Digsilent仿真软件优缺点分析

Digsilent仿真软件优缺点分析（通用9篇）

篇1：Digsilent仿真软件优缺点分析

Digsilent仿真软件优缺点分析

1.digsilent仿真软件优点

1.1功能强大

DIgSILENT/PowerFactory软件包含了几乎常用的所有电力系统分析的功能，如潮流、短路计算、机电暂态及电磁暂态计算、谐波分析、小干扰稳定分析等。

DIgSILENT/PowerFactory软件能够实现的功能有：

1、AC/DC潮流计算分析

DIgSILENT/PowerFactory可以描述复杂的单相和三相AC系统及各种交直流混合系统。潮流求解过程提供了3 种方法以供选择：经典的牛顿—拉夫逊算法、牛顿—拉夫逊电流迭代法和线性方程法（直接将所有模型作线性化处理）。在进行潮流计算的同时，DIgSILENT/PowerFactory 还有变电站控制、网络控制和变压器分接头调整控制可供选择。仿真结果可查看过载元件，可在图中以不同颜色显示对各元件的电压和负荷大小，仿真结果直观，便于对潮流结果进行分析。

2、故障分析

DIgSILENT/PowerFactory故障分析功能既可以分别根据IEC 909、IEEE std141/ ANSI e37.5 以及德国的VDE102/ 103 标准进行，也可以根据DIgSILENT/PowerFactory自身所提供的综合故障分析(General Fault Analysis-GFA)方法进行。DIgSILENT/PowerFactory故障分析功能支持几乎所有的故障类型（包括复故障分析）。

3、动态仿真

DIgSILENT/PowerFactory软件提供的仿真语言(DIgSILENT Simulation Language – DSL)，使用户可以自定义模型：任何类型的静态/动态的多输入/多输出模型，例如电压控制器、PSS 等。该软件既可以进行短期（电磁）暂态仿真，也可以进行中期（机电）暂态仿真和长期暂态仿真。DIgSILENT/PowerFactory几乎可以仿真各种类型的故障。仿真过程中的

任何变量(包括DSL 所提供的)都可以被观察，并可将其通过虚拟表计功能(VirtualInstrument-VI)绘制成曲线图。此曲线图可以被保留，以便于与其他仿真过程进行比较。

4、谐波分析

DIgSILENT/PowerFactory可以模拟各种谐波电流源和电压源，并提供计及集肤效应和内在自感的与频率相关的元件模型。在综合考虑网络中所有元件后，计算出三相谐波电压和电流的分布（非平衡谐波潮流），确定和分析谐波失真系数，并以合适的步长绘制网络频率响应图。

5、保护分析

DIgSILENT/PowerFactory多额外的原件如CT、VT、继电器等，同时还允许用户自定义保护方案。所有这些保护元件在静态、暂态情况下都能够使用。在所有可能的仿真模式如潮流分析、故障分析、机电暂态和电磁暂态等情况下这些保护元件都能够响应。

6、可靠性分析

DIgSILENT/PowerFactory提供的可靠性计算将系统充裕性和安全性进行了综合考虑，主要包括三个方面：预想事故分析、发电可靠性估计和网络可靠性估计。

7、最优潮流计算

最优潮流计算是对基本潮流计算的有效补充。最优潮流计算主要采用内点法，并提供了多种约束条件和控制手段，其考虑的目标函数主要有最小网损、最小燃料费用、最大利润及最小区域交换潮流。

8、配网优化

DIgSILENT/PowerFactory能够实现以下三种优化功能：电容器选址优化、解环点优化、电缆补强优化。电容器最优选址用于确定电容器在安装至配网时的最优位置、型号以及容量，使用梯度搜索或Tabu搜索方法。解环点优化能够在满足电网电压和负荷要求的同时通过改变网络拓扑最小化网损。电缆补强优化能够对过载电缆实现最经济有效的升级，针对给定的电缆成本和电压跌落限值能够自动选出相应的电缆。

9、低压网络分析

DIgSILENT/PowerFactory的低压网络分析使用户能够实现：根据连接到某一线路上的用户数量来定义负荷、考虑负荷的多样性、在进行潮流计算时考虑负荷多样性并计算电压最大跌落值和最大支路电流、自动进行电缆补强、电压跌落和电缆负载率分析等。低压网络分析是DIgSILENT/PowerFactory软件的标准特征之一。

