导作用[3-4]。目前，临床医师常结合患儿临床症状和体征，及X线和CT检查法等影像学检查来进行诊断。但是由于由于患儿哭闹，呼吸气相难于掌握，因而对于临床诊断带来一定的影响，如有患儿部分异物气管、支气管出现不完全阻塞时和肺气肿程度较轻等，易导致漏诊，并且不能直接显示异物的存在及部位[5]。因此，为了尽量减少和避免这些因素的影响，在诊断前对患儿的情绪进行安抚，并相对的训练呼吸。
我们将2014年1月-2016年1月我院收治的96例小儿气管、支气管异物患儿随机观察组和对照组，分别采用CT扫描和X线检查法，比较两种检测方法的检出率及异物间接征象。结果显示，对照组和观察组异物检出率分别为83.3%和100%，观察组患儿的异物检出率显著高于对照组（P
综上所述，采用CT扫描法对小儿气管、支气管异物进行检查，具有准确率高和异物间接征象显示完全等特点，对于患儿治疗方法的选择具有重要的作用，值得临床参考和使用。
参考文献
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仿真技术及其应用范文5
关键词：小儿气管、支气管异物；放射影像技术；诊断；作用
小儿气管、支气管异物作为一种常见的临床呼吸道急症，多发于5岁以下的小儿。根据相关调查研究数据显示，5岁以下小儿发生小儿气管、支气管异物的几率可达到80%～90%之间[1]，3岁以前的更甚。当小儿误吸异物后，其临床表现主要包括憋气、刺激性咳嗽等。在严重呛咳之下，患儿容易产生间质性肺气肿，并发展成皮下气肿、纵膈气肿、气胸等问题[2]。另外，较大的异物会对患儿的主气管造成阻塞，引起严重的窒息，对患儿的生命健康造成严重的威胁。
1 资料与方法
1.1一般资料 我院于2010年9月～2011年6月收治了64例气管、支气管异物患儿，其中有26例女性患儿与40例男性患儿；患儿的年龄1～7岁；患儿有明确的误吞或者吸收经历，其临床表现主要包括咽喉不适、阵发性咳嗽或者呛咳、憋气，无严重咳嗽或者呼吸困难等问题。就查体的结果而言，有38例为双侧呼吸音减低或者一侧呼吸音减低；有22例可闻及湿音、哮鸣音；有4例无明显体征。就发病距CT的检查时间1h～6个月。
1.2方法 这64例患儿均行透视检查与X线胸片检查，其中有42例表现异常；有22例是行普通CT检查，其中有12例表现异常，5例直接提示存在异物；有5例是行螺旋CT并三维重建，且均表现异常。放射影像仪器所采用的螺旋CT选用了最新设计的宽体检测器，对信噪比及扫描时间作了进一步的优化，且通过对专利飞焦点技术的充分利用，使空间分辨率得到了有效的提高，促进产生图像更加详尽。再者，螺旋CT通过平衡式的机械系统设计与专业驱动伺服系统，也使得系统愈加平稳，切实加快了扫描速度。
1.3统计学方法 该院对调查数据的统计与分析主要是采用SPSS13.0软件，而同期组间的比较主要是采用t检验，并以P0.05作为不具备统计学意义。
2 结果
我院的调查结果如表1与表2所示。
根据表1与表2的相关数据显示，64例患儿在入院24～48h内，均给予了复合麻醉，然后行支气管镜检查与异物取出术，且均为一次性取出。就取出异物的部位而言，有12例位于主气管，有33例位于右侧支气管，有15例位于左侧支气管，有4例位于双侧支气管；就取出的异物种类而言，有26例为花生米，有10例为蚕豆，有6例为西瓜子，有3例为瓜子仁，有12例为小玩具，有8例为其他。
