基于Proteus仿真的微机原理与应用研究性实验教学项目设计

实验教学是《微机原理与应用》课程教学的重要组成部分,针对实验内容单一、开放性与启发性不足等问题,开展了基于Proteus仿真的综合实验项目设计。该实验以电压报警系统的实现为目标,基于研究性教学思想设计了由电压采集、并行接口控制、电压值显示、声光报警以及紧急事件5个子实验项目构成的阶梯递进式实验内容,形成了以目标为引导的实验教学体系。实践证明,Proteus仿真软件能够充分发挥研究性教学思想,有效激发学生主动学习和自主实践的兴趣,提高运用理论知识解决综合工程问题的能力,对科学研究思维和创新实践精神的培养有着积极的促进作用。

巷道围岩应力应变仿真系统设计与教学探索

为了获得采动条件下巷道围岩应力应变演化特征,通过复变函数换算结合工程实践经验,运用科学计算软件编程对巷道围岩受力模型进行求解,获得巷道围岩主应力和主应力集中系数分布规律。采用MATLAB对巷道受力模型进行模拟演算,获得工程开采参数与巷道围岩应力应变的关系规律,由此设计了一种采动影响下巷道围岩应力应变模拟仿真系统。该系统可对多种巷道断面进行计算和模拟,进而呈现出多种信息仿真演示,解决了以往软件适用巷道类型单一、应力求解不具体且结果呈现单一化缺点,可为回采巷道支护设计提供相应的理论依据,有利于矿山工程技术人员及实验室技术人员开展模拟仿真教学。

基于驾驶模拟的超车仿真教学实验设计

道路交通运输专业具有多学科融合、紧密结合实践的特点,但许多交通专业课程的实践教学环节往往会受到场地大小、条件不可控、重复性差和实际道路危险性等不利因素的限制而无法顺利开展。为提升学生的实践能力与课程参与度,基于驾驶模拟技术,探讨可用于交通仿真、道路交通安全及交通行为分析等课程教学的超车仿真教学实验项目,教学实验以锻炼学生分析解决问题能力和实践操作能力为目标,详细地设计实验流程与实践教学内容,并将该实验项目在道路交通安全、交通仿真等课程的实践环节进行应用,为驾驶模拟系统在教学实验中的应用提供参考。

气悬浮涂布干燥装置排风通道设计仿真及测试

涂布机广泛用于造纸工业、锂电池制造业、光学膜生产等行业。气悬浮干燥装置作为涂布机产线的重要组成部分,其设计选型至关重要,为了提高气悬浮干燥装置设计效果与效率,采用ANSYS软件对5种不同型式的气悬浮干燥装置排风通道进行模拟仿真,比对仿真结果,从中优选出结构最合理的排风通道型式。按照仿真结果加工干燥装置样机,并对样机进行测试,测试结果为产品的优化和改进提供了理论依据。

VR技术在计算机虚拟仿真系统设计中的应用

计算机虚拟仿真系统是当代多个专业教育教学工作中的重点,若能将VR技术应用其中,则可构建起更加真实的虚拟仿真实验环境,以提升教学效果,发挥VR技术的应用价值。文中分析了VR技术在计算机虚拟仿真系统设计中的应用,旨在优化计算机虚拟仿真系统的设计工作,提升相关专业的教学效果,以供参考。

基于虚拟仿真技术的乐器结构设计与教学应用研究

本文以虚拟仿真技术为基础,研究乐器结构设计与教学应用。通过分析乐器结构设计原理与技术,以及虚拟仿真技术在教学中的应用,构建一个集课程资源管理、仿真实验设计与实施于一体的教学平台。在实际教学过程中,采用SBL教学法和APR实践体系,以提高学生的学习效果和实践能力,提高音乐教育与科学技术交叉融合的质量和效果。

传统钩编花样设计与工艺虚拟仿真实验

针对钩编花样设计与工艺实验教学中存在的制作周期长、打样成本高、成品产出效率低、学生参与度低的问题,探索应用现代信息化技术和虚拟现实技术,构建以学生为主体、问题为导向、以虚促实为原则的钩编花样设计与工艺虚拟仿真实验。设计3个实验阶段、4个实验模块和13个主要交互性实验操作步骤,以期打破时空限制,提高实验效率和质量,激发学生学习和创作热情,提升学生实验操作能力、自主学习能力和创新能力,推动高校教学改革和发展,培养应用型专业人才。

纺织品染色工艺虚拟仿真实验设计与开发初探

为解决部分染整类真实实验高投资、高消耗、周期长、品种少、安全隐患大等瓶颈问题,文章结合本校的办学定位和人才培养目标,初步探索纺织品染色工艺虚拟仿真实验设计开发的必要性和主要内容,预期目标是提高学生课内实验、创新实验以及纺织染色产品的设计和开发能力,进而为相关企业提供创新产品虚拟设计平台。