1.2数据兼容性好

（1）可与PSSE/E和PSS/U等电力系统仿真软件的数据进行转换。（2）可以通过Excel进行数据的输入和输出。

选择―编辑计算相关对象‖，再选择相应的元件，可对电网拓扑中元件的参数人工地进行大面积修改。如图1-1所示，电网有888个低压负荷，可通过excel表对基本参数中的一列或者几列参数进行修改。潮流计算后的各节点电压标幺值也可进行拷贝。有助于配电网潮流计算和分析。

图1-1 电网低压负荷基本参数

（3）可与matlab进行联合仿真。1）新建一个block

2）在classification中选中matlab m_file 选项，并连接.m 文件（在调用m文件时应注意输入和输出变量要对应）如图1-2所示。

图1-2 2.digsilent仿真软件缺点

（1）在配电网潮流计算时，同一网络拓扑中各节点的负荷是不断变化的，对同一拓扑进行多次重复仿真时，人工修改网络中各元件的参数工作量很大，需要让仿真软件自动调用和修改各元件的参数。digsilent访问数据的方式有两种，1）通过图形用户界面；2）通过数据管理器，如图1-3中内容所示。数据能以dz的格式导出，dz文件其他软件不能直接读取和修改里面的数据。对自动读取数据进行重复仿真带来困难。

图1-3 digsilent数据结构基本概念

3现正在解决的问题

3.1每个时刻各负荷的参数如何调用

以低压配电网为例，进行准动态仿真，时间周期为一天，同一条线路分别以8小时为步长，3小时为步长和15分钟为步长进行准动态仿真，一天中某线路负荷率的变化曲线如图3-1所示。既然一天中某条线路的负荷是一条曲线，那么每个时刻该线路的负荷大小是变化的，而不是一个定值，那么各负荷不同时刻的参数存放在哪里，以什么格式存储的，是怎么调用的？

图3-1 某线路一天中不同时刻负荷率变化曲线 3.2负荷参数设置框图中电压实际值为什么不会发生变化

以节点2616为例，改变这条馈线上其他节点负荷的大小，该节点的电压应该是会发生相应的改变的，如图3-2所示，是三次改变馈线上其他负荷的大小时，该节点的电压标幺值。但是在该节点处负荷的参数设置框中，显示的当前实际电压值一直是0.4kv，不发生改变。如图3-3所示。

图3-2 改变馈线负荷时节点2616的电压标幺值

图3-3 负荷参数设置框图

篇2：Digsilent仿真软件优缺点分析

我总结了一些有名气和没名气的共计25种股票软件的优缺点.1.【大智慧】大智慧分免费版和收费版, 大智慧的市场策略非常成功,使得它已经成为国内最大的股票软件商,它的免费版看动态行情非常方便,也很稳定,F10功能更新也及时,他的动态提示股评信息有的人觉得好,有的人觉得烦,属于众口难调.收费版主要内容是Level2和TopView,主要是提供一些更进一步的数据内容.【大智慧】的主要作用是看行情和提供数据,基本不具备智能分析决策功能,不要对【大智慧】奢求什么, 即使是收费版,它只是个基础软件

2.【同花顺】同花顺的数据平台与【大智慧】不一样,各方面不如【大智慧】,但它可以看港股,所以,我的电脑里基本都会备一个.同花顺也是免费软件.3.【通达信】通达信尽管很努力,但影响力比【大智慧】差很多, 通信达的速度比【大智慧】快,F10也比【大智慧】好,所以,我会同时开一个通达信看行情;通达信也是免费的,是看行情的上品.4.【钱龙】不用钱龙很多年, 【钱龙】是个不思进取的公司,曾经霸占了中国股票软件绝大部分市场,但如今只是用在营业部看行情,全部是传统的指标

6.【操盘手】这是个靠吹牛发家的股票软件,什么BS点,准确率很差,长期用你能赚的话,那绝对是因为你本身厉害,那种准确率怎么能放心呢!但是他们在营销上倒是下了很大的力气，无论是从整体包装还是老师讲课等等各个环节我觉得做的都是很到位。

7.【分析家】据说分析家的软件平台是改编自“印度”,软件部分编得确实好,很快,是我用过的最好的,但遗憾的是分析家只是个平台,几乎没有股票方面的核心内容,是自编公式开发研究最好的股票软件,正是由于只有传统指标没有核心股票技术指标函数供调用,使得用户无法开发出真正能实战的公式,随着数以万计的公式爱好者对公式的绝望,这个曾经雄霸中国的软件巨人最后倒闭被【大智慧】兼并.【分析家】与【大势场】是中国股票软件业的2个极端, 【分析家】重编程轻股票技术, 【大势场】重股票技术轻编程,如果两家取长补短,那中国基本就不会再有其它名字的股票软件了.9.【机构时代】就是胜龙软件,这家公司基本没有什么核心技术,所以,在市场的影响力越来越小,到了被淘汰的边缘,现在胜龙剑走偏锋,搞收机行情软件.10.【指南针】我的朋友很多都用过,最后都坚决放弃不用了.问题就出在它实质上就是一个

