三维仿真论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇三维仿真论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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1．1教学方法三维可视化为了解决大学生在学习过程中理解困难和前沿性的科研促教中缺乏实验条件验证的教学问题［3］，教学团队将物理建模思想应用于教学实践中，通过三维可视化仿真，使复杂、抽象、烦琐的理论模型变得直观、具体、明了．例如:针对“空间光通信创新实验”课程中的光学天线设计及光传输、激光雷达成像和光子晶体光纤光传输等进行了三维动态可视化仿真．在对前沿性的科研促教中缺乏实验条件验证的情况下，拟采用理论建模与仿真验证方法来实现．

1．2创新实践自主化为了解决自主创新实践能力训练不足的教学问题［4］，教学团队将光通信、微波光子学等交叉学科前沿技术与创新实践相结合，构建了“空间光通信”开放式创新实践平台，建设了综合型、设计型、创新型的开放式专业实验室．依托开放式创新实践平台，开展了大学生自主研究型学习，着力加强大学生自主创新实践能力的培养［5，6］．加强科研促教，拓展创新思维，在“985高校”大学生创新训练计划支持下，实施了创新设计项目40余项．依托科研项目把学生带到学术前沿，进行了形式多样的学术研讨:教授、副教授、博士、硕士、本科生分别定期做主题报告、分组讨论、网上论坛、参加国际国内会议和暑期夏令营等方式促进学术交流，形成良好的学术氛围．学生在开放式专业实验室里自主进行理论建模、仿真设计与实验验证，在规定时间内撰写学术论文等，开展了大学生自主创新能力的培养模式．

1．3多元化的教学评价体系为了解决传统评价方式缺乏对创新实践、仿真设计与课程论文等环节的评价的教学问题［7，8］，教学团队将理论考试和平时成绩相结合，实验操作与自主创新实践相结合，理论建模仿真与课程论文相结合，构成了多元化的评价体系．例如:把理论考试成绩所占的比例下调到60%，而课程论文的比例上升到40%，通过创新项目和课程论文等方式评价学生的学习;通过课程论文答辩方式，依据“假设的合理性、建模的创新性、结果的准确性、表达的清晰性”进行综合评定，实现从应试教育到素质教育的观念性转变．引领学生朝着有利于自身全面发展的方向努力．

1．5开放式教学资源建设为了解决传统教学资源不足的问题，教学团队加强了师资队伍的建设，进行了广泛的国际、国内教学研讨和学术交流．重点建设了丰富的数字化网络资源平台网络课程含教学录相、典型实例、创新设计系列实验教案、经典物理问题、及在线实践编程等模块;适时引入在线答疑、网络论坛及现场演示与讨论等交互式教学形式，形成了模块化、交互式、开放式教学资源平台．

2改革与实践的探索

实例1大学生在牛顿式光学天线系统测试平台(图1)上做的部分实验内容:图2为接收光斑实验测试，图3为利用光束质量诊断仪器测试光斑．通过三维可视化仿真，使复杂、抽象、烦琐的空间光通信系统中的激光传输理论模型变得直观、具体、明了，解决大学生在学习过程中理解困难的教学问题(大学生创新实验设计项目)。例如:老师们课堂上在讲解光子晶体的应用———布拉格光纤光传输特性时，就采用了仿真验证手段．通过详细举例以此来鼓励学生启迪思维、大胆创新设计、勇于实践．以下是学生们根据题目的要求，在老师的指导下做的部分仿真结果图．实例2等周期结构的布拉格光纤仿真(见图4—图6)．实例3空间光通信系统激光传输特性仿真(见图7—图8)．实例4波动方程的(动态)三维可视化(见图9)．图9波动方程(动态)三维可视化图形实例5平面波用柱面波形式展开(见图10)．图10平面波展开为柱面波仿真结果图形以上是具有代表性的大学生创新实验设计．“缺陷的光子晶体在偏振分束器等光学器件中的应用”(大学生参与者:黄鹤、刘天骄、陈逸舟)被学校推荐为2010年国家级大学生创新性实验计划项目;“推帚式激光雷达三维成像创新设计”(大学生参与者:谢国洋、顾大超、童磊)被学校推荐为2011年国家级大学生创新性实验计划项目．通过这种创新事例，能很好地锻炼和培养大学生的创造能力，大大激发了学生的创新欲望和学习兴趣．

