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第1篇

研究團(tuán)隊、制藥產(chǎn)業(yè)及醫(yī)療服務(wù)業(yè)已經(jīng)認(rèn)可生命科學(xué)仿真系統(tǒng)的作用。在化學(xué)工程師和計算機輔助過程工程專家的幫助下，生物工程師可以運用這些手段解決諸多生理學(xué)和醫(yī)學(xué)問題。

2仿真技術(shù)的研究進(jìn)展

系統(tǒng)生物學(xué)要使用定量分析來研究生命系統(tǒng)。起因于處理大量數(shù)據(jù)的需要。學(xué)者通過計算機仿真技術(shù)，利用定量分析來處理臨床問題，產(chǎn)生了名叫系統(tǒng)醫(yī)藥學(xué)的新學(xué)科。化學(xué)工程師長期參與生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的定量分析。Peppas和Langer認(rèn)為在20世紀(jì)60年代早期化學(xué)工程師就參與生物醫(yī)藥工程。Bailey和同事研究出一種控制新陳代謝的手段，這種手段不僅可用于生物制造技術(shù)，也可用于其他生物問題。2005年，Solis和Stephanopoulos指出了納米級的系統(tǒng)工程需要解決的問題。2006年，Doyle和Stelling回顧了用計算機仿真技術(shù)去分析代謝網(wǎng)絡(luò)的一些重要的成果。2009年，Eissing、Chaves和Allgower利用仿真模型來分析細(xì)胞死亡。近年來，有許多論文概述了計算機工程師和化學(xué)工程師在醫(yī)療系統(tǒng)中的作用。對化學(xué)工程師，尤其是工藝系統(tǒng)工程師來說，免疫系統(tǒng)是一個采用仿真技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)，化學(xué)工程師能夠研究免疫系統(tǒng)和病毒之間的相互作用。2004-2005年，Deem開發(fā)了一種運用計算機仿真技術(shù)研究了病毒和疫苗造成的免疫反應(yīng)的定量模型。Chakraborty在2003年用仿真技術(shù)研究了免疫系統(tǒng)的細(xì)胞間的通信，以及免疫反應(yīng)。2006年，Joly和Pinto認(rèn)為HIV-1發(fā)病機理的數(shù)學(xué)模型優(yōu)化了藥物治療的方法。這種方法會導(dǎo)致藥物設(shè)計和配方設(shè)計的改進(jìn)。Yin在2007年提議把病毒當(dāng)作一種產(chǎn)品，研究病毒生長和傳播時需要考慮時空的影響。可以預(yù)見，將來人們會用生理學(xué)模型和計算機技術(shù)設(shè)計出最佳藥物配方。為了有效地進(jìn)行仿真，需要根據(jù)生物具體的特性建立多種生理學(xué)計算模型。幾年前，學(xué)者啟動生理組計劃（PhysiomeProject），旨在尋找人和其他真核生物的計算模型。迄今為止，該計劃主要關(guān)注使用CellML標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞電生理學(xué)的數(shù)學(xué)模型。CellML標(biāo)準(zhǔn)是一種使用細(xì)胞進(jìn)程模型的生物物理學(xué)模型標(biāo)準(zhǔn)。另外SBML標(biāo)準(zhǔn)是一種能夠辨識生物進(jìn)程的計算機可讀標(biāo)準(zhǔn)。最近，一個名為虛擬生理人的項目進(jìn)一步促進(jìn)了歐洲學(xué)者研究生物醫(yī)學(xué)的建模和仿真。學(xué)者開發(fā)了一些數(shù)據(jù)庫去存儲生物模型。細(xì)胞模型系統(tǒng)和生物模型數(shù)據(jù)庫是其中兩個重要的數(shù)據(jù)庫，兩個數(shù)據(jù)庫都建議使用CellML標(biāo)準(zhǔn)和SBML標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)者可使用這兩個數(shù)據(jù)庫來探索復(fù)雜的生命系統(tǒng)。生物模型在藥物的使用方面有重要作用，這不僅是一個通用手段，而且對癌癥治療和眼病治療也有特殊的貢獻(xiàn)。2002年，Cstete和Doyle提出一種生物反饋系統(tǒng)的逆向工程分析原理。2003年，Tyson、Chen和Novak回顧一些生物控制模塊的設(shè)計原則。

3簡單系統(tǒng)的建模

2001年，Hangos和Cameron強調(diào)明確建立模型的目的，模型是在對現(xiàn)象總結(jié)的基礎(chǔ)上，用計算機能夠接受的方式反映規(guī)律，建模是下一步仿真計算的基礎(chǔ)。對復(fù)雜系統(tǒng)來說建模十分必要。復(fù)雜系統(tǒng)不可能設(shè)計出含所有現(xiàn)象的實驗，因為部分量不可測量，并且?guī)讉€現(xiàn)象間很難找到相互關(guān)系。盡管學(xué)者已經(jīng)在測量基因與代謝領(lǐng)域取得巨大進(jìn)展，但仍有許多生物量無法測量，即便能夠測量出一些，測量的準(zhǔn)確性也不夠高。下面的例子是倫敦大學(xué)研究得到的一種模型，該模型模擬了血流改變時動脈壁內(nèi)皮細(xì)胞的反應(yīng)。血流改變刺激細(xì)胞產(chǎn)生化學(xué)信號，而這些化學(xué)信號拉長了內(nèi)皮細(xì)胞，在某些條件下，巨噬細(xì)胞在動脈壁上增加了，最后導(dǎo)致動脈粥樣硬化。動脈粥樣硬化斑塊的位置與血流改變的區(qū)域息息相關(guān)。并造成影響。學(xué)者研究出兩個模型來探索這種影響。模型一是細(xì)胞表面的血液模型，首先把細(xì)胞表面分解成許多不同的小三角形區(qū)域（0.4um），這個模型可以看成一個斯托克斯公式的邊界積分表達(dá)式，通過該模型可以研究在血流作用下細(xì)胞的受力情況。模型二研究了力對細(xì)胞骨架的影響，細(xì)胞骨架保持細(xì)胞形狀，可以使用開爾文體模型研究這個問題，它是由1個緩沖器和2個平行的彈簧構(gòu)成的黏性彈性系統(tǒng)，開爾文體代表一種將機械力轉(zhuǎn)化成生化信號的細(xì)胞成分，這種生化信號會導(dǎo)致Src激酶的活化，Src激酶會調(diào)節(jié)Rho激酶和GTP酶（Rac和Rho），而Rho激酶和GTP酶可以控制細(xì)胞結(jié)構(gòu)和形態(tài)。簡單的展示了該過程。此模型可以解釋很多現(xiàn)象，但仍然有一些問題解釋不了，例如當(dāng)涉及體內(nèi)細(xì)胞間的通信時，該模型不適用。研究人員建立復(fù)雜的仿真模型，這些模型涉及化學(xué)和機械領(lǐng)域，可以使用這些模型來進(jìn)一步研究各種生理學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)現(xiàn)象。