铁路长大隧道横向贯通精度预计仿真计算软件设计

目前隧道横向贯通精度预计方法仅考虑方向、距离观测误差的影响,而忽视平面控制测量过程中其他多源观测误差以及测量网形等因素的影响,其结果往往与实测结果偏差较大。为了准确高效地预计长大隧道横向贯通精度,首先全面分析洞内外控制测量与进洞联系测量中测角误差、测距误差、方位角误差与对中误差等对横向贯通误差预计结果的影响,再基于影响因素的分析结果,分别进行软件的需求分析、结构设计、功能设计与业务流程设计,利用计算机模拟仿真方法设计一套顾及多源观测误差影响的横向贯通精度预计仿真计算软件。经工程验证,该软件可获得综合影响下的横向贯通误差预计结果,并可应用于隧道平面控制测量方案的设计及优化。

地铁车辆屏蔽门控制系统设计及仿真

在城市地铁交通大量投用的同时,地铁车辆屏蔽门控制系统与时俱进的优化,在最大程度上发挥了地铁运行系统的服务作用,促进城市现代化发展。随着屏蔽门系统需求日益提高,其系统设计及仿真要实效性推进。介绍地铁车辆屏蔽门的组成,分析地铁车辆屏蔽门控制系统的需求及设计,围绕地铁车辆屏蔽门控制系统的控制算法、仿真分析及设计实现重点探究。

遗传算法支持下的通信数据安全设计及其仿真验证

网络通信数据安全问题备受关注,为了在网络信息时代保证通信数据安全,应与时俱进创新设计方法,并确保设计方法通过仿真验证,更好地指导通信数据安全维护实践。研究在通信数据安全分析的基础上,探究遗传算法支持下的通信数据安全设计与实现,围绕遗传算法支持下的通信数据安全进行仿真验证。研究结果表明,提出的方法的通信数据丢包率最低,为0.5%;提出的方法的通信数据处理效果最佳,为99.98%。研究结论证实,基于遗传算法的通信数据安全设计具有可行性。

基于虚拟仿真平台的电气专业课程设计项目教学实践

实践教学中一些高危、高成本、高消耗的实验,利用常规的实验教学设备难以实现,如电气工程自动化专业相关实验。虚拟仿真实验平台依托互联网,通过计算机的浏览器完成实验,克服了实验场地、经费、实际设备的安全性等限制。同时实现实验的开放性和设计性,可激发学生的学习兴趣,提高学生自主学习与探究的能力,培养学生发现问题和解决问题的能力,达到事半功倍的效果。本文阐述“电气专业课程设计”将理论分析和虚拟仿真相结合,采用项目教学法,基于翻转课堂模式,实现以学生为主体的自主设计教学,体验感和交互性强,吸引学生强烈的参与愿望,激发学生的学习兴趣。教学实施以“小项目”实现为导向,在教学中引导学生分步实现任务目标,实现层次递进式教学,最终完成整体项目设计。

虚拟仿真技术在景观设计中的应用

阐述虚拟仿真技术在景观设计中的应用,通过创建虚拟景观环境,设计师可以模拟不同场景和元素的组合,从而实现对景观设计方案的可视化、互动和评估,分析实际案例验证应用效果。

数控机床装夹机械手设计及仿真分析

根据本次的机械手设计,对机械手的使用范围以及转角进行了详细说明,同时通过对传动结构的设计与校核,保证本机械手在使用的过程之中,不会出现使用问题,并使用仿真软件进行仿真及运动学仿真分析,对其夹持部分结构是否能够满足使用要求进行验证。最后总结了该装夹机械手的功能、分类以及使用范围,对机械手的结构有着更为深入的了解后,对此关节型机械手的数控装夹进行了优化,以期提高设计技能。

育苗基质搅拌装置的设计与仿真分析

为提高育苗基质的搅拌效率,设计了一种新型育苗基质搅拌装置。确定了搅拌机的搅拌桶容量、搅拌器形状、附属装置及电机型号,利用EDEM颗粒有限元分析软件对比人工搅拌和搅拌机搅拌的搅拌效果。结果表明:搅拌机搅拌育苗基质的均匀程度更高,效果更好,搅拌时长到3 s时,搅拌机内的颗粒已经明显分散。

基于机理仿真的抽油机有杆泵举升系统生产参数优化设计

基于传统经验法和预测模型法的抽油机有杆泵举升系统设计方法在实际应用中要么过于简单要么过于复杂,设计方案的可靠性还有待提升。因此,应用大数据驱动技术从海量抽油机井举升系统设计方案中探索规律,推荐以提高产量和节能降耗为目标的抽汲参数优化设计最优方案,将提升抽油机井举升系统设计方法的科学性和可操作性。文章分析了抽油机井产量主控因素,将软件仿真和现场获取的抽油机井举升系统设计样本进行聚类分析融合得到新的样本库,建立了抽油机井举升系统设计方案的深度学习模型,研究了基于匹配算法的方案相似度模型,开发了抽油机井有杆泵举升系统生产参数设计推荐系统。根据实例计算验证,该系统能够根据待设计井的地质特征和开发特征,从海量样本中匹配到与地质油藏条件相似度高且运行效果良好的举升设计方案,推荐方案的举升参数及举升效果与原有方案相比有较大的提升,证明了计算模型的实际可行性,为抽油机举升系统优化设计提供了新思路及方法。