3改革的实施成果

该课程未实行教学改革以前，我们实行的是传统教学模式(理论教学+笔试成绩+实验成绩)，教学成果不理想．自从2009年本教学团队开展了对“空间光通信创新实验”课程教学研究型改革与实践的探索以来，特别是加强了针对“空间光通信创新实验”课程中的创新实践平台及《数学物理方法与仿真》、《光学天线设计》、《空间光通信创新设计实验》3本教材的重点建设．建立了1个基于大学生创新基地的空间光通信工程技术研究中心;并依托这个创新实践平台，开展了一系列的教学和科研项目．1)研发了十余个综合创新设计实验，例如:“卡塞格伦光学天线系统的光传输特性分析实验”、“光纤损耗与光纤耦合实验”、“激光准直与多波长光学天线传输实验”、“无线激光大气通信实验”等;2)2012年数学物理方法、三维可视化仿真及创新实践的“三位一体”教学模式改革获电子科技大学教学改革成果一等奖;3)教改项目:2009年“数学物理方法”教学研究与精品课程建设”，2010年“数学物理方法精品课程教学团队建设与改革”;4)团队教师指导大学生创新基金项目40余项，指导大学生40余篇(SCI收录6篇);5)开展了一系列高水平的科研项目，获得了国家自然科学基金项目2项，国家自然科学青年基金项目3项以及横向建设项目等;6)2011年建设了电子科技大学第一座2．0kW单晶硅太阳能发电站，并实现并网发电，以作为大学生新能源创新课题教学示范所用．7)发表教研论文20余篇、科研论文100余篇．取得了显著的教学成果，形成了交叉性学科前沿与创新实践相结合的人才培养模式．(教改前后对比情况见表1)．

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1、论文研究背景及意义

近多年来，由于计算机及网络相关技术的迅猛发展，世界经济发展的必然趋势就是数字化，数字城市也逐渐引起了人们的注意。那么怎样应用计算机技术来构建数字城市，近而实现城市的数字化已经引起城市规划及管理人员和城市居民的共同关注。城市仿真技术在构造数字城市过程中发挥着非常重要的作用，因此成为当前一个新的研究热点。仿真(Simulation)技术是利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术，以模拟的方式为使用者创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图形界面，使之在感知行为的逼真体验中获得直接参与和探索仿真技术对象在所处环境中的作用和变化。城市仿真(Urban Simulation)技术就是仿真技术在城市规划、建筑设计等领域中的应用，表现为人机交互、真实建筑空间感与大面积三维地形仿真，即交互式实时三维(Interactive Realtime 3D)。采用虚拟现实技术构造出来的城市视景仿真系统是数字地球的重要组成部分和支撑手段，已经被广泛应用在城市的规划、建设以及管理当中，对于城市发展规划的各个方面都具有相当重要的意义。

2、国内、外的视景仿真工具

MultiGen-Paradigm公司的MultiGen Creator的各版本三维建模软件是世界上流行的实时三维数据库生成系统的软件环境，在仿真系统中得到广泛的应用。Vega Prime是MultiGen-Paradigm公司应用于实时视景仿真、声音仿真和虚拟现实等领域的世界领先的软件环境。Urbansim是基于城市交通需求模拟分析和城市土地综合分析的新型城市发展仿真软件。MagicCity属于WinTel架构基础上的虚拟现实和视景仿真系统。我国在视景仿真系统开发的同时，也在进行仿真系统软件平台的开发。TrueSim v2.0 三维实时仿真软件平台是深圳市创想科技发展有限公司在综合了国内外多项最新三维仿真技术的研究成果以及多年来从事三维仿真研究所积累的多种经验的基础之上推出的具有自主知识产权的仿真平台。神州视景信息技术有限公司自主研发了“基于普通PC和Internet的大规模场景实时漫游引擎系统――SCVR”。 Virtools是一个实时三维虚拟现实编辑软件，可将多种常用文件格式（三维模型、二维图表、声音等）整合到一起，并具备交互功能，能够开发出电脑游戏、建筑仿真、交互娱乐等多种3D产品。

3、本文的研究目的及重要内容

本文通过研究虚拟现实视景仿真技术的相关知识，实现以我们学院校园为虚拟环境的视景漫游系统。通过对虚拟场景的构建，能够实现视景漫游中的自动漫游和交互漫游等效果。本系统应用建筑草图大师Sketchup和MultiGen Creator软件工具来构建虚拟场景中地形及建筑物的三维模型，并建立道路、树木、路灯等虚拟景物，借助Vega Prime软件平台和工具集对校园虚拟场景进行仿真，在VC++开发平台下实现三维景观及模型的交互式（以鼠标、键盘等交互方式）控制，实现了虚拟校园景观的视景仿真漫游系统。

本文主要研究内容和所做工作总结如下：

(1)了解视景漫游技术以及虚拟现实的发展，对国内外虚拟现实技术应用现状进行调研。

(2)对黑龙江农垦科技职业学院的视景环境数据进行搜集和整理，包括地形数据的获取、建筑物数据的获取、纹理数据的获取等等。

(3)研究用虚拟现实建模软件Sketchup、Creator以及三维建模技术、模型真实感技术以及模型优化技术等对地形、道路、教学楼和图书馆等建筑以及校园之中的花草树木等进行建模，构建出虚拟场景模型库，然后用视景漫游软件Vega Prime和VC++对虚拟场景进行漫游和交互控制。