【分析家】软件的翻版,只是软件界面不同而已,选股抗风险能力太差,碰到股市大跌,就会陪得很惨.11.【天狼50】是【指南针】的原班人马开发的,是什么玩艺俺就不说了.你想再证明一次俺不反对.现在主要做TopView数据,它们是成功的商人,但其技术.绝对一般,但很会起名字.13.【大参考8.0】一半是软件,一半是股评,软件部分相当平常,就是一些平常的指标,股评就和其他股评一样,不是真正在做软件,买这种产品就和入会一样,不能说毫无价值,但如果你按着做,那就是你傻了,只能参考,真正的价值在3百元,但却卖近3千元,价值严重“虚高”的一款软件!

14.容唯软件, 用过容唯软件的都知道其是个”技术上的大滑头”,过去的“5级方圆图.”欺骗性跟指南针有得一比,容唯的技术水平不高, 没有什么实质突破.15.【利多方舟】常规的指标改头换面,平淡无奇的股票软件硬是靠广告支撑着,16.【超级波段王9.8】这是个搞怪的软件,居然靠数据不让人下载来防止盗版,内容多为分析家公式选股改编而来,选股准确率不高,用了就感觉不爽,速度很慢,技术都是老技术,没有解决选股准确率的问题,17.【麒麟短线王】到某些营业部开户就可以送麒麟短线王,好几年前就有了,也做过一些广告,但还是老问题,准确率不好,用久了你就不敢再用了,现在只能当赠品了.18.【南征北战短线王】这款股票软件信号多,准确率70%以上,不含水分,价格便宜,但准确率要超过很多上万块的软件;

19.【弘历布道】很多指标功能都来源于分析家公式,太平常了,真不知道还能拿出来卖;

20.【决策天机】这是款低端软件,价格很低,多为常规功能,技术还相当不完善,尽管升过几次级,但仍然毫无亮色,几乎找不到意在实战作用的指标,作者可能自己也处在彷徨之中.21.【富贵满堂】这是个股票软件+股评的结合品,价格不高,作用不大,指标分析复杂,我竟然看了10分钟以上才看懂,效果不好,出错也多;

22.【证卷之星傅吾豪版】这就是一款软件,看看行情,看看资讯,人家没吹过,也没人崇拜过,我也就不能说什么了.23．【牛道天下】这一款软件也没有什么特别之处，也就是在一些免费的技术分析软件上做一些简单修改而已，使用价值不大，市面上知道这个软件的人也不是很多。

24.【大连北部资产】这是一套所谓的基本面分析软件，在市面上充斥着都是技术分析决策软件的今天，的确做基本面分析软件的不是很多，但是并不否认基本面分析不好，见人见智吧。但是这软件就是把一些基本面数据用图表化的形式表现出来，从技术含量看几乎没有，类似的免费软件也有一些，因此也没有什么价值，同时很多股友也是看不懂的，^_^。

25．【博尔证券量化交易系统】这是一个目前市面上唯一叫做“量化交易”的软件，新颖之处在于其摒弃了传统的一些技术分析指标，其核心是从国外引进的量化交易模型，软件从中期操作策略和短期操作策略入手，再结合价值分析、数理分析以及主导动能等全新概念，给股民买卖参考，具有一定的实战性、准确率高，同时使用简单，在网上搜索“博尔证券量化交易系统”就可以找到它。但是在目前技术分析占主导的市场中（羊群），此类软件是否能够得到股民青睐，不得而知。总结：

个人推荐广大股民可以关注：大智慧（看资金面。PS别花钱，用那个牛股论坛的免费版就行）、招财猫证券投资决策系统（看机构资讯和买卖点）、分析家（看里面的指标）

上述三款软件刚好涵盖了炒股当中的资金面，基本面和技术面。感兴趣的朋友可以试试看

总的来看，目前市场中的各类投资软件真可谓鳞次栉比，五花八门。但是从本质上而言，无论是叫什么名字，都是一些技术分软件升级产品。都是一些换汤不换药的东西。真正能给投资者提供帮助的不多，目前从国际上来看，由于计算机的普及，证券软件已经进入了一个新的时代，人云亦云的股票软件已经过时，只有技术独特、理念先进，并且具有一定实战性和准确性的软件才会是我们真正需要的！因此我们也呼喊在市场上能出现一些真正的颠覆目前市场上所有软件，全新的一个产品出来，真正出现一个到对我们中小投资者有帮助的产品。