磁脉冲点焊焊枪的设计及仿真分析

目的根据现有平板线圈的不足,设计了一种用于自动化作业的磁脉冲点焊焊枪。方法采用有限元模拟方法对比分析了磁脉冲点焊焊枪线圈和现有平板线圈的性能差异,并对磁脉冲点焊焊枪线圈的结构进行了优化。结果当线圈工作部分高10 mm、宽4 mm时,焊枪线圈和平板线圈的最大电流密度、最大磁感应强度、最大洛伦兹力分别为3.142×10^(10)A/m^(2)和3.639×10^(10)A/m^(2)、19.40 T和21.69 T、5.149×10^(11)N和1.626×10^(12)N。当线圈工作部分宽4 mm时,随着高度由10 mm降低至4 mm,焊枪线圈的最大电流密度和最大洛伦兹力分别提升了27.56%和57.64%。当驱动能力接近时,焊枪线圈所产生的位移仅为平板线圈的13.09%。当焊枪线圈工作部分截面为10 mm×10 mm的方形时,飞板凸台在20μs时的速度仅为200 m/s;而当截面为ϕ5.6 mm的圆形时,飞板凸台在19.2μs时便产生237 m/s的速度。结论在工作部分的高度和宽度相同的情况下,焊枪线圈的性能要弱于现有平板线圈的性能。在宽度不变的条件下降低焊枪线圈工作部分的高度可以增大飞板的电流密度、洛伦兹力和速度,并且在性能相近的情况下,焊枪线圈工作部分所受应力要小于现有平板线圈所受应力。另外,将磁脉冲点焊焊枪线圈工作部分的截面由方形替换为相同面积的圆形,可以获得更优的焊接条件。

无人集群体系设计与仿真评估方法

无人集群作战正在成为一种改变战争形态的新型作战样式。针对当前无人装备试验相对独立、缺乏一体化闭环设计与集成验证手段的问题,提出了一种体系设计与仿真评估方法。该方法包含了作战概念建模与需求分析、体系设计理念与体系设计、内场仿真实验与方案探索、体系原型研发与评估优化、外场集成试验与综合决策五个阶段,创新发展了体系设计、仿真试验、评估优化的理论方法、工具链路、集成环境,为无人集群的体系化、智能化、实战化提供了一定的理论与技术支撑。

球型调节阀液动力矩特性仿真及优化设计

为了获得液体火箭发动机调节阀的液动力矩特性,采用kubota空化模型和标准k-ε湍流模型针对某型调节阀在发动机运行工况下的空化流动开展了数值仿真研究,通过与液流实验数据的对比验证模型准确性,并定量分析了阀芯液动力矩的影响因素、分布特性和演化规律。研究结果表明:阀芯液动力矩大小取决于开度、压差和阀芯流道直径。相同压差下,开度由10°增加至80°,液动力矩单调增加,方向均为使阀芯关闭。相同开度下,压差分别增至3倍和5倍,液动力矩分别变化为原来的3倍和5倍左右。液动力矩分布主要由密封面力矩和主流道力矩两部分组成。随着开度的增加,密封面力矩先减小后增加,主流道力矩先增加后减小。阀芯流道直径由70 mm减小为60 mm,液动力矩最大值增加了24.5 N·m。这是因为相同发动机工况下,减小流道直径使得阀芯开度增加,主流道力矩增加数值大于密封面力矩减小数值,所以总液动力矩呈增加特征。提出了削去原始模型主流道下壁面区域的优化方案,优化模型在100%工况时液动力矩仅为13.2 N·m,且优化模型的流通面积保持不变。与降低流道直径的优化方案相比,所提出的针对主流道下壁面优化方案液动力矩最大值减小了94.4 N·m,大大减轻了控制电机的负荷,已成功经过多次发动机试车考核,提高了液体火箭发动机的可靠性,并为实现发动机轻量化提供了重要参考。

成像制导导弹试验鉴定半实物仿真系统设计与应用

围绕陆军常规红外成像制导导弹试验鉴定仿真实验需求,对仿真系统进行了特点分析,设计了红外成像制导导弹试验鉴定半实物仿真实验系统。解决了系统通用化设计、异构通讯数据快速迭代开发、高辐射红外干扰双通道耦合仿真、高精度定时与时间同步、复杂战场环境生成等关键技术。通过典型反坦克和直升机机载导弹等试验,进行了应用验证。系统可用于红外成像制导导弹鉴定仿真实验,为武器系统实战化考核、极限边界性能和抗干扰性能试验等提供有力支撑。