(4)研究模型数据库建模和优化技术问题，模型数据库的建构、调整和优化对提高实时仿真系统中运行的速度和流畅性起着至关重要的作用，成为目前重要的研究课题。

(5)碰撞检测技术。开发虚拟现实仿真系统有一个主要目标就是能够让用户以尽可能接近自然的方式与构建的虚拟场景中的物体直接进行交互。要实现自然的、精确的人机交互功能首先要解决的是碰撞检测的问题。碰撞检测是虚拟场景中动态物体与静态物体之间或动态物体与动态物体之间进行交互的基础。在碰撞检测中有两个问题需要解决，一是检测到碰撞的发生和碰撞的位置，二是计算碰撞后的反应。而碰撞检测是计算碰撞反应的先决条件，因此，碰撞检测是虚拟环境中一个必不可少的部分。

(6)为保证虚拟场景的真实性、生动性及其对用户的感染力，对基于粒子系统的虚拟场景环境特效技术进行研究。

校园视景仿真就是在计算机环境中对真实校园的景观进行虚拟再现，采用虚拟现实相关技术，生成一个实时的、能给用户各种真实感受的三维虚拟环境。利用计算机软硬件及其相关输入输出设备，使用户可以在虚拟的校园场景中进行浏览和交互漫游，感受校园中的风景。利用这种方法可以让更多的人来了解我们的学校，对本校园的环境及交通现状等方面有更深刻的认识。

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中图分类号：TP302.8 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）16-3823-03

弹道仿真是弹道导弹总体设计及弹道设计的重要内容，许多学者在进行弹道仿真时往往注重的是弹道的数值计算，并进行二维的平面弹道演示。由于弹道导弹飞行过程中受到各种因素的干扰，尤其是对于远程弹道导弹来说，导弹的飞行轨迹会偏离预先设计的弹道平面，实际的弹道轨迹为三维的空间曲线，因此有必要研究弹道的三维仿真，以给出更加直观及逼真的弹道演示效果。

对于远程弹道导弹来说，由于其射程往往达到几千公里，进行三维弹道仿真时应考虑画出完整的三维地球，在三维地球的基础上绘制三维弹道曲线。制作三维地球模型，常见的方法是纹理映射，即将一幅世界地图图片作为纹理映射到一个三维圆球体上[1]，这样制作的地球比较清晰美观，但有两个弊端，一是由于世界地图图片包含的大量颜色信息数据，在进行三维弹道飞行轨迹演示时对电脑硬件的图形显示效果要求较高，二是缺乏立体感。本文考虑利用地球高程数据制作三维地球，在此基础上据通过适当转换将弹道坐标数据变换到地心大地直角坐标系中，从而绘制出三维弹道曲线。利用地球高程数据制作的三维地球模型立体感较好，且数据量不大，非常适合一般的弹道仿真及演示。

1 地球高程数据

数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM），是数字地形模型（digital terrain model，简称DTM）的一个分支[2]。数字高程模型是描述地表起伏形态特征的空间数据模型，由地面规则网格点的高程值构成的矩阵，形成栅格结构数据集，用以记录大地表面不同坐标点（x，y）的相应高程（z），并可以通过计算机实现三维分析和显示。

2 三维地球的绘制

3 三维弹道曲线的绘制

4 仿真实例

5 结束语

本文提出了一种基于地球高程数据的三维地球模型的制作方法，并在Matlab环境下进行仿真，绘制出了三维地球模型，并通过坐标变化将弹道位置参数转化为地心大地直角坐标，从而在三维彩色地球的基础上，绘制出了三维弹道曲线，实现了三维弹道仿真，立体感及真实感较强，实现方式较简单，为弹道仿真提供了一种有效手段。

参考文献：

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1、引言

随着数字环保概念和虚拟现实技术的发展，三维仿真系统在环境业务领域的应用日益成为人们关注的焦点。三维仿真系统全方位、多角度、高效率的管理方法和技术特性奠定了其在环境业务领域的多方面应用优势。三维仿真系统以直观、形象的可视化表达方式[1]，真实展现三维环境要素，为环境监控、环境执法监察、环境影响评价（战略环评、规划环评、项目环评）、行政审批、环境应急、环境日常业务管理及环境生态领域提供很好的“所见即所得”的平台。

2、三维仿真系统在环境领域中的应用分析

2.1基于三维仿真系统在环境领域中的应用优势分析

目前环境业务多是基于二维地理信息系统，对环境现场的分析多是使用现场平面图和现场图片等相关资料进行分析，缺乏直观性。难以对环境地域进行三维综合研究和空间分析，无法使领导部门及时得到对空间清晰、直观的认识[2]。同时环境领域涉及地形地貌，如地形起伏较大、管网密集、排口众多等，用二维的表示方法很难准确描述和进行信息精确管理。

三维仿真系统通过对大范围海量环境数据进行一体化管理，实现无缝三维实时漫游、空间多媒体信息查询、表示、分析和辅助决策，为环境管理部门进行更加清晰、直观、准确的管理环境信息提供技术支持，如：灵活漫游全面巡视重点污染源；真实的还原事故现场用于应急决策[3]；真实的模拟重要治污设施的日常运作状态。