4復(fù)雜系統(tǒng)的建模

生命系統(tǒng)具有很強的魯棒性，生命系統(tǒng)和多反饋的魯棒性系統(tǒng)相似。建模時要識別模型中的薄弱區(qū)域，在該薄弱區(qū)域模型可能不夠準(zhǔn)確，需要用模型進(jìn)行預(yù)測，這要求修改模型。在復(fù)雜模型中，特別要注意內(nèi)部參數(shù)不能測量的區(qū)域，當(dāng)處理涉及復(fù)雜生理問題時，這些區(qū)域變得很重要。原料中包括必要成分A，A和其它成分一起加到反應(yīng)器。在該反應(yīng)器上，一些原料反應(yīng)生成副產(chǎn)物B。在這個過程中，在一定范圍內(nèi)控制成分A的數(shù)量很重要。在反應(yīng)器上，A在催化劑C的催化下生成B，B在催化劑D的催化下生成A。A的數(shù)量決定CSTR產(chǎn)生C或者D的數(shù)量。如果A加入很多，將會產(chǎn)生C催化正反應(yīng)。如果A加入的很少，將產(chǎn)生D催化逆反應(yīng)。與此同時，膜反應(yīng)器過濾掉廢物。這個簡單的工藝流程初步反映了血液中葡萄糖調(diào)節(jié)機制。葡萄糖由腸道進(jìn)入血液，并供給其它所有的器官。葡萄糖維持在一定濃度很重要，因為維持在一定濃度可以確保人類各種機能的良好反應(yīng)，這種調(diào)節(jié)過程稱為葡萄糖穩(wěn)態(tài)。如果葡萄糖糖濃度高，胰腺產(chǎn)生胰島素，指示肝臟把葡萄糖轉(zhuǎn)化成糖原，如果血液中的葡萄糖濃度低，胰腺產(chǎn)生胰高血糖素，將糖原轉(zhuǎn)化回葡萄糖。肝細(xì)胞還將血液中廢品送入膽汁，并通過膽管過濾并排泄。這是一個涉及多個器官的復(fù)雜系統(tǒng)，探索該系統(tǒng)需要考慮許多器官間的聯(lián)系，葡萄糖穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)可以用7個模型表示。

1）.胰高血糖素受體模型

通過胰高血糖素模擬肝細(xì)胞表面受體的活化，受體活化產(chǎn)生三磷酸肌醇。該模型由5個微分方程構(gòu)成，分別描述受體的各種狀態(tài)、G蛋白的活化和三磷酸肌醇的產(chǎn)生。

2）.鈣模型

模擬由三磷酸肌醇活化產(chǎn)生的鈣信號通路。該模型由2個微分方程構(gòu)成，分別涉及細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中鈣濃度。鈣模型的前提是Hill方程。

3）.環(huán)磷酸腺苷模型

模擬受體的活化和環(huán)磷酸腺苷的產(chǎn)生。該模型由5個微分方程構(gòu)成，分別關(guān)于環(huán)磷酸腺苷的濃度、S-腺苷甲硫氨酸（SAM）的濃度、受體的比例、不活動的比例以及核定位蛋白激酶A的比例。模型遵守Hill方程。

4）.胰島素模型

模擬肝臟對于胰島素的反應(yīng)，該模型由1個描述糖原合成酶激酶（GSK）活化的微分方程構(gòu)成。

5）.血液模型

模擬葡萄糖在血液、肝臟和胰腺之間的運輸，該模型由1個描述血液中葡萄糖濃度的微分方程構(gòu)成。

6）.糖原分解模型

模擬控制糖原分解與合成的4個因素，葡萄糖及6磷酸葡萄糖的控制、鈣離子的控制、環(huán)磷酸腺苷的控制、胰島素的控制。該模型是一個模糊邏輯模型，該模型描述糖原合成酶（Sta，控制糖原合成速率）及糖原磷酸化酶（Pho，控制糖原分解速率）的活性水平。該模型由4個微分方程構(gòu)成，分別關(guān)于糖原磷酸化酶（Pho）、糖原合成酶（Sta）、糖原和細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖。

7）.胰腺模型

模擬胰高血糖素或胰島素的釋放。該模型由2個微分方程構(gòu)成，分別關(guān)于胰島素和胰高血糖素的血液濃度。每一個微分方程都要遵循Hill方程。上述7個模型共同構(gòu)成葡萄糖的調(diào)控模型，需要軟件管理系統(tǒng)來協(xié)調(diào)它們。Saffrey等人在2007年描述一種模型管理系統(tǒng)。該管理系統(tǒng)用來存儲模型和數(shù)據(jù)。在該系統(tǒng)中，上述的7個模型互相聯(lián)系，共同模擬出葡萄糖穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)。Hetherington等人詳細(xì)描述這個葡萄糖穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的模型。

5完善和應(yīng)用模型

建立模型以后，需要進(jìn)一步完善。可以選擇各種不同的實驗者，將實驗者分成多個小組，分別觀察和記錄他們的數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)完善和調(diào)整模型，甚至改變模型，最終確定適合不同人的具體的模型。通過這些具體的模型可以預(yù)測未來的變化情況，為了達(dá)到某些目的也可以設(shè)計一些干預(yù)措施。在其他領(lǐng)域中，學(xué)者已經(jīng)充分研究了基于模型工程的設(shè)計方法，利用這些設(shè)計方法可以達(dá)到一些想要的結(jié)果，雖然這些設(shè)計方法還不成熟，需要進(jìn)一步完善，但值得借鑒。在生命科學(xué)中，要特別注意干預(yù)措施也可能會導(dǎo)致一些危害。這些干預(yù)措施包括環(huán)境干預(yù)、藥理學(xué)干預(yù)或基因干預(yù)。環(huán)境干預(yù)通過物理或化學(xué)因素，藥理學(xué)干預(yù)主要通過臨床干預(yù)。在上一部分描述的復(fù)合模型中，廣泛的使用了計算機輔助過程工程技術(shù)，和優(yōu)化技術(shù)尋找最佳解決方案，如糖尿病患者的最佳胰島素劑量；使用隨機技術(shù)尋找高敏感度模型的解決方案；使用區(qū)間方法確定能夠接受的最壞情況。上述方法和模型已經(jīng)被用來預(yù)防一些疾病。如糖尿病患者很可能患非酒精性脂肪肝（NAFLD），利用上述方法可以提出一些措施，有效地避免Ⅱ型糖尿病患者患非酒精性脂肪肝（NAFLD）。基于模型的方法（例如優(yōu)化、隨機分析、間隔方法）將促進(jìn)生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的發(fā)展，并且隨著生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的發(fā)展，這些方法將更完善。要在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中很好地使用這些方法和模型，必須要掌握生命科學(xué)的知識和計算機的知識，單個的研究者常常不具有這兩個領(lǐng)域的知識，因此合作很重要。那些希望從事相關(guān)研究工作的學(xué)者必須合作，例如通過短期或長期項目，建立一個促進(jìn)合作的機制。

6結(jié)論

第2篇

1.1宏觀仿真（Macro-simulation）

描述公鐵聯(lián)運系統(tǒng)各要素及其規(guī)律的細(xì)節(jié)程度較低，主要通過集聚行為來對物流及交通流進(jìn)行描述，僅僅對車流在路段和節(jié)點的流入流出行為進(jìn)行描述，而對兩種運輸方式的切換及列車、車輛的運行過程中的行為等細(xì)節(jié)行為不進(jìn)行描述。常見的宏觀仿真軟件有TransCAD、TRIPS、CUBE、VISUM及EMME等。

1.2中觀仿真（Med-simulation）

能夠較高程度的對系統(tǒng)要素及其規(guī)律進(jìn)行描述，以列車或者貨車組成的隊列為基本單元，在對車流在路段和節(jié)點流入流出行為進(jìn)行描述的同時，能夠?qū)煞N運輸方式的切換及列車、車輛的運行過程中的行為進(jìn)行簡單的近似描述。常見的中觀仿真軟件有CONTRAM、TISI和INTEGRATION等。

1.3微觀仿真（Micro-simulation）

描述公鐵聯(lián)運系統(tǒng)各要素及其規(guī)律的細(xì)節(jié)程度較高，對于物流和交通流以單個列車、車輛為基本單位進(jìn)行描述，對兩種運輸方式的切換及列車、車輛的運行過程中的行為能夠較為真實地反映。常見的微觀仿真軟件有Corsim、Paramics、Trans-Modeler、AIMSUN、SimTraffic、VISSIM、MITSIM及Synchro等。