有5例CT直接提示存在异物，且患儿均行手术治疗，并对诊断进行了证实；5例行螺旋CT与三维重建的患儿的异常也得到了证实。该院在患儿术后3个月进行了随访，且均未发生死亡情况或者严重的并发症。
3 讨论
小儿气管、支气管异物主要是指患儿误将外界物质吸入气管与支气管内[3]，而气管作为呼吸的通道，一旦有较大的异物堵住气管，就可能导致患者在几分钟内窒息死亡。因此，在小儿耳鼻喉科，小儿气管、支气管异物是最为常见且最危重的急诊之一，患儿必须及时确诊，尽早取出异物。就小儿气管、支气管异物的发生原因而言，主要是因为孩子的牙齿尚未发育完全，其咀嚼功能较差，无法完全嚼碎一些食物，尤其是一些硬果壳类的食物，比如豆类、瓜子、花生等；其次，在孩子玩耍、嬉戏、哭闹的时候，食物很容易吸入其气道，并造成小儿气管、支气管异常的产生；另外，孩子在吃东西的时候，例如螺蛳、果冻等食物容易因吸食过猛而吸入气管，并造成小儿气管、支气管异物。
就小儿气管、支气管异物的诊断而言，一般是先采集患儿的异物吸入病史，并对患儿的临床症状、体征与相关影像学的检查进行有机的结合，作明确的诊断。影像学检查可较真实、全面地显示患儿异物的间接征像与直接征像，从而对指导临床治疗起到一定的指导与判断作用。就目前来说，小儿气管、支气管异物诊断的主要放射影像技术包括X线检查、普通CT检查以及多层螺旋CT检查这三种。胸部X线平片与透视检查具有动态反复观察、诊断迅速与费用低廉等特点，在基层医院诊断小儿气管、支气管异物中应用广泛。简要来说，X线是依靠一侧肺含气量改变、纵膈摆动、肺不张以及肺炎等间接征像对异物的存在进行推断，可直接显示阳性异物；但对阴性异物的诊断只能借助于间接征像。另外，患儿容易出现哭闹，其呼气与吸气较难掌握，部分异物气管与支气管也并未完全阻塞，因而容易造成漏诊，无法直接提示异物的存在以及具体的部位；CT扫描的特点包括分辨力高、直接显示异物、定位准确以及确诊率较高等，其表现主要与其产生的病理变化有关，且具有一定的特征性；针对一些病史不明确、且反复出现阵发性的呼吸困难的患儿，可行螺旋CT三维检查[4]，这对明确诊断有着非常重大的意义。多层螺旋CT的优点包括分辨率高、安全无痛苦、范围广、操作时间短、扫描速度快等，可在一次屏气下采集到较为完整、无间隔的容积扫描数据，并通过充分结合计算机的处理技术与原始轴位像，使气管及支气管得以成像。此外，还可将获得的数据作反复的三维重建处理，并由此迅速、准确定位异物。经过处理的图像也更平滑、清晰，能够对异物部位、形态、大小等作直观的显示，从而为取出异物术提供更多的信息与有效的依据。
根据文中的相关数据可以发现，64例患儿在入院24～48h内，均给予了复合麻醉，然后行支气管镜检查与异物取出术，且均为一次性取出。CT直接提示存在异物的有5例，且患儿均行手术治疗，并对诊断进行了证实；5例行螺旋CT与三维重建的患儿的异常也得到了证实。该院在患儿术后3个月进行了随访，均未发生死亡情况或者严重的并发症。准确、快速的医学影像在临床诊断中具有非常重要的辅助判断价值，可使小儿气管、支气管异物死亡率与并发症发生率得到有效的降低。总的来说，放射影像技术在支气管异物中具有不可或缺的临床价值，且具有很大的辅助价值，但不可将其检查结果作为支气管镜检查的绝对依据。
参考文献：
[1]吕芳盛.小儿气管、支气管异物诊断中放射影像技术的作用分析[J].中外医疗，2010，29（14）：179，181.
[2]孟宪安.放射影像技术在小儿气管、支气管异物中的应用[J].吉林医学，2012，33（16）：3488-3489.