三维仿真系统在环境业务领域的应用优势：

（1）重点风险源工艺管线跟踪分析，为企业环境安全提供可视化监控支持

三维仿真系统可对环境重点风险源如石油石化企业工艺管线进行模拟，动态显示管线内物质流向，便于管理者实时查看管线运行情况，为查堵泄漏点提供可视化技术支持。

（2）全方位展示重要治污设施运行状态，为环境安全提供基础保障

通过三维仿真系统，可实现全厂区漫游，全面展示重要治污设施分布情况及其运行状态。当某一设施出现异常，系统会进行异常报警，使管理者不必亲临现场即可了解治污设施运行状态，为环境安全提供保障。

（3）快速还原环境事故现场，为环境应急提供科学决策支持

环境突发事故现场具有不可再现性。为了对事故进行更准确的分析，可通过三维仿真系统对事故现场进行模拟还原，再现事故发生过程，为领导提供更详尽的现场信息，为环境应急提供科学决策支持。

（4）更真实表现地形地貌，辅以模型分析，为指挥调度、优化路径提供辅助支持

三维仿真系统既有地理信息系统的图形展示功能，又有真实模拟地貌的优势。在环境应急中可以通过三维仿真系统展现事故现场及周边敏感区分布情况，真实展现地势起伏及路况信息，通过模型分析为应急指挥调度及路径优化提供辅助支持。

2.2三维仿真系统在环境监控领域中的应用分析

目前环境监控领域中采用视频、红外、数采仪等形式将监控数据传至监控中心，无法对整个监控场所进行全面、多角度的监控。三维仿真系统可通过对监控场所的真实模拟实现对环境的日常监控，包括：重大风险源企业厂区漫游仿真；围绕风险单元多角度查看周边地貌信息；真实模拟工况运行状态；真实模拟设备运行状态；全面立体展现三维空间污染源分布；对环境空间及风险单元等进行属性查询等。

三维仿真系统可为环保系统领导提供了多角度、可视化的监控平台，不用亲临现场，即可掌控所有环境监控区域的风险源及工况等多种信息，提高工作效率，为决策的质量和效率提供保障。

2.3三维仿真系统在环境应急领域中的应用分析

目前的二维信息平台由于立体表现不完整，无法整体直观反映环境事故现场情况，容易导致宏观分析、决策的偏差[4]。三维仿真系统能够全面分析事故现场及周边情况，进行三维扩散模型分析，包括气象应急模型、地质应急模型、水应急模型（水淹模型、泥沙模型、水污染模型）及化学/核污染应急模型，通过模型分析直观立体展现污染扩散趋势及周边敏感源，为应急监测、指挥调度及现场处置提供重要依据；可依据地势，通过路径优化分析，为应急疏散提供直观、可视化指导，为领导决策提供全方面、直观、真实的决策支持。领导不必深入事故现场就能掌握现场真实情况，并组织专家讨论并制定正确的应急措施，发出正确的调度指令，保证应急指挥和应急调度的科学性和正确性。

同时，通过三维仿真系统可进行事故应急演练及事故回放[5]，真实模拟事故应急演练，直观展示应急流程，为完善应急预案体系、强化应急指挥体系提供参考依据；事故回放是针对事故现场不可保存性，进行事故现场还原，通过仿真事故发生过程，为领导提供应急决策支持，并为事故后评估提供有力依据。

2.4三维仿真系统在环境日常业务领域中的应用分析

三维仿真系统在环境日常业务领域的应用包括：与12369结合，快速定位事故现场，直观查看事故现场地势地形三维景观，为准确预警提供更为详尽的可视化三维信息；建设项目审批，通过三维仿真系统进行区域地形地貌查看，将设计方案导入三维场景中进行审查，在真实再现规划现状的前提下，用户可以从任意路径，以任意视点、任意视角考察设计方案，对方案进行从全局到细部的推敲和修改；环境监察、移动执法，通过三维仿真系统可真实模拟环境监察、移动执法车辆的出勤路径，为执法监督提供可视化督查功能。

2.5三维仿真系统在环境生态领域中的应用分析

环境生态日益受到人们重视，如何有效保护生态，形成良好生态人文环境已成为人们关注的热点。三维仿真系统为生态保护、生态规划提供三维仿真技术支持，领导无需到达现场即可通过三维仿真系统漫游重要生态区域并进行分析，如漫游引用水水源地、防洪堤坝、库区防洪堤拆除后对周边生态的影响分析等。对环境生态区域的规划也可通过三维仿真系统进行模拟展示，将规划前及规划后的场景进行真实模拟对比，为领导进行正确、科学的生态规划提供直观可视化的科学依据。

3、结语

随着数字环保的推进、物联网技术及三维仿真技术的发展，三维仿真系统在环境业务领域的应用越来越显现出无法替代的优势。通过三维仿真系统可真实展现环境业务领域现时情景，并可漫游于场景之中，为环境业务领域提供立体化、全方位展示，为领导进行科学的环境决策提供支持。因此，应加强三维仿真技术的研究，使其在环境业务领域的应用更为深入，为环境管理部门更加清晰、直观、准确的管理环境信息提供技术支持。