1.4次微觀仿真（Submicroscopic-simulation）

描述公鐵聯(lián)運系統(tǒng)各要素及其規(guī)律的細(xì)節(jié)程度最高。例如：次微觀仿真模型在對運輸方式切換行為進(jìn)行描述的同時，還要對車輛承載量的改變對車速的和費用的影響等進(jìn)行描述。

2公鐵聯(lián)運物流仿真平臺建設(shè)及關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1公鐵聯(lián)運物流工程仿真平臺的建立

采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)及信息技術(shù)，以公鐵聯(lián)運物流業(yè)務(wù)流程管理為核心，集成交通運輸工程、物流工程、現(xiàn)代物流運籌規(guī)劃、計算機控制技術(shù)、信息處理技術(shù)、工業(yè)現(xiàn)場總線通訊技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)、實時數(shù)據(jù)庫技術(shù)等學(xué)科和技術(shù)，建立針對公鐵聯(lián)運物流的高連接性、精確性、集成性、動態(tài)性、實時性的要求，區(qū)別于一般物流概念的學(xué)習(xí)實驗室或演示實驗室，建立基于實際工程項目應(yīng)用為背景的公鐵聯(lián)運物流工程仿真平臺。

2.2不同運輸環(huán)節(jié)的無縫連接

采用基于XML的EDI技術(shù)協(xié)調(diào)公鐵聯(lián)運的各個環(huán)節(jié)，完成兩種不同運輸環(huán)節(jié)的無縫銜接，深入研究公鐵聯(lián)運信息的傳輸效率及跨地區(qū)傳輸，進(jìn)而實現(xiàn)跨區(qū)域的實時信息傳輸、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分布式和集中式處理的結(jié)合以及多個異地局域網(wǎng)連接等。

2.3公鐵聯(lián)運的信息集成服務(wù)的研究

通過多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化方法對公鐵聯(lián)運多式聯(lián)運的信息集成服務(wù)進(jìn)行研究，達(dá)到物流過程中信息的高效共享和業(yè)務(wù)的協(xié)同聯(lián)動，實現(xiàn)跨區(qū)域，跨行業(yè)，跨部門的信息共享，充分發(fā)揮信息集聚效應(yīng)，達(dá)到降低成本提升效率的目的。

2.4公鐵聯(lián)運物流安全控制與研究

建立基于GIS的公鐵聯(lián)運物流安全監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)該系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)，建立預(yù)警數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行定性和定量分析，作出識別、診斷和決策。

3結(jié)束語

第3篇

1.1計算機仿真軟件

制造業(yè)是我國當(dāng)前的主力發(fā)展領(lǐng)域，是我國經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，這其中就涵蓋著機械制造以及各種型材的制造等。制造業(yè)在當(dāng)前所面臨的是產(chǎn)品的競爭，所以要在具體的指標(biāo)上要能夠得到滿足，要求產(chǎn)品的價格是最低的，以及以短時間完成從概念設(shè)計到產(chǎn)品上市這一過程，要能夠?qū)蛻舻男枨蟮牡綕M足，對產(chǎn)品所提供的服務(wù)要是最好的。為此我國在計算機仿真軟件的使用上就顯得非常必要，這幾個軟件主要是一體化制造系統(tǒng)仿真軟件，這一軟件主要是在車間設(shè)計和分析的建模以及仿真軟件，在具體的功能上主要有自動生成離散事件仿真模型，并能夠?qū)@一模型進(jìn)行仿真。另外就是在制造車間的生產(chǎn)計劃和工藝路徑可以通過表格的形式進(jìn)行輸入，既能夠通過手工進(jìn)行輸入同時也能夠通過工藝規(guī)劃的模塊進(jìn)行讀入。再者就是加工過程仿真器，為能夠有效的價格產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)周期得到有效縮短，在CIMS當(dāng)中尤其是強調(diào)計算機輔助設(shè)計和計算機輔助制造的集成，也就是要求從CAD輸出產(chǎn)品設(shè)計信息可以直接通過網(wǎng)絡(luò)傳送到計算機輔助加工工藝規(guī)劃系統(tǒng)，并使其產(chǎn)生刀位軌跡文件。為能夠有效確保加工工藝的合理性及NC代碼正確，要對真實零件切削加工前進(jìn)行一次試切削。在這一過程中主要就是通過木模進(jìn)行替代真實的零件，這顯然會對開發(fā)的周期有著延長，并在成本上也會比較高。針對加工過程仿真器可以為CAM/CAD集成，尤其是檢驗NC代碼正確性和減少加工過程的碰撞干涉提供支持，所以在這一軟件的應(yīng)用下能夠起到部分的代替試切的作用。

1.2計算機仿真在軋鋼工藝中的實際應(yīng)用

現(xiàn)場生產(chǎn)中，小規(guī)格的圓鋼在冷床上的運動方式和一般圓鋼有著很大區(qū)別，故此要對冷床的基本結(jié)構(gòu)及原理等進(jìn)行研究，在計算機上根據(jù)建立運動模型進(jìn)行仿真試驗后，結(jié)果表明當(dāng)前生產(chǎn)的最小規(guī)格圓鋼能夠利用現(xiàn)有冷床進(jìn)行生產(chǎn)。研究當(dāng)中涉及到的冷床是步進(jìn)回轉(zhuǎn)式冷床，具有兩種齒板，分別是V型齒板及U型齒板，借助它們相互錯動使得圓鋼一方面做步進(jìn)運動，而另一方面繞其自身軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。針對這一結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行仿真機現(xiàn)場實驗，要能夠從理論的角度進(jìn)行分析，在半徑小的圓鋼方面可能在翻過V形的齒輪的第二個齒峰的過程中，不能和第二個V形齒的左壁相接觸，這也是其中的一個重要問題，屬于冷床翻鋼的極限。主要就是造成翻鋼的過程中會有不穩(wěn)定的情況發(fā)生，這樣就造成了冷卻不均。根據(jù)這一圖示就能看出，在V形齒的第二齒峰和小圓鋼那樣相交或是相切的過程中，U形齒會向下向前，而V形齒則是向上向后，這樣就會出現(xiàn)翻鋼的情況，這只是必要的條件。然后根據(jù)磨損的情況和具體的規(guī)格進(jìn)行仿真實驗，針對不同型號的圓鋼進(jìn)行建模和仿真，正常情況下對90號鋼進(jìn)行分析，從實際的仿真計算以及表現(xiàn)情況能夠看出小圓鋼在冷床上運動的比較穩(wěn)定冷卻效果較好。而75號鋼的仿真系統(tǒng)當(dāng)中的數(shù)字模擬仿真，冷床上運動穩(wěn)定冷卻效果佳，但在穩(wěn)定性方面相對較差。

2結(jié)語

第4篇

現(xiàn)代控制理論近年來發(fā)展迅速，使得我們對各類控制對象有了更好的理解，能夠很好地刻畫實際對象中事件驅(qū)動的動態(tài)過程，提出了離散事件系統(tǒng)，它的動態(tài)行為是由一系列隨機出現(xiàn)的事件驅(qū)動的，而且控制理論界已經(jīng)給出了很多建模方法和建模工具，如Gracefet圖、自動機和Petri網(wǎng)[2,3]。而現(xiàn)有的計算機仿真內(nèi)容主要是面向連續(xù)動態(tài)系統(tǒng)，雖然也涉及離散事件系統(tǒng)，但是對離散事件系統(tǒng)建模和仿真方法少有涉獵。離散事件系統(tǒng)的模型大部分來自計算機科學(xué)研究領(lǐng)域，現(xiàn)代控制理論和控制工程都離不開計算機，對此類建模工具的了解可以拓寬自動化專業(yè)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，提升他們思考和解決計算機控制工程問題的能力。為此，在計算機仿真課程內(nèi)容中，我們增加了自動機和Petri網(wǎng)的基本概念。考慮到學(xué)生缺乏離散數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)，我們擬根據(jù)實際對象建模需要，結(jié)合Matlab中的stateflow工具箱，介紹離散事件系統(tǒng)的建模和仿真方法。具體內(nèi)容包括：

