仿真軟體

仿真軟體

仿真軟體(英文simulation software),專門用於仿真的計算機軟體。它與仿真硬體同為仿真的技術工具。仿真軟體是從50年代中期開始發展起來的。它的發展與仿真套用、算法、計算機和建模等技術的發展相輔相成。1984年出現了第一個以資料庫為核心的仿真軟體系統,此後又出現採用人工智慧技術(專家系統)的仿真軟體系統。這個發展趨勢將使仿真軟體具有更強、更靈活的功能、能面向更廣泛的用戶。目前比較風行的是虛擬現實仿真軟體,比如虛擬現實仿真平台(VR-Platform)

基本信息

主要功能

①源語言的規範化和處理,即規定描述模型的符號、語句、句法、語法,檢測源程式中的錯誤和將源程式翻譯成機器可執行碼。

仿真軟體仿真軟體
仿真軟體仿真軟體

②仿真的執行和控制。

③數據的分析和顯示。

④模型、程式、數據、圖形的存儲和檢索。可以通過對軟體的設計來實現這些功能。

仿真軟體分為仿真語言、仿真程式包和仿真軟體系統三類。其中仿真語言是套用最廣泛的仿真軟體。仿真程式包是針對仿真的專門套用領域建立起來的程式系統。軟體設計人員將常用的程式段設計成通用的子程式模組,並設計一個主程式模組,用於調用子程式模組。仿真研究人員使用這種程式包可免去繁重的程式編制工作。仿真程式包除不具備仿真軟體的功能①以外,至少具備功能②、③、④中的任一種。仿真軟體系統以資料庫為核心將仿真軟體的所有功能有機地統一在一起,構成一個完善的系統。它由建模軟體、仿真運行軟體(語言)、輸出結果分析報告軟體和資料庫管理系統組成。

仿真平台軟體介紹

SimuWorks

SimuWorks是為大型科學計算、複雜系統動態特性建模研究、過程仿真培訓、系統最佳化設計與調試、故障診斷與專家系統等,提供通用的、一體化的、全過程支撐的,基於微機環境的開發與運行支撐平台。軟體採用了動態記憶體機器碼生成技術、分散式實時資料庫技術和面向對象的圖形化建模方法,在仿真領域處於國內領先水平。它主要用於能源、電力、化工、航空航天、國防軍事、經濟等研究領域,既可用於科研院所的科學研究,也可用於實際工程項目。

一、SimuWorks 的組成

SimuWorks平台產品主要包括

1、 仿真支撐平台SimuEngine(早期版本為Vcs3、SE2000)

2、 圖形化建模工具SimuBuilder(早期版本THAms、FigAms)、包括模組資源管理器SimuManager

3、 模組資源庫SimuLib(包括:控制,電氣,熱力,流網,電網)

4、 嵌入式實時作業系統仿真平台SimuERT

5、 仿真實時圖形系統SimuMMI

二、SimuWorks的主要特點

1、使用動態記憶體機器碼生成技術,結合分散式實時資料庫,為微機環境下分散式計算和複雜系統實時仿真,提供了高效的底層支撐平台;

2、採用面向對象的圖形化建模方法,為不同領域仿真科學研究與工程實踐,提供了通用的模型開發環境。

3、 SimuWorks將系統仿真所需要的各種功能進行了整合,形成了從開發、調試、驗證、到運行、分析等全過程的整套流水線,創立了“系統仿真流水線開發工廠”的新理念,大大提高了仿真工程項目的開發效率;

4、大型實時仿真系統中,普通的商業資料庫達不到實時性要求,SimuWorks中的SimuEngine仿真引擎提供了一個高速的網路實時資料庫,可以實現多個模型的分散式計算、動態數據顯示與線上數據修改,可以滿足大型實時仿真系統的開發和運行的需要;

三、SimuWorks 的工作流程

● 使用SimuWorks進行仿真開發的工作流程為:

● 對於系統未提供的專業模組和部分通用模組,用戶可以使用SimuManager進行擴充;

● 在SimuBuilder環境中,利用系統提供的模組和用戶自己開發的模組,根據仿真對象的組成,用圖形的方式進行模組組合,構建仿真系統;

● 配合SimuEngine的仿真支撐,利用SimuBuilder對所構建的仿真系統進行調試,直至形成穩定的最終產品;

VR-Platform

VR-Platform(英文全拼為Virtual Reality Platform,簡稱VR-Platform或VRP)即虛擬現實仿真平台。該仿真軟體適用性強、操作簡單、功能強大、高度可視化、所見即所得。

VR-Platform虛擬現實仿真平台所有的操作都是以美工可以理解的方式進行,不需要程式設計師參與。如果需操作者有良好的3DMAX建模和渲染基礎,只要對VR-PLATFORM平台稍加學習和研究就可以很快製作出自己的虛擬現實場景。