参考文献

[1]李云花.虚拟现实技术综述[J].重型机械科技,2004年04期

[2]谢义林,汪云甲.利用虚拟场景实现3DGIS的研究与应用[J].测绘工程,2006年06期

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中图分类号：TP391.9 文献标识码：A

我校机电设备维修与管理专业有一门重要课程，这就是自动化生产线安装与调试课程中的仿真实训软件开发包含可编程控制技能实训仿真、电路接线仿真功能，和自主学习搭建线路功能。为了学习者能在一个互动友发的界面上学习，并能根据已有图表资料能进行自主学习的要求，能让操作者在计算机上模拟完成各站的电气线路设计和控制程序的编程，但这些内容的选择和使用都需要一个窗口和仿问界面。因此本仿真软件还应满足以下界面设计要求。

为了使操作者或学习者方便进入这个区域学习和使用这个仿真实训软件以达到操作简单明了，清晰可见。着重于提示信息要详细、准确、恰当，便于灵活掌握应用。软件界面应布局合理，颜色得当、菜单按钮规范、用语简单明了、画面美观。仿真实训软件可调整训练进度，能及时反馈学生的操作、自测情况。

1 软件组成与设计

自动化生产线安装与调试课程的仿真软件的开发平台主要是在C语言为基础进行开发设计的，我们在机电仿真控制平台上共享其数据库。主要做开发自已工作站的三维模型，并建设电路控制库和程序代码，导入其控件中。为了能在我们的仿真软件开发和设计中能较好实现以上资源的共享和调用，我们从其设计结构四个层面来撰述：

（1）界面表示层：负责处理用户与应用程序之间的交互过程：它可以是一般的终端设备、桌面应用程序。

（2）电路设计层：定义了用户界面要显示的内容，并根据所支持的是库中已有电路。对于相应的用户要求可以进行二次制作导入相应的库中，其各级控制逻辑层会以用户的要求来定义。

（3）程序设计层：提供应用系统需要的其它功能，如：消息传送、工件调取、工件颜色的选择支持所需要程序。

（4）数据库层：存放用户应用电路模型图和控制程序数据和各种可共享模块。

为实现实时三维控制的性能和各层次结构的控制要求，首先要考虑的是框架如何分层、各层包含何种组件或对象、不同层次之层对象如何通信。

在实际应用中，也可以将逻辑层再分为若干组件集，每一个组件集完成一个相当小的小电路功能，用户界面层通常需要连接若干个组件集来完成一个单独的逻辑块后可以组合成新的控制电路模块。组件集之间也可以相互调用。本论文的框架图如图1所示，分为界面表示层、电路设计层、程序设计层和数据库四层。

2 软件的模型设计

仿真自动线教学是实际自动线控制过程在计算机上的本质实现，其系统模型主要有自动线教学设备硬件（或物理）部分和软件部分组成。硬件部分由自动线运动部件、控制电路零件、执行器等构成，软件部分则由电气控制线路、PLC控制程序和机电仿真控制平台构成。自动线中机械手是一套自动化设备接受指令的过程。对仿真自动化生产线系统模型的建立是仿真实训的关键技术。为此我们要对相关模型进行分析设计，制定出相关数据表，按一定规律导入控件中。

2.1 三层模型

三层模型是一种“界面模型+电路库+ 程序库”的逻辑分层模型，界面模型：通过调用控制逻辑层代码来获取所需要的数据，按照控制电路的运行要求适当的通过用户界面的三维动画显示出来。当应用程序被修改时，只要对表示层提供的接口不变，就不需要更新每个工作站的用户界面程序，在运行效率和可维护性上远远高于静态图分析，如图2所示。

另外要说明的是，对于不同生产线可以用不同三维模型界面表示出业，前题是设计好相应的模型。通过相应的电路库和程序库调用，这也更加方便于教学，实现网络化管理和网络化实训服务，对于教学中不同的生产线中有可扩展性和灵活性。

3 登录界面的设计

由于我们是在一个已有平台研究，有许多已知的元器件我们可以直接调用。但我们研究的自动生线是一个相对复杂、元器件比较较多并且型号多。为此我们要有所选择的进行主菜单设计，方便于教学中调取使用。具体登录界面如图3所示自动化生产线仿真软件登录界面。

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关键词：复卷机；底辊；三维造型；仿真

Key words: rewind paper machine；bottom paper axis；three-D modeling，simulation

中图分类号：TH16文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）28-0034-02

0 引言

复卷机是一种造纸专用设备，其用途是将造纸机生产出来的纸卷（称为原纸卷）进行复卷，复卷成成品纸出厂。在复卷过程中，纸幅从退纸卷上引出，绕过导纸辊、张力辊、舒展辊，通过固定位置的纵切机构，从机台下面送入纸幅使其绕过前底辊，然后卷在卷纸轴上。复卷是纸张生产中的最后一道工序，因复卷所出现的质量问题，再没有纠正和补救的机会了。在复卷机的几个组成部分中，双底辊系统尤为重要，它们对成品纸的质量有着重要影响。双底辊支撑着纸卷，其动平衡性能影响着纸卷两端的平整度，底辊上沟槽的设计，对成品纸无皱痕有决定影响。本论文选择流行的下引纸双辊无轴复卷机作为设计对象。