(1)離散事件系統(tǒng)概念；

(2)自動機模型；

(3)Petri網(wǎng)模型；

(4)離散事件系統(tǒng)的自動機模型的建模方法；

(5)離散事件系統(tǒng)Petri網(wǎng)模型的建模方法；

(6)自動機的仿真模型的設(shè)計方法；

(7)Petri網(wǎng)的仿真模型的設(shè)計方法。

另外，現(xiàn)實工程領(lǐng)域大多數(shù)系統(tǒng)是混雜系統(tǒng)[4]，既有連續(xù)變化的特征，又有事件驅(qū)動的特征，而且連續(xù)變量子系統(tǒng)與事件系統(tǒng)之間相互作用相互影響。從20世紀(jì)60年代，學(xué)界就開始了混雜系統(tǒng)的研究，目前已經(jīng)取得了豐富的成果，涉及混雜系統(tǒng)的建模、分析、控制、調(diào)度和優(yōu)化等問題。其中，建模和分析方法對自動化專業(yè)知識體系的構(gòu)建非常重要，事件驅(qū)動的思想能夠讓學(xué)生將控制理論與實際過程更好地建立聯(lián)系，因此在計算機仿真課程中，我們增加了對混合自動機和混合Petri網(wǎng)的介紹，并結(jié)合實例闡述如何給出混雜系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型以及仿真模型和仿真程序的設(shè)計方法。具體內(nèi)容包括：

(1)混雜系統(tǒng)概念；

(2)混合自動機；

(3)混合Petri網(wǎng)；

(4)混雜系統(tǒng)的混合自動機建模方法；

(5)混雜系統(tǒng)的混合Petri網(wǎng)建模方法；

(6)混合自動機的仿真模型的設(shè)計方法；

(7)混合Petri網(wǎng)的仿真模型的設(shè)計方法。

二、計算機仿真實踐教學(xué)內(nèi)容改革

計算機仿真是一門實踐性很強的課程，利用代碼將實際對象虛擬到計算機中，這就要求自動化專業(yè)的學(xué)生不僅要掌握知識概念，還要能夠編寫代碼用計算機實現(xiàn)抽象的概念。如果實驗課內(nèi)容設(shè)計合理，可以很好地鍛煉學(xué)生解決實際問題的能力。鑒于自動控制原理大量內(nèi)容屬于動態(tài)系統(tǒng)的分析方法，而仿真是分析系統(tǒng)不可或缺的手段，仿真實踐課程可以鞏固控制原理的抽象的知識。如何設(shè)計仿真課程的實驗項目對自動化專業(yè)的計算機仿真課程非常重要，圍繞自動化專業(yè)課程體系，我們擬設(shè)定如下實驗項目：

(1)二階電路的C程序仿真實驗；

(2)單容水箱的C程序仿真實驗；

(3)電機拖動控制系統(tǒng)的C程序仿真實驗；

(4)一階倒立擺的C程序仿真實驗；

(5)立體倉庫系統(tǒng)的自動機模型仿真實驗；

(6)立體倉庫系統(tǒng)的Petri網(wǎng)模型仿真實驗；

(7)Bang-bang控制液位系統(tǒng)的混雜自動機、Petri網(wǎng)模型的仿真實驗；

(8)反應(yīng)釜復(fù)雜控制系統(tǒng)的Matlab仿真。

三、結(jié)束語

第5篇

1.1引水系統(tǒng)

由于水輪機是一個動態(tài)元件，在工作時，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化和運動相對于穩(wěn)定時要復(fù)雜很多，所以在進(jìn)行水力瞬變的計算中，工作人員通常采用水輪機在穩(wěn)定情況下工作時的綜合特性曲線去確定水輪機流和水輪機力矩特性，但是在水輪機穩(wěn)定狀態(tài)下的綜合特性曲線不包括尾水管和蝸殼不稱定工況時水流慣性對水輪機特性曲線的影響。在計算水輪機綜合特性曲線時如果引水管道很長，其影響對于整體的綜合特性曲線影響不大，所以可以忽略。反之，則要進(jìn)行一些運算確定其特性曲線而不可忽略。在計算機對水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行仿真建模時，由于實際的水力發(fā)電站中線路復(fù)雜，所以在建立模型是必須要對整個水力發(fā)電系統(tǒng)中的所有管道通路進(jìn)行編號，這樣可以有效地避免重復(fù)而出現(xiàn)的誤差，也可以提高整體的工作效率。在對于系統(tǒng)管道進(jìn)行編號后，由于整體管道過多，同時建立其仿真模型非常麻煩，工作人員通常需要把管道分成若干個網(wǎng)格，網(wǎng)格的邊界點作為計算節(jié)點，然后在網(wǎng)格內(nèi)部進(jìn)行仿真，然后進(jìn)行最后統(tǒng)一的計算，建立合理的引水系統(tǒng)。

1.2電液隨動系統(tǒng)

現(xiàn)代水輪機調(diào)速是由電子調(diào)節(jié)控制器和電液隨動系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。對于前一部分我國研究的比較深入，技術(shù)比較成熟。但對于電液隨動系統(tǒng)基本保持原有體制并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行一部分優(yōu)化微調(diào)。微調(diào)主要分為模擬電調(diào)和微處理器電調(diào)兩種方法。但是這兩種方法都是采用電液隨動系統(tǒng)。電液隨動系統(tǒng)作為水輪機調(diào)速的執(zhí)行部分，是其中不可缺少的重要組成部分。但是由于在水輪機調(diào)速系統(tǒng)中工作油液量大，流動路徑較長，并且與大氣和壓縮空氣直接接觸，使得工作油液內(nèi)的金屬微粒、油泥、纖維等機械雜質(zhì)較多，并且由于酸堿、水分所引起的油質(zhì)劣化十分嚴(yán)重，又由于電液隨動系統(tǒng)可靠性差，綜合所有因素，電液隨動系統(tǒng)油孔容易被堵塞，多次工作后斷線，強度低等缺點。但是通過電子計算機仿真系統(tǒng)對此進(jìn)行仿真，可以滿足不同情況下的水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使效果達(dá)到最優(yōu)值。

2.水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真算法

2.1引水系統(tǒng)仿真算法

在仿真編程時，引水系統(tǒng)特征線方程與水輪機聯(lián)立作為一個部分,引水系統(tǒng)采用特征線法求解;水輪機的流盆和力矩可由模型特性曲線上查得。調(diào)速器和發(fā)電機等部分的徽分方程作為另一部分,并分為存在大擾動和小擾動兩種情況考慮。由于存在大擾動時，水輪機參數(shù)變化很大，超出其線性范圍，因此小擾動模型不適用。為此調(diào)速器和發(fā)電機采用差分方程的方式建模,采用特征線原理求解。將上述兩部分交替求梁晨哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司黑龍江哈爾濱150040解，即為水輪調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)仿真結(jié)果。