VRP虛擬現實仿真平台,經歷了多年的研發與探索,已經在VRP引擎為核心的基礎上,衍生出了九個相關三維產品的軟體平台。其中VRP-BUILDER虛擬現實編輯器和VRPIE3D網際網路平台軟體已經成為目前國內套用最為廣泛的VR和WEB3D製作工具,連續三年占據國內同行業的領導地位,用戶數量始終位於第一。

VR-Platform虛擬現實仿真平台的產品體系包含九大產品:VRP-BUILDER虛擬現實編輯器、VRPIE3D網際網路平台、VRP-DIGICITY數字城市平台、VRP-PHYSICS物理模擬系統、VRP-INDUSIM工業仿真平台、VRP-TRAVEL虛擬旅遊平台、VRP-MUSEUM虛擬展館、VRP-SDK系統開發包、VRP-MYSTORY故事編輯器。

VR-Platform虛擬現實仿真平台可廣泛的套用於城市規劃、室內設計、工業仿真、古蹟復原、橋樑道路設計、房地產銷售、旅遊教學、水利電力、地質災害等眾多領域,為其提供切實可行的解決方案。

Infolytica

Infolytica公司於1978年由Peter Silvester博士,Ernest M. Freeman博士,David A. Lowther博士(現任總裁)創立,是世界上第一個商業電磁場分析軟體公司,總部設在加拿大的蒙特婁市。海基科技是Infolytica軟體在中國的獨家代理商。 Infolytica公司作為眾多電磁軟體新技術的創始人和領導者,一直致力於電磁場有限元分析領域的技術研究和開發,致力於為電磁設計工程師提供完整解決方案。Infolytica軟體成為全世界設計者進行低頻電磁分析的首選軟體,不斷為航空、航天、汽車、耐用電器、電力、醫療設備、電子產品等行業以及科研教育等領域提供複雜的磁場、電場、熱場問題解決方案。 Infolytica產品系列主要包含MagNet, ElecNet, ThermNet, OptiNet,MotorSolve等軟體,使得二維和三維的電場、磁場以及熱場的獨立及耦合分析在同一界面下輕鬆進行。

優勢

1、利用數控仿真軟體可以彌補數控設備不足,硬體上可以利用現有的電腦機房,為學校節約大量設備投資費。數控工具機教學與實習不比鉗工或電工實習,它的設備資金投入量是很大的,如果要使每個學生都有充足的實習時問,做到一人一機的話,可能要投入上百萬甚至上千萬,這對一般的職業院校顯然是難以承受的。如建立一個滿足50人實習的數控車床實習場地,每實習崗位安排兩名學生。就需要25台數控車床。每台數控車床以8萬元計算就得需要200萬元設備投資費。而若採用數控仿真進行該工種實習教學,每一個崗位一個人也只需要50台計算機,每台以6000元計算(含軟體費)則只需30萬元即可,同樣滿足了教學需要。且由於是一人一機,可以保證每個學生有充足的時間來動手,提高實訓效果。

2、利用數控仿真軟體能有效的結合理論學習,實現同步教學。數控課程注重的是實踐性。比如對刀過程,其實是很容易的事情。但如果用傳統的教學方法,僅在課堂上紙上談兵,大多數學生將難以理解。但如果利用仿真軟體一邊演示一邊教學,通過軟體看到刀具與工件的運動,學生就很容易理解,而且能自己親手操作來加深認識,理論和實踐相互滲透交叉。還有數控操作上的問題,在黑板上講各按鍵的作用、名稱與使用,是一件費力不討好的事。藉助於UVNC4.0仿真軟體,學生一下就可以看到工具機操作面板,點擊後就馬上了解對應的功能,便於學習與掌握。實現同步教學,使抽象內容形象化,提高了教學質量。

3、理論教學套用數控加工仿真系統,可極大地提高學生的學習興趣,輕鬆教師的教學。在引入數控加工仿真系統套用軟體之前,教學中學生對自己所編的程式正確與否,是通過教師批改作業來知曉的。教師檢查程式需逐個程式進行查閱,內容多而十分麻煩。引入數控加工仿真系統進行教學後,學生所編程式可以直接在數控加工仿真系統進行模擬加工演示,對程式編寫和書寫的錯誤也能直接看出來。有問題可以馬上來修改,再仿真,直到獲取合理的答案。當學生獨立完成某一零件的編程到加工時,一定是十分高興的。讓學生在一種積極的情感體驗中,既學到了知識、又培養了能力。這樣的教學既激發了學生的主動性.又提高了課堂教學效果。

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