1 总体方案设计

下引纸整体方案布局如图1所示。

其中各部分功能如下：①退纸架。退纸架的主要作用是支承开卷纸轴，开卷纸轴在退纸架支座上由一液压驱动夹紧装置固定；②导纸辊。导纸辊装置包括导纸辊、导纸辊轴承及轴承座、压纸带装置、导纸辊传动电机及传动连接装置；③舒展辊。弧形辊舒展装置由弧形辊主体、弧形辊轴承座和弧形辊调节装置组成，用在分切和卷取前舒展纸幅；④纵切装置。纵切装置由上刀装置、底刀装置、以及上刀和底刀位置调整装置组成；⑤引纸装置。引纸装置由气动领纸引导装置、底辊引纸装置和气动压纸板组成；⑥底辊装置。底辊装置包括前后底辊、轴承、底辊传动电机、减速器和底辊气动制动器组成；⑦推纸装置。推纸装置用于在复卷完成后，将纸卷推出到接纸台上。由摆臂、同步轴、推纸辊和驱动液压缸组成；⑧压纸辊装置由压纸辊、压纸辊轴承、压纸辊横梁装置（同步轴）、气动压纸辊安全销、压纸辊线压控压液压缸以及同步齿条等组成；⑨卸纸装置：纸卷复卷完成，将纸卷慢慢放下。

2 复卷机底辊的设计

底辊的主要工作任务是为了支承纸卷，初步设计，底辊具有闷头、轴头、辊体和轴承、联轴器等组成，装配后辊体校动平衡，以适应在复卷机机架上高速回转的需要等组成，装配后辊体还应做动平衡校正。

参考文献：

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篇（8）

0 引言

工程图学课程教学理论与实践相结合是非常重要的特别是学生的动手及创新能力的培养，是理论性和实践性都较强的课程，因此实验教学环节对学好这门课程至关重要。通过加强实践教学环节，才能使学生真正理解和掌握该学科的理论知识。

工程图学课程的教学是很具体形象的，它注重机构的运动及动作 ，在理论教学中由于缺乏真实感受，学生听课时常会感到枯燥乏味、内容很难理解；机械类课程 中的实验设备大多很昂贵，有些情况下，不能完全满足相应的实验要求，尤其是对每个学生而言，学生实验通常是分组 ，对有些实验，实验设备很少时，分组的人数会很多，这样学生在做实验时会没有很多机会熟练掌握 ；因此，如果能在教学中进行虚拟仿真实验教学，不但在一定程度上可以弥补实验资源的匮乏 ，而且可以提高学生观察问题、分析问题和解决问题的能力，以求达到掌握一门专业技术技能。

1 虚拟仿真实验应用于教学中的现实意义

目前国内大多数高校的实验还是采用传统方式，即老师讲解、演示，再由学生自己动手。而国外已经从传统实验转为实物实验与虚拟实验相结合，充分利用先进的计算机设备进行虚拟仿真实验教学，取得了较好的效果。

传统的教学模式以教师为中心，知识的传递主要靠教师对学生的灌输，作为认知主体的学生在教学过程中自始至终处于被动状态，其主动性和积极性难以发挥，不利于培养学生的发散性思维、批判性思维和创造性思维，也不利于创造性人才的培养。虚拟仿真实验突破了传统教学手段上的局限。学生自己动手操作，亲身参与整个实验过程的操作，通过将实际生产的工艺过程以影像、动画等生动的形式表示，从而增强学生的感性认识和学习兴趣，提高教学效果，使其实践能力、观察能力及归纳能力等都得到很好的锻炼。虚拟实验技术创设了一个人性化的学习环境 ，使学生能够在自然、互动的气氛中进行学习。基于以上思考 ，尝试在《工程图学》教学中应用“虚拟仿真实验教学”进行教学改革的探索。

2 虚拟仿真实验设计目标

虚拟实验的开发工具主要是网络虚拟现实建模语言(VRML)和三维建模软件。VRML是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构三维世界的场景建模语言。VRML的基本目标是建立因特网上的交互式虚拟对象、场景、三维模型，基本特征包括分布式、三维、交互性 、多媒体集成、境界逼真性等，是 目前 Intenet上基于“www”的三维互动网站制作的主流语言。