2.2電液隨動系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

將電液隨動系統(tǒng)中的步進(jìn)電機，主接力器作為積分環(huán)節(jié),液壓缸、主配壓閥作為一階慣性環(huán)節(jié)。同時記錄導(dǎo)葉控制信號的限幅,步進(jìn)電機輸出限幅,步進(jìn)電機輸入信號死區(qū)以及液壓缸、主配壓閥死區(qū)等5個主要非線性。并且利用連續(xù)系統(tǒng)離散化非線性系統(tǒng)數(shù)字仿真，即可得電液隨動系統(tǒng)傳遞函數(shù)。

3.仿真系統(tǒng)具備功能

3.1水輪機特性的計算

在求解非線性方程組時，如果沒有水輪機流量特性和力矩特性的全特性，就只能在模型綜合特性與逸速特性的基礎(chǔ)上延長使用，所以在求解非線性方程組時，必須知道水輪機流量特性和力矩特性的全特性。同時將水輪機的特性參數(shù)用數(shù)組的方式在計算機中儲存，需要儲存的參數(shù)有：導(dǎo)葉開度，機組單位轉(zhuǎn)速，機組單位流量和機組力矩。但是由于實際值與計算機所儲存的理想數(shù)值存在誤差，所以在實際計算出的數(shù)值與計算機儲存的數(shù)值不相等，可以通過拉格朗日公式或者四點插值方法計算求得與單位流量個單位力矩所對應(yīng)的計算值。

3.2仿真系統(tǒng)步長計算

由于理想情況下和現(xiàn)實情況存在誤差，從而導(dǎo)致計算結(jié)果不準(zhǔn)確，為了減小誤差，使計算結(jié)果與實際情況更加符合，仿真計算時的步長必須取得足夠小，分割的足夠精密。步長的確定原則是：仿真系統(tǒng)計算步長的時間必須小于計算機微調(diào)調(diào)速器的采樣時間，這樣才能最小的減小誤差，同時步長的計算必須在上述條件下同時也滿足水擊計算的特征方程曲線。當(dāng)步長計算不能滿足水擊計算特征方程曲線時，應(yīng)該在仿真系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)恼{(diào)整波速使得步長滿足其條件。

4.水輪調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真硬件設(shè)計

第6篇

懸架系統(tǒng)是影響汽車駕駛及乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性的主要部件，是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動，以保證汽車能平順地行駛。汽車懸掛系統(tǒng)就是指由車身與輪胎間的彈簧和避震器構(gòu)成的整個支撐系統(tǒng)。懸掛系統(tǒng)應(yīng)有支撐車身的功能，改善乘坐的顛簸感覺，不同的懸掛系統(tǒng)設(shè)計會使駕駛者有不同的乘坐感受。外表看似簡單的懸掛系統(tǒng)綜合多種作用力，決定著轎車的穩(wěn)定性、舒適性和安全性，是現(xiàn)代轎車十分關(guān)鍵的部件之一。常見的懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機構(gòu)以及減震器等組成，個別系統(tǒng)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。計算機仿真系統(tǒng)的電控單元控制懸掛系統(tǒng)可根據(jù)車載重量、路況條件、行駛速度等來調(diào)節(jié)懸掛系統(tǒng)的剛度、減振器阻尼力以及車身高度。從而使車輛在各種行駛條件下均可獲得最佳的行駛平穩(wěn)性和操縱協(xié)調(diào)性。有多種不同類型的電子控制懸掛系統(tǒng)，以大眾汽車的電子控制空氣彈簧懸掛系統(tǒng)為例，電子控制懸掛系統(tǒng)主要由空氣壓縮機、干燥器、車身高度傳感器、帶有減振器的空氣彈簧、懸掛控制執(zhí)行器、懸掛控制選擇開關(guān)、懸掛用電控單元等組成。在汽車行駛過程中，電控單元不停地接收車身高度傳感器、加速度傳感器(即油門動作傳感器)、制動傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器以及車速傳感器輸出的信號并進(jìn)行運算、分析和判斷，最終向執(zhí)行器輸出控制信號，控制車身高度和懸掛剛度。

2計算機仿真技術(shù)在汽車懸掛系統(tǒng)的應(yīng)用特點

電控單元中計算機仿真控制懸掛系統(tǒng)的主要優(yōu)點有：為提高汽車正常行駛時乘坐的舒適性，可以將彈簧剛度設(shè)計得較小，以使車身的自然振動頻率盡可能的低。為提高汽車的操縱穩(wěn)定性，使汽車的行駛安全性明顯提高，可以將汽車懸掛抗側(cè)傾，抗縱擺的剛度設(shè)計得比較大。將車輪快速提起，避開障礙物，可以在車輪碰到障礙物(如磚、石等)時，提高汽車的通過性。電控單元可以在汽車載荷變化，在不平路面上行駛時自動保持車身高度不變。仿真技術(shù)可以防止汽車制動時車頭的下沖。提高汽車轉(zhuǎn)彎時的操縱穩(wěn)定性，可以避免汽車轉(zhuǎn)彎時車身向外傾斜。為提高車輪與地面間的附著力，可以減小輪跳離地面的傾向。

3總結(jié)

第7篇

1．1信息一體化平臺

信息一體化平臺采用一體化模式，集監(jiān)控和五防功能于一體。一方面作為后臺監(jiān)控系統(tǒng)軟件，模擬數(shù)據(jù)采集處理、運行監(jiān)控、正常操作、事件和報警處理等，實現(xiàn)常規(guī)站監(jiān)控系統(tǒng)功能，同時新增加智能變電站特有的高級應(yīng)用功能:一鍵順序控制、告警信息分類、智能告警等;另一方面作為五防系統(tǒng)軟件，嵌入到信息一體化平臺中，不僅保留就地間隔內(nèi)電氣設(shè)備的電氣聯(lián)鎖，同時還通過以太網(wǎng)實現(xiàn)相互通信，交換設(shè)備的狀態(tài)，實現(xiàn)智能變電站站控層、間隔層、過程層3級防誤閉鎖功能。

1．2智能化保護(hù)測控系統(tǒng)

智能化保護(hù)測控系統(tǒng)按照保護(hù)測控裝置的物理原理建立數(shù)學(xué)模型，采用定值驅(qū)動法，當(dāng)故障發(fā)生后計算的故障電流結(jié)果到達(dá)定值要求時自動啟動保護(hù)測控裝置，按照其工作原理進(jìn)行判別，相關(guān)保護(hù)動作，報出故障信息報文，有關(guān)指示燈點亮，與變電站真實設(shè)備保持一致。

2系統(tǒng)功能

智能變電站高級應(yīng)用功能的仿真是以智能變電站仿真系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將智能站高級應(yīng)用集成于信息一體化平臺中，實現(xiàn)了智能變電站特有的一鍵順序控制、智能告警信息分類、故障綜合分析決策功能的仿真。該系統(tǒng)從其功能上可以作為培訓(xùn)和測試的平臺。

1)培訓(xùn)功能。智能變電站高級應(yīng)用功能是智能站特有的新應(yīng)用，對運行人員來說是全新的知識，需要進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)。該系統(tǒng)真實再現(xiàn)了智能變電站場景，可以為運行人員提供一種有效的培訓(xùn)手段，使運行人員能夠?qū)W習(xí)智能變電站中的新知識、新技術(shù)，提升專業(yè)素質(zhì)。該系統(tǒng)已經(jīng)投入培訓(xùn)使用，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，人機界面友好，培訓(xùn)功能完善，培訓(xùn)效果逼真。

