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1、仿真技术开展趋势一、计算机仿真技术简介计算机仿真技术是一门新兴的综合技术，它使用专门的软 件，然后通过数字作为交流的媒介传达给人。因此，当人们 通过计算机媒体浏览和观看时，他们可以有身临其境的感 觉，他们可以自由选择角度。一方面，仿真技术的应用得益 于控制工程和系统工程的开展，其中计算机仿真技术逐渐被 探索出来；另一方面，计算机仿真技术可以逐步缩短开发周 期，提高产品质量，减少损失，大大降低人力本钱，逐步提 高工作效率，在节约开支方面发挥巨大作用。二、计算机仿真技术原理一般计算机不能直接识别和处理，所以要求建立一个能反 映研究的、易于计算机处理的数学模型。可以如下列图所示:通 过了解和观察，我
2、们可以更清楚的知道自己要研究什么。我 们也可以看到，首先，模型的建立。我们提取的系统是用数 学表达的。其次，模式的转变。模型转换是通过各种合适的 算法和计算机语言，将上一步抽象出的数学表达式转换成计 算机可以处理的形式，通常称为仿真模型。该模型是计算机 仿真的关键，并实现了这一过程。第三，模型模拟实验。将 之前得到的仿真模型输入到计算机中，按照预先设定的方案 进行仿真模型，得到仿真结果。模拟是一件非常简单的事 情。但是，如何评价仿真结果，需要分析仿真的可靠性。有 专家提出了两种检验仿真结果可靠性的方法:反向验证法和置 信通道法。三、计算机仿真技术应用现在，计算机已经成为我们生活的一局部，计算机
3、的广泛 应用改变了传统的生活和交流方式。计算机加速了每个行业 的开展，计算机的广泛应用为我们的生活提供了便利。(1)交通领域。交通是一个复杂的人机系统。交通是否平安，要充分考虑 以上四个因素的作用和影响。交通平安仿真是基于虚拟现实 技术的。评价系统首先建立一个虚拟环境，然后在这个虚拟 环境中加入各种可以诱发事故的因素，最后全程跟踪评价某 一路段、某一区域的交通平安水平。计算机模拟过程是交通 平安模拟与评价系统的核心。模拟过程是可视化模拟，不同 于传统的数值模拟。比方，在评价某一路段的交通平安时， 不仅要用传统的绝对数法和事故率法来评价，还要考虑交通 人的感知和行为。在这个虚拟环境中，我们可以选
4、择不同的 交通工具，设置不同的交通环境，从交通和第三方的角度进 行事故可能性实验和分析，最终实现该路段的平安评价。同 时，它也是交通管理部门建设和改善交通设施的依据，是分 析交通事故的一种新方法。(2)制造领域。汽车制造业是机械工业的重要组成局部。大局部实验课题 的特点是难度大，领域本钱高。计算机仿真技术的引入可以 有效缓解上述问题。浙江大学研究院詹博士根据碰撞实验， 建立了乘员动态响应的数学模型。在其他方面，汽车工程学 院的熊健利用仿真技术研究了汽车的制动过程，一汽群众公 司的姚戈利用仿真技术研究了汽车转向轻便性。(3)教育领域。计算机模拟实验是近年来计算机多媒体教学中新增加的一 个领域，可
5、以根据需要即时组建模拟实验室。计算机模拟实 验强调实验的设计思想和实验方法，打破了教与学、理论与 实践、课内与课外的界限，强调实验者的主动性。通过计算 机模拟，可以加深学生对仪器的思想、方法、结构和设计原 理的理解，练习实验技能，巩固知识，提高学生的兴趣和实 验水平。现在，模拟实验已经成为现代实验的重要手段。计 算机仿真实验系统充分利用人工智能、控制理论和教师专家 系统建立内部模型，用可操作的仿真方法实现实验教学的各 个环节。四、计算机仿真技术的开展方向和趋势4.1计算机仿真技术开展方向(1)网络化仿真。随着计算机和网络的应用和开展，计算机仿真技术也在不 断完善。目前，仿真系统存在开发时间长、
6、本钱高、不兼 容、共享困难、可移植性差等问题。其次，要利用网络技术 实现仿真系统共享。系统共享在仿真系统开发中非常重要。 随着网络共享的实现，可以防止社会资源的重复开发，并通 过适当的收费来补充开发本钱。(2)虚拟制造技术。计算机仿真技术开展的另一个方向是虚拟制造技术。虚拟 制造技术是一种领先的制造技术。它利用计算机仿真技术和 虚拟现实技术，通过计算机实现对产品的管理和控制。4. 2计算机仿真技术开展趋势计算机软硬件技术的快速开展推动了仿真技术的快速发 展。近年来，仿真技术领域的新技术和新成果呈现出良好的 开展前景。(1)面向对象的仿真建模。与传统的手工建模相比，有了很大的进步，最大限度地调
7、动了计算机的符号处理能力，加快了人们对仿真对象的理解 和转换速度。该方法可以充分提高系统的建模能力。最重要 的是，仿真技术易于掌握和使用，实际操作的技术人员可以 利用仿真技术更好地为系统服务。(2)分布式仿真。分布式仿真是通过计算机网络将分散在世界各地的仿真设 备连接起来，实现空间和时间耦合的虚拟仿真环境。分布式 仿真系统可以理解为由多个子模型组成的仿真模型。在分布 式仿真系统中，这方面的现有技术包括:动态和静态数据划分 技术、功能划分技术、通信阻塞防止技术等。(3)智能仿真。在建模、仿真模型设计、仿真结果分析处理阶段，引入知 识表达和处理技术，缩短仿真建模时间，提高模型知识在分 析中的描述能
8、力，引入专家知识和推理，帮助用户做出最优 决策。智能仿真可以及时修正和维护辅助模型，实现更好的 智能人机界面，使计算机与人的交流更加人性化，增加自动 推理学习机制，从而增强仿真系统本身的优化能力。(5)其他仿真。可视化更加直观地展示了整个仿真过程，有效地区分了仿 真过程的真实性和正确性，结果简单易懂。最近的动画模拟 本质上也是一种视觉模拟。在视景仿真中加入声音，可以同 时获得视觉和听觉的多媒体仿真。在多媒体仿真的基础上， 植入三维动画，强调交互功能，可以获得支持触觉、嗅觉、 味觉的虚拟现实仿真。随着科学技术的不断开展，仿真技术 将更好地为人类服务。五、结语计算机仿真技术是在实际需要的指导下，在计算机技术、 多媒体技术和其他相关技术的支持下，结合新的建模和仿真 方法而逐步开展起来的。计算机仿真技术的开展从简单的原 型到物理模型，再到仿真结果的动态显示，再到现在的可视 化交互仿真。随着计算机科学技术的飞速开展，以及多媒 体、虚拟现实、人工智能、面向对象方法、可视化和图形界 面对仿真技术的重大影响，仿真技术的开展和应用将取得优 异的成绩。我们完全相信，计算机仿真技术已经越来越广泛 地应用在我们的生活中，它对社会各行各业的开展起到了很 好的推动作用，给我们的生活带来了更多的便利。