虚拟现实系统的设计要达到以下目标 ：

a)要使参与者有“真实”的体验。这种体验就是“沉浸”或“投入”，即全心地进入，简单地说就是产生在虚拟世界中的幻觉。理想的虚拟环境应达到用户难以分辩真假的程度，甚至比真的还“真”。这种沉浸感的意义在于可以使用户集中注意力。为了达到这个 目标，就必须具有多感知的能力，理想的虚拟现实系统应具备人类所具有的一切感知能力，包括视觉 、听觉、触觉 ，甚至味觉和嗅觉。

b)系统要能提供方便的、丰富的、主要是基于自然技能的人机交互手段。这些手段使得参与者能够对虚拟环境进行实时的操纵，能从虚拟环境中得到反馈信息 ，也能便系统了解参与者的关键部位的位置、状态、变形等各种系统需要知道的数据。实时性是非常重要的，如果在交互时存在较大的延迟，与人的心理经验不一致 ，就谈不上以自然技能的交互，也很难获得沉浸感。

3 零、部件测绘实践虚拟辅助教学

《工程图学》课程为机械类专业一门主要技术基础课，是一门理论性和实践性都较强的课程，因此实验教学环节对学好这门课程至关重要。通过加强实践教学环节，才能使学生真正理解和掌握该学科的理论知识。本项目的实施内容主要是采用 inventor 2008，3D max，AutoCAD及 vrml软件系统设计虚拟实验系统，使之能够对齿轮油泵(图1)、减速器(图2)、虎钳 (图 3)的装配进行动态模拟 ，通过影像、动画等生动的形式对装配过程进行动态模拟 ，可以充分发挥学生的主观能动性，有利于学生获得丰富的感性认识，激发学生进一步提出问题与寻求解决问题的兴趣 ，有助于拓宽学生的知识面，有效地支持理论学习。

零部件测绘实践虚拟辅助教学技术的做法是，以实物模型为基本要素、以实物模型测绘为主线，用计算机虚拟现实的方法，制作图画和动画形式为主的直观形象，去解析零部件的形状结构和测绘过程。

将虚拟辅助教学融于测绘实践教学的过程是：布置测绘任务；观测分析实物模型；教师依据实物模型通过虚拟辅助教学课件集中指导；学生依据实物模型，参照虚拟辅助教学课件自主测绘；教师集中讲评。

虚拟辅助教学主要构件是以虚拟图象为主，配有少量文字说明的电子文档。分别是：以动画为主去表达零部件形状结构的图画集，以对零部件形状结构分析和视图分析为主的图画集，以对零部件测绘方法和过程指导为主的图画集，以对尺寸、技术要求、图样、作业要求指导为主的图画集。

4 零、部件测绘实践虚拟辅助教学技术的特点

a)基于实体的虚拟。计算机虚拟现实、虚拟三维图与构形思维和视觉及视觉心理密切相关。实践表明：没有实体模型做基准没有构形思维和视觉及视觉心理的支持，计算机虚拟现实、虚拟三维图就会成为没有意义的作品；另一方面，没有构形思维和视觉及视觉心理知识去指导计算机虚拟现实、虚拟三维图的创作，也不能获得效果良好的作品。

b)基于图学素质对测绘对象 (零、部件)的选择。选择好测绘对象是保障零、部件测绘实践教学效果的首要条件。简单化和过度复杂化都不可取，都可能给大学总体教学带来损害。选择测绘对象 (零、部件)的第一因素是考虑对学生图学素质培养的要求，其次是考虑后续课的需求。阀类、泵类、夹具类(虎钳)、减速器类是常选测绘对象，其主要原因是便于教学。按图学素质培养的要求考虑，所选零、部件的测绘内容应当尽量多的涵盖图学主要的核心内容。例如，表达方法典型、全面，结构具有代表性。按后续课的需求考虑，所选零、部件的测绘内容要含有后续课的主要要素。

5 结语

开发零、部件虚拟测绘装配实验是为了拓宽实验教学平台，改进测绘方法，提高测绘效率和品质，减轻教学负担。这一教学技术的核心涉及到传统测绘的方方面面，也涉及到现代教育技术的深层理论和技术问题。当然虚拟仿真实验不能完全替代实物实验，但可以探索将其作为实物实验及课堂理论教学的补充。

篇（9）

    车辆模拟器具有工况设置方便、试验重复性好、安全性高等优点,在驾驶培训、车辆新产品的研究和开发、人—车—环境试验中有着重要作用,良好的车辆运动模拟技术是车辆模拟器质量的保障。本文以“车辆人—机—环境模拟器”项目为依托,围绕车辆模拟器运动模拟技术中三维虚拟道路建模、车辆动力学建模与仿真、动感模拟算法等展开研究。提出了随机激励路面轮廓三维高程数据生成方法;对Vortex车辆动力学建模特别是车辆悬架参数的设置进行阐述,并给出了车辆动力学仿真的实例;提出了基于六自由度平台杆长的模糊自适应动感模拟算法,最后建立了车辆动力学、动感模拟算法与六自由度平台虚拟样机组成的车辆模拟器开发综合仿真平台。 论文阐述了项目中车辆模拟器的组成及工作原理,阐述了模拟器运动感觉模拟的机制,对模拟器运动系统做了详细的介绍,为车辆模拟器运动模拟技术奠定基础。