2)測試平臺功能。智能變電站高級應(yīng)用功能的仿真還可以為高級應(yīng)用功能的研究提供測試平臺。由于電力系統(tǒng)的特殊性，不能在真實運行設(shè)備上進(jìn)行任意操作，而該仿真系統(tǒng)通過為其他系統(tǒng)或軟件提供開放的數(shù)據(jù)接口，可以反復(fù)進(jìn)行操作和設(shè)置故障，對被測系統(tǒng)或軟件運行情況進(jìn)行測試，通過與某公司合作，能夠正確地實現(xiàn)測試功能，為研究智能站高級應(yīng)用功能提供了一種有效的測試平臺。

3智能告警信息分類的仿真

通過建立故障信息的邏輯推理模型，對故障告警信息分類過濾，并對變電站運行狀態(tài)進(jìn)行實時在線分析推理，能夠?qū)崿F(xiàn)智能告警功能，可以自動報告站內(nèi)異常狀態(tài)，并根據(jù)需求提供分層分類的故障告警信息。智能變電站各種運行告警信息量非常大，包括3類:

1)提示性信息。這類信息不需要特別關(guān)注;

2)告警信號。這類信息雖然沒有直接引發(fā)事故跳閘，但實際隱含著可能的故障，若不進(jìn)行綜合分析，消除異常，持續(xù)發(fā)展會導(dǎo)致事故發(fā)生，需要給予重點關(guān)注;

3)事故信息。事故信號產(chǎn)生一般都會有保護(hù)動作、開關(guān)跳閘，要求在盡可能短的時間判斷故障原因，以便上報，并依據(jù)調(diào)度指導(dǎo)進(jìn)行故障隔離和恢復(fù)操作。因此，需要對故障告警信息進(jìn)行過濾，提供分層分類的告警信息，以方便運行人員工作。智能告警信息分類的仿真包括以下幾個方面:

1)圖形界面仿真。智能告警信息分類通過信息一體化平臺進(jìn)行展示，信息告警圖形界面是信息分類結(jié)果的直觀展現(xiàn)。在進(jìn)行仿真開發(fā)時，按照智能變電站信息分類的原則，根據(jù)告警信號重要性，告警實時顯示窗口由多個頁面組成，包括:全部告警、嚴(yán)重保護(hù)事件、一般保護(hù)事件、SOE、開關(guān)刀閘動作和智能告警6類，所示同時還會根據(jù)告警信息的級別，通過聲音的方式發(fā)出告警。

2)數(shù)據(jù)庫仿真。智能告警信息量非常大，其仿真時所需的數(shù)據(jù)量也很多。仿真時全站采集信息采用統(tǒng)一的命名格式。變量命名格式包括:變量名、變量描述、變量單位、變量標(biāo)識、變量數(shù)據(jù)指向。變量名是信息的代表，當(dāng)變量為1時，其變量描述才有意義，該描述會在智能告警圖形界面中顯示出來;變量單位的作用是區(qū)分告警信息變量的間隔，是實現(xiàn)變量篩選分類的基礎(chǔ);變量標(biāo)識的作用是區(qū)分告警信息變量的重要程度，以便于告警信息的分類;變量數(shù)據(jù)指向主要用于數(shù)據(jù)通信。

3)告警信息篩選分類功能。由于告警信息總量很大，為滿足不同的關(guān)注需求，在告警顯示窗口設(shè)置信息篩選的功能，在窗口中選擇某一設(shè)備間隔，根據(jù)告警信息變量的標(biāo)識，可以在告警窗口各頁面中自動顯示出有關(guān)該間隔的所有信息，將不關(guān)注的信息屏蔽。可以通過左上角下拉列表選擇變電站間隔來顯示不同間隔的告警信息，使運行人員更有針對性地查看所需的信息。

4故障綜合分析決策的仿真

故障綜合分析決策是指在故障情況下對事件順序記錄、保護(hù)裝置動作及信號、故障錄波數(shù)據(jù)等進(jìn)行深入挖掘，通過多專業(yè)綜合分析，并將變電站故障分析結(jié)果以簡潔明了的可視化界面綜合展示。通常當(dāng)變電站發(fā)生異常或事故時，其處理過程是運行人員按照現(xiàn)場情況、規(guī)程及經(jīng)驗進(jìn)行判斷處理，這種方式不僅要求值班員非常熟悉變電運行規(guī)程、規(guī)范及設(shè)備運行要求，而且需要較長的分析判斷時間。故障綜合分析決策功能可自動為運行人員提供一個或多個可能的事故分析報告，便于迅速確定事故原因和應(yīng)采取的措施。

4．1故障仿真

故障仿真是進(jìn)行故障綜合分析決策仿真的基礎(chǔ)，該仿真系統(tǒng)中對真實系統(tǒng)中可能發(fā)生的故障類型進(jìn)行了分析總結(jié)，可實現(xiàn)真實系統(tǒng)中常見故障的仿真。在仿真中故障類型，分為4類，一百多個故障:

1)一次設(shè)備故障及異常，包括線路、母線、主變壓器、電容器、所用變、斷路器操作機構(gòu)、SF6泄露等;

2)保護(hù)與測控裝置故障;

3)智能組件故障，包括智能終端、合并單元、網(wǎng)絡(luò)故障;

4)低壓交直流故障。其中，一次故障可以進(jìn)行故障相別、故障距離、故障性質(zhì)(瞬時/永久)進(jìn)行分別設(shè)置。在仿真中既可以單獨設(shè)置一次、二次故障或網(wǎng)絡(luò)故障，也可組合一次、二次故障和網(wǎng)絡(luò)故障。故障仿真范圍全面，效果逼真。通過仿真系統(tǒng)在培訓(xùn)中的應(yīng)用，該系統(tǒng)能夠在故障和異常發(fā)生時，能夠真實反應(yīng)故障現(xiàn)象和保護(hù)動作情況，故障信息詳細(xì)，為故障綜合分析決策提供分析依據(jù)。

4．2故障綜合分析決策仿真的基本結(jié)構(gòu)

故障綜合分析決策仿真的基本結(jié)構(gòu)，以仿真支撐系統(tǒng)為服務(wù)器，進(jìn)行故障模擬、采集信息、建立推理知識庫、故障綜合分析推理，并將分析結(jié)果以可視化的形式在信息一體化平臺中展示出來。信息采集是對設(shè)備實際狀態(tài)信息和故障信息的采集，在仿真時通過支撐系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的采集;推理知識庫存放專家提供的告警及故障分析知識，推理機完成故障信息的綜合分析，給出推理結(jié)果，推理知識庫和推理機以數(shù)學(xué)模型的形式存放于支撐系統(tǒng)中;推理結(jié)果展示是將推理結(jié)果以一條條報文的形式展示在信息一體化平臺的告警窗口中。

4．3建立推理知識庫

推理知識庫的知識源自變電運行規(guī)程、規(guī)范及運行人員的經(jīng)驗總結(jié)，通過分類歸納總結(jié)，形成一定的知識規(guī)則，在仿真過程中其規(guī)則內(nèi)容包括設(shè)備名稱、事件、原因、推理相關(guān)信息等。它采用統(tǒng)一建模方式，可以通過修改、完善知識庫中的推理邏輯來提高綜合分析決策的功能。

4．4推理機

推理機是利用類似專家解決問題的思維方式，通過推理機來實現(xiàn)知識庫的價值。在故障發(fā)生后，推理機將采集到的告警信息、設(shè)備狀態(tài)信息與知識庫中的推理建立起關(guān)聯(lián)關(guān)系，采用正向推理策略，按照推理規(guī)則進(jìn)行反復(fù)匹配和判斷，最終給出一個或多個合理的推理結(jié)果以供參考。