仿真技术及其应用范文6
关键词：电力电子技术；MATLAB；SIMULINK；逆变电路；谐波分析
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）38-0082-02 一、引言
电力电子技术是电气工程及其自动化专业的必修基础课程，是一门实用性、工程性和综合性很强的课程。它与电子技术、控制技术和电力技术紧密关联，简而言之就是使用电力电子器件对电能进行处理、变换和控制的技术。随着新型电力电子器件、电路拓扑结构和控制理论的发展，电力电子技术得到了飞速发展，并广泛应用于一般工业、轨道交通、电力系统、电子通讯、家电等各个领域[1]。
电力电子的教学不仅涉及相关理论的分析和计算，更注重对电路和波形的分析，在传统教学中主要采用手工绘制电路和波形的教学方式，存在绘制工作量大、波形图不够精确、波形动态性不强、电路结构不易调整等问题，使得课堂的教学节奏受到一定限制，学生不容易理解电路的完整工作过程，难以达到理想的教学效果。近年来仿真技术是现代电子电路研究分析和设计的重要手段之一，虽然该课程配备了相应的实验和实践环节，但是如何在课堂有限的时间内形象地演示电路的工作过程，仿真环节起到了不可或缺的重要作用。其中MATLAB/SIMULINK作为一种计算机仿真技术，为电力电子课堂教学提供了很好的元件和模型库，以及丰富的仿真例程，在课堂教学中有助于克服传统授课方式的局限性，提升教学的效果[2][3]。
二、MATLAB与SIMULINK简介
MATLAB名字来源于Matrix Laboratory，它是一种科学计算软件，常用来解决科学与工程的实际问题。SIMULINK是在MATLAB所有产品的基础之上形成的，是MATLAB的重要组件之一，SIMULINK的模块库提供了很多的基本模块，目的是让用户能够把更多的精力投入到系统模型本身的结构和算法研究上。
此外还可以运用电力系统模型库（SimPower Systems），其在电力控制系统的仿真中得到了广泛的应用。SimPower Systems的元件库主要由Electrical Sources、Elements、Machine、Measurements、Power Electronics、Application、Extra七部分组成，如图1所示。其中电源库（Electrical Sources）提供交/直流电压/电流源、受控电流及电压源等电气元件；元件库（Elements）为使用者提供了电源、电机、电阻及变压器等电气元件；电机库（Machine）为用户提供了各种电机的模型；测量库（Measurements）包括对电压、电流、阻抗及其他一些参数的虚拟测量仪器；电力系统器件元件库（Power Electronics）提供了晶闸管、二极管、开关等电子器件；应用库（Application）为使用者提供了一些常用的应用系统；附加库（Extra）包括了由其他电力系统器件搭建的模型以及一些常用模块如信号发生器、频谱分析、有功测量模块等。
如果老师在课前应用MATLAB做好演示demo就可以在有限的教学时间中高效地演示和分析教学实例，相比于传统板书的教学方式，应用MATLAB/SIMULINK可以更加自如地修改电路模型，调节参数，更加清晰地显示波形，让学生对于电路的工作过程了解得更加直观，也让教师的授课更加高效和生动。
三、仿真实例
本文以三相SPWM电压型逆变器为例来介绍仿真模型的构建和使用，如图2所示，主要应用SIMULINK和SimPowerSystems进行逆变器的建模仿真与波形分析，并使用powergui中的FFT对电路的输出波形进行谐波分析。
1.SPWM触发模块。采用三角载波调制法，为了生成每一相触发信号，应用了两个逻辑比较器Relational Operator来比较正弦调制波Ur与三角载波Uc的大小，当调制波信号Ur大于三角载波Uc时，输出高电平；否则，输出低电平。参数设置为：正弦调制波频率50Hz，幅值0.8V；三角载波频率3000Hz，幅值1V。
2.主电路模块。采用通用桥模块（Universal Bridge），选择三个桥臂，器件选择为IGBT/Diodes，加载直流电压源。SPWM触发信号输入通用桥的g端口，通用桥会自动分配每一列信号给每一个开关器件，控制该器件的开闭。采用三相对称阻感性负载，作星形连接，R=2Ω，L=0.01mH。为了减小负载相电压波形的谐波失真，应用LC滤波电路，三相电容做星形连接并联接入电路，电感则串联接入电路，滤波电容设为0.3mF，滤波电感设为0.5mH。利用测量模块和虚拟示波器来观测电压电流。
3.仿真结果。通过图2的仿真可得到滤波前后三相阻感负载的相电压波形，如图3所示。通过powergui进一步分析，滤波后的总谐波失真（THD）由90.95%降到了11.00%，谐波得到了很好的抑制，而基波电压变化很小。
通过以上分析可见，应用MATLAB/SIMULINK可以方便搭建电路的仿真模型，仿真结果与教材完全吻合。
四、结论
本文分析了传统授课方式在电力电子技术教学中所存在的局限性，提出了在课堂上应用MATLAB/SIMULINK仿真技术，有助于教师调整好授课的节奏，减轻教师的工作量，在课堂有限时间内为学生更好地演示电路的工作过程，帮助学生理解不同条件下电路的工作状况。文中介绍了MATLAB/SIMULINK以及SimPower Systems所能提供的丰富资源，并以三相SPWM电压型逆变器为例来介绍仿真模型的构建和使用。仿真结果验证了该方法的有效性和优越性。由于MATLAB提供的丰富例程几乎涵盖了电气工程的所有专业课程，所以电气仿真技术在电气专业的教学中具有普适性。笔者在近年来的教学过程中运用该方法已经取得了良好的教学反馈。
参考文献：
[1]王兆安.电力电子技术[M].第5版.北京：机械工业出版社，2009.