    给出了车辆模拟器三维虚拟道路建模所需的路面轮廓数据和路形数据建模和生成方法,为车辆动力学仿真提供路面激励数据。利用路面不平度二维功率谱密度的表达式,通过二维傅里叶逆变换法得到了路面轮廓不平度三维路面高程数据生成方法,生成的高程数据的功率谱特性和各向同性特性均优于已有方法。推导了路面轮廓中包含的随机瞬态成分的空间位移特征与路面等级的关系,提出了三维空间内随机瞬态成分生成方法。根据道路路形特征给出了三维空间曲线道路建模方法,并采用线切割方法将道路与地形进行了融合。

    阐述了Vortex车辆动力学建模的方法和流程,针对Vortex车辆动力学参数化建模的特点,设置不同的悬架参数,进行车辆行驶平顺性和稳定性仿真,然后进行结果分析对比。对不同路面类型以及各种车辆运动的典型工况进行了动力学仿真,为动感模拟算法的设计和优化提供数据支持。 针对经典动感模拟算法参数不能在线实时调整而导致平台空间利用率低的问题,在经典动感模拟算法和基于平台单自由度约束的模糊自适应动感模拟算法的基础上,提出了基于平台杆长约束的模糊自适应动感模拟算法。

    首先解决了动感模拟算法中输入信号预处理、倾斜角速度限制环节处理以及自由度解耦等几个问题,然后提出了模糊自适应算法的原理与模糊自适应规则,并对几种动感模拟算法进行了仿真分析对比,结果显示基于平台杆长约束的模糊自适应动感模拟算法具有参数调节简单意义明确、调节作用平滑无冲击、不需要考虑多自由度之间耦合作用的优点,能充分利用平台的运动空间而提高动感模拟逼真度。

    建立了车辆动力学、动感模拟算法、六自由度平台虚拟样机的Vortex、Simulink、 ADAMS联合仿真系统。首先阐述了联合仿真系统的组成、原理及作用,然后建立了六自由度平台ADAMS虚拟样机模型,并将其与Simulink相联接。以动感模拟运动的可视化与数据监控以及蛇形试验专用动感模拟算法为例,对联合仿真系统的应用进行了举例说明。

篇（10）

国内高校在读全日制研究生（包括硕士研究生和博士研究生）.奖学金面向国内高校的全部对口专业，平等对待.

2 奖学金额度

每年在全国高校评选出10名使用LMS Virtual.Lab三维多领域仿真平台进行课题研究的优秀在读研究生，给予每人5 000元的奖学金资助.

3 评定条件

(1)参评学生在读期间的学年平均成绩优秀，无不及格科目.

(2)用LMS Virtual.Lab进行研究生毕业论文相关的课题研究，且课题内容具有实际工程背景支持，最好结合实际横向项目的合作课题.

(3)命题能推动行业核心技术进步或具有明显创新研究价值.

(4)领域包含但不限于汽车、航空航天、船舶、兵器、交通、能源、通信、电子、化工、工程机械、家用电器、轻工业、医药和IT等.

(5)论文完成后应署名LMS高校奖学金资助支持，并共享论文电子版.

(6)优先考虑LMS Virtual.Lab的高校正式用户.

4 申请流程

符合条件的学生请在课题开题阶段与LMS联络，并进行意向沟通：

(1)对符合评审条件的申请人，需填写“LMS Virtual.Lab高校奖学金申请表”(下载地址为：省略/download.asp?id=1F540652-C116-4BD7-8AD7-1291255DFEDC)，并必须经负责导师签字确认和学校认可.

(2)LMS会尽快与申请人确认，并根据书面材料组织评审.

(3)按照评审程序的规定公布评审结果并发放奖学金.

5 评审程序

(1)具体评定工作由LMS负责，组织LMS公司专业技术人员和行业专家组成动态评定小组，进行综合评审.

(2)鉴于论文完成后学生将毕业离校，该奖学金将在课题开题阶段即进行初评，并在课题中期报告通过后进行复评，以确保课题的进展和质量.资助的最终依据是开题报告和中期报告，但建议申请人提前或随时通过电话、E-mail和面谈等形式与评定小组进行充分沟通.

(3)该奖学金申请尽量在正式开题之前即向LMS提交，最迟需在开题报告完成后1～2个月内提交.初评和复评结果将在LMS官方网站公布，并于每年秋季的LMS用户大会根据复评结果统一发放该奖学金.

(4)针对硕士研究生和博士研究生的论文差异进行适度把握，原则上硕士5篇、博士5篇，但暂不做硬性区分，即名额之间可作适度调剂.

(5)对所有入选的在读学生，LMS将采用租或借等形式给予最新版本LMS Virtual.Lab软件的友情赞助支持，并欢迎获奖学生毕业后加入LMS公司.

6 本年度申请截止日期

本年度申请截止日期为2012年6月15日，之后提交的申请将参与下一年度的评选.

7 联系方式