4．5推理結(jié)果展示

推理結(jié)果展示既是將推理結(jié)果以報文的形式展示在信息一體化平臺的告警窗口中，告警窗口“推理信息”頁面提供簡單的故障分析結(jié)果報文信息，包括故障發(fā)生時間、設(shè)備名稱及簡單推理結(jié)論，通過雙擊該報文信息調(diào)用具體故障分析報告的展示窗口，分析報告顯示的內(nèi)容包括故障發(fā)生的時間和間隔、動作事件、故障原因、故障相關(guān)信息分析的結(jié)果。通過推理結(jié)果展示，可以直觀的看到故障綜合分析決策的結(jié)果。

5結(jié)束語

第8篇

1.1教學(xué)模式落后

一些多媒體的技術(shù)開始被應(yīng)用到電算化教學(xué)中，但在教學(xué)模式上依然采用傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)模式，僅僅是由將過去的板書或者是書本轉(zhuǎn)化成多媒體課件來展示，從本質(zhì)上還是填鴨式教學(xué)，沒有進(jìn)行互動式教學(xué)，老師在課堂上完全是個人在講述知識，而學(xué)生是被動地接受知識，對于時間性較強的會計電算化顯然不利于教學(xué)效果的提升。

1.2教學(xué)目標(biāo)不明確

會計電算化的教學(xué)目標(biāo)不明確是目前教學(xué)方面所面臨的最大問題，其主要表現(xiàn)一方面是完全遵循考證為原則進(jìn)行教學(xué)，而且這種教學(xué)目標(biāo)還具有典型性，很多院校都不同程度的使用了這種教學(xué)目標(biāo)；另一方面，以完成教材中的教學(xué)內(nèi)容為核心，并不聯(lián)系當(dāng)前社會的需要，忽略了科技應(yīng)用實踐能力的培養(yǎng)。

1.3理論不能夠緊密聯(lián)系實踐

會計電算化教學(xué)最為關(guān)鍵的要素就是要讓學(xué)生能夠充分熟悉財務(wù)理論的基礎(chǔ)上擁有一定的操作能力，這樣才能夠讓學(xué)生很快在工作崗位上發(fā)揮作用。但目前在教學(xué)過程中，更多偏重的是理論上的教學(xué)，考核的內(nèi)容也基本上是理論知識，導(dǎo)致了很多學(xué)生雖然考試分?jǐn)?shù)高，但是實踐操作能力差。

1.4老師綜合素質(zhì)有待提升

當(dāng)前，很多院校老師其理論知識認(rèn)識程度較深，是這方面的專家，但是很多老師同樣也缺乏具體的實踐操作能力。也就是說，院校中那種雙師型老師數(shù)量并不多。這無疑會影響到學(xué)生的實踐能力的培養(yǎng)。另外，老師在考核和評價學(xué)生方面也不注重實踐能力的考察，采用的教學(xué)軟件也相對單一，這些都會嚴(yán)重制約教學(xué)效果的提升。

2提升實踐應(yīng)用能力的教學(xué)策略

2.1豐富教學(xué)內(nèi)容提升實踐層次

首先，增加財務(wù)鏈賬務(wù)核算月份的內(nèi)容，讓學(xué)生能夠掌握跨月或者跨年的財務(wù)核算能力。然后，要豐富相關(guān)財務(wù)軟件的教學(xué)內(nèi)容，特別要結(jié)合供應(yīng)鏈來進(jìn)行財務(wù)教學(xué)，實現(xiàn)學(xué)生能夠充分掌握供應(yīng)鏈和財務(wù)鏈的有效結(jié)合，這樣就能夠有效地幫助學(xué)生更好地將知識應(yīng)用到實踐。最后，在軟件管理教學(xué)時，還需要增加分析預(yù)測決策等方面的教學(xué)，要知道會計電算化不僅有助于進(jìn)行基層管理，而且也有助于高層決策的管理。

2.2科學(xué)選擇軟件并及時進(jìn)行升級

由于當(dāng)前社會上存在的軟件種類很多，除了考證的專用軟件用友之外，還有金蝶等應(yīng)用都非常廣泛，這些不同的財務(wù)軟件在功能和操作等方面既有一定的雷同，也有一定的差異。因此，老師除了使用考證用的軟件進(jìn)行教學(xué)之外，還需要引入其他同行的軟件進(jìn)行分析對比教學(xué)，讓學(xué)生充分了解不同軟件之間的差異，從而有助于學(xué)生更加深入的理解財務(wù)知識，作為院校必須要對兩套以上的財務(wù)軟件進(jìn)行對比教學(xué)，要保障軟件的及時升級和更新，要與社會企業(yè)的應(yīng)用保持同步。

2.3分階段教學(xué)提升實踐的仿真屬性

會計電算化課時要科學(xué)合理增加，特別是要加大實踐教學(xué)的課時量，并從軟件操作和仿真模擬兩個階段進(jìn)行實踐教學(xué)。在軟件操作階段，主要的教學(xué)內(nèi)容是讓學(xué)生能夠充分理解該軟件所包含的財務(wù)管理思想以及具體的操作方法。而在仿真實踐環(huán)節(jié)，就需要運用實踐材料進(jìn)行電算化的核算，模擬企業(yè)財務(wù)管理過程中的電算化核算工作，并創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的財務(wù)管理環(huán)境，讓學(xué)生在這個過程中扮演相應(yīng)的角色，從而結(jié)合具體的工程事項進(jìn)行財務(wù)核算，并讓學(xué)生能夠明白自己的崗位職責(zé)和相關(guān)技能要求。通過這種類似真實的現(xiàn)場財務(wù)管理環(huán)境來進(jìn)行仿真實踐，就能夠有效提升學(xué)生的實踐應(yīng)用能力。

2.4構(gòu)建電算化實踐基地，創(chuàng)新校企合作模式

由于目前很多院校在會計電算化實踐應(yīng)用能力方面和企業(yè)相比還是存有一定的差距，為了讓院校的教學(xué)效果能夠滿足企業(yè)的需求，那么通過校企聯(lián)合的方式，構(gòu)建會計電算化的實踐基地，這樣就能夠讓學(xué)生更好地實現(xiàn)企業(yè)級應(yīng)用的教學(xué)。對于學(xué)校來說，可以提供相應(yīng)的理論知識的教學(xué)以及仿真教學(xué)材料。而對于企業(yè)來說則能夠通過大量的實踐應(yīng)用人員的指導(dǎo)讓學(xué)生能夠更加熟練地掌握企業(yè)會計電算化的主要工作模式，或者組織學(xué)生進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，企業(yè)為學(xué)生提供相應(yīng)的實習(xí)崗位，通過這種方式來消除教學(xué)和企業(yè)人才需求之間的差距。

2.5促進(jìn)老師綜合素質(zhì)的提升

針對老師在實踐應(yīng)用能力相對較低的問題，院校應(yīng)該從下面兩點來進(jìn)行解決：①要加強對老師的培訓(xùn)工作，選擇一些專業(yè)的老師參加相關(guān)財務(wù)軟件的培訓(xùn)，或者和財務(wù)軟件企業(yè)進(jìn)行合作，派老師到這些財務(wù)軟件企業(yè)進(jìn)行進(jìn)修，并讓老師參與企業(yè)的財務(wù)軟件實施或者ERP實施工作，提升老師的實踐應(yīng)用能力；②通過利用寒暑假期間，引導(dǎo)老師到企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行頂崗工作，通過具體的工作環(huán)境來提升老師的綜合素質(zhì)，從而為仿真實踐教學(xué)提升必要的實踐基礎(chǔ)能力。

2.6完善會計電算化仿真模擬實踐資料庫

第9篇

關(guān)鍵詞：項目教學(xué)法；計算機仿真；創(chuàng)新；實踐

一、前言

研究生教學(xué)有其突出的特點，他們中多數(shù)人理論基礎(chǔ)扎實，獲取書本知識能力強。但同時也存在創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力不足、工程應(yīng)用背景不夠的缺點。本人通過十多年研究生教學(xué)的實踐，結(jié)合本學(xué)院研究生專業(yè)方向、課程內(nèi)容針對性強等特點，對如何在研究生教學(xué)改革中突出培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力，增強學(xué)生的創(chuàng)新意識與工程應(yīng)用能力等問題進(jìn)行了一些改革創(chuàng)新。

二、課程定位及課程特點

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，科學(xué)研究的深入與計算機軟、硬件的發(fā)展，計算機仿真技術(shù)已成為分析、綜合各類系統(tǒng)，特別是大系統(tǒng)的一種有效研究方法和有力的研究工具，計算機仿真技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各技術(shù)領(lǐng)域、各學(xué)科內(nèi)容和各工程部門。仿真技術(shù)已經(jīng)在國防軍事、國民經(jīng)濟(jì)、社會生活的眾多領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，國內(nèi)外眾多學(xué)者認(rèn)為，仿真技術(shù)“正在成為與理論、實驗并列的第三種認(rèn)識和改造客觀世界以及科學(xué)研究的手段”，因此仿真技術(shù)被認(rèn)為是“使能”技術(shù)。計算機仿真技術(shù)是仿真科學(xué)與技術(shù)涉及到的有關(guān)具體仿真技術(shù)中最為基礎(chǔ)的部分，具有綜合性、多學(xué)科交叉等特點。為了拓寬機械工程專業(yè)基礎(chǔ)，提高培養(yǎng)對象的整體素質(zhì)，更好地適應(yīng)社會對機械工程專業(yè)人才的需求，高校工科專業(yè)的研究生應(yīng)掌握一定的計算機仿真知識與技能。計算機仿真技術(shù)課程是我校機械工程學(xué)院面向所有研究生各專業(yè)方向的研究生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，考慮專業(yè)應(yīng)用需求并結(jié)合教學(xué)實踐情況，課程目的是通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握計算機仿真技術(shù)方面的基本理論，基本知識和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為今后分析、綜合各類工程系統(tǒng)或非工程系統(tǒng)提供一種有力的工具，以便能靈活應(yīng)用所學(xué)的計算機仿真技術(shù)為本專業(yè)工作服務(wù)。一方面，基于仿真技術(shù)課程的內(nèi)容方法較多，實踐性強的特點；另一方面，授課對象專業(yè)方向較多、授課學(xué)時有限等特點，如何解決在有限的教學(xué)課時內(nèi)講授內(nèi)容繁多的仿真內(nèi)容、對計算機仿真技術(shù)課程進(jìn)行教學(xué)方法和手段的改革探索和實踐，以達(dá)到計算機仿真技術(shù)教學(xué)目標(biāo)。

三、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置和教學(xué)方法的選擇

課程開設(shè)初期，由于只是機械電子工程專業(yè)方向的同學(xué)選修，所以所講內(nèi)容基本針對該專業(yè)方向進(jìn)行設(shè)置。隨著選修人數(shù)的不斷增加，以及選修學(xué)生所屬專業(yè)方向的擴大，專業(yè)方向包括：機械制造及其自動化、機械電子工程、機械設(shè)計及理論、車輛工程、機械工程（專業(yè)學(xué)位）等，基本涵蓋了機械工程學(xué)院的所有專業(yè)方向。計算機仿真技術(shù)課程涉及多個交叉學(xué)科，緊密相關(guān)的課程包括數(shù)值計算方法、計算機編程、計算機圖形學(xué)、高等數(shù)學(xué)、自動控制原理、現(xiàn)代控制理論、優(yōu)化設(shè)計等課程。如何講出本課程的特點，并充分結(jié)合相關(guān)課程內(nèi)容，必須在教學(xué)內(nèi)容的選排上下功夫。項目教學(xué)法是一種以任務(wù)驅(qū)動、以項目為基本教學(xué)單元，將理論教學(xué)和實踐教學(xué)有機融合在一起，強調(diào)綜合能力的培養(yǎng)在研究生教育中的重要性，突出學(xué)生在整個教學(xué)過程中的主體地位。因此，為了滿足各個專業(yè)方向?qū)W生的要求，使他們能夠掌握一門工程分析技術(shù)，為后續(xù)的學(xué)術(shù)論文和碩士學(xué)位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段，本人在講授該門課程的過程中，逐年對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)考核方法等不斷進(jìn)行調(diào)整和完善。1.采取項目專題方式進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的講授，調(diào)整授課內(nèi)容，采用專題教學(xué)方法使課程主題內(nèi)容分明，有利于將仿真方法講深、講透。2.擴展所授課程內(nèi)容涵蓋的范圍，包括數(shù)值計算、優(yōu)化設(shè)計、圖形可視化、控制系統(tǒng)特性仿真、控制系統(tǒng)設(shè)計以及與外部軟件的接口等內(nèi)容，以滿足各專業(yè)方向?qū)W生的需求。3.增加與課程相結(jié)合的實驗教學(xué)內(nèi)容。計算機仿真技術(shù)本來是實踐性很強的綜合性技術(shù)，仿真技術(shù)本身是在對控制系統(tǒng)分析的過程中不斷完善和發(fā)展起來的。因此并結(jié)合各個專業(yè)研究生的不同研究方向，靈活設(shè)計若干個專題實驗，使學(xué)生學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生將該門課程應(yīng)用于實際工程的能力。4.采用多個工程應(yīng)用實例進(jìn)行教學(xué)，從系統(tǒng)應(yīng)用、數(shù)學(xué)建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等，使學(xué)生從生產(chǎn)實際認(rèn)知的研究對象，提升到理論高度的學(xué)習(xí)，應(yīng)用所學(xué)的各科理論知識和技術(shù)手段，進(jìn)行數(shù)學(xué)建模、仿真建模的建立，并對模型求解以及特性進(jìn)行分析，獲得直觀結(jié)果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，最終解決實際工程問題，培養(yǎng)學(xué)生解決工程實例問題的能力。5.結(jié)合學(xué)科前沿，進(jìn)行課堂討論。研究生在初步掌握了對系統(tǒng)的模型、仿真算法設(shè)計、仿真及結(jié)果分析這一流程后，為強化計算機仿真在實際工程的應(yīng)用概念，在此基礎(chǔ)上，以項目形式，開展課程學(xué)科前沿以及將該門課程與現(xiàn)代技術(shù)融合等專題討論。6.增加實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)研究生工程實際應(yīng)用能力。利用各種平臺，擴充計算機仿真技術(shù)資料，提供最新的仿真案例，結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊的科研課題，設(shè)計實驗項目，培養(yǎng)研究生工程實際應(yīng)用能力。

四、項目教學(xué)法的教學(xué)效果

基于項目教學(xué)法計算機仿真技術(shù)課程的教學(xué)方法改革與實踐，滿足機械工程學(xué)院各個專業(yè)方向研究生的需求，教學(xué)方法和手段的完善，使研究生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力等得到了進(jìn)一步的提高。計算機仿真技術(shù)作為工科研究生的必備研究手段和技術(shù)，使學(xué)生掌握一門工程分析技術(shù)，為后續(xù)的課題研究、學(xué)術(shù)論文和學(xué)位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段。近五年的每年30—40人研究生選課，工程碩士每年20人左右選課，課程得到了各專業(yè)方向研究生的普遍認(rèn)同。本人指導(dǎo)的研究生，發(fā)表與該課程相關(guān)的學(xué)術(shù)論文近20篇，撰寫的碩士論文均用到計算機仿真技術(shù)。

五、結(jié)束語