涨停先锋特点

涨停先锋是一款利用华尔街超短线风险量化数理模型，专门盘中捕捉具备涨停潜力的异动股的高智能软件系统。它通过蓄势、冲关、涨停三大模型专门狙击盘中涨停个股。准确率极高。运用这款软件了一带您天天捕捉涨停板股票。你们的软件准确率能有多高？

答： 这要看您对成功的定义，如果您要求每一次买入信号都能赚钱，那么除了使用“未来函数”编写的指标外，现在还没有哪一个指标能做到，而如果是要求抓住任何一次大的上涨行情，回避每一次大的下跌行情，在个股上实现稳定收益，则涨停先锋可以说是100%。

答： 经过我们多年的实战系统得出，在强势行情下，涨停先锋III几乎天天能抓住涨停板。在震荡行情中，涨停先锋III的成功概率能够达到90%以上，在弱势行情下涨停先锋III有时候会没有选出股票，那时候建议用户空仓操作回避风险。市场出现反弹机会的时候再去操作，这样反复下来整体的成功率能够达到85%以上。涨停先锋III每天会选出多少股票？

答：涨停先锋III由于是专家在盘中捕捉涨停板的超短线软件，它会根据不同的行情选出的股票数量也是不同的。在强势行情下市场中涨停的股票很多，它会根据市场最佳的买点一一把具备涨停过的异动股选出来。在震荡行情中涨停的股票数量会减少，它选出的股票数量也会减少。涨停先锋和市场上别的投资软件最大的不同时什么？

篇3：Digsilent仿真软件优缺点分析

一数控加工仿真软件最适用的条件

第一, 对于刚刚接触数控机床的学生, 由于对数控系统不熟悉, 心理上难免有压力, 上了机床之后不敢随便调节机床上的开关, 使得学习进展较缓慢。使用数控软件, 可以在一定程度上了解数控机床的特点, 对对刀、程序输入、操作等有初步印象。教师在此过程中也可以了解学生掌握所学知识的情况, 做到心中有数, 以便在今后教学中进行适当调整。

第二, 作为安全操作的前提培训。在一定程度上, 数控加工要比普通设备的危险性大。这是因为在加工过程中, 走刀等受程序控制, 有一定的不可预知性, 一旦进行加工, 完全由系统控制。特别是在对系统不熟悉的情况下, 不能很好的预读下一步操作, 也就是不知下面所要进行的动作。如果直接上机床, 机床事故的发生率比较高。对学生及机床本身而言都极不安全。

第三, 在需要大量操作的练习时, 由于受设备数量及教学课时的限制, 这样很难保证让所有的学生都有上机床熟悉数控系统的机会。在一定程度上可以使用仿真软件替代。

第四, 进行初步校验程序。如果让学生全部上数控机床进行加工及校验程序, 需要很长的时间。如果一个班以30人计算, 一个简单程序要2个小时左右, 一个班要60小时, 所需时间太长, 这是不允许的。我们可以在仿真中进行校验, 然后到设备中进行按类似性分组加工校验, 可大大缩短时间。

二数控加工软件的教学优势

第一, 由于数控技术发展速度较为迅猛, 数控机床的升级换代周期较短, 如果大量购置数控机床, 一段时间之后, 社会上的主流数控系统有所更新, 对于学校来说, 为了不与社会需求脱节, 无疑也需更新机床, 而这种投入非常大。相对而言软件的更新较快, 费用不高或者不需费用。

第二, 数控加工仿真软件大都有互动教学, 老师和学生可以实现实时双向互动观察, 在教学过程中有很强的实用性, 数控仿真软件可用于远程网络学习、作业、考试等, 并实现答卷保存、自动评分、成绩查询和分析等, 轻松实现无纸化的考核与测评。如今很多院校已将此功能应用于职业技能鉴定中。解决了考试用机床的紧张问题和试题的泄漏问题。

第三, 丰富了课堂教学, 可以作为第二课堂的补充。我们在讲解命令时, 可以使用软件进行演示, 有效激发了学生的学习兴趣, 提高教学效果。例如, 我们在讲复合循环进走刀路线, 在数控加工仿真软件中进行刀路观察, 可以很好地理解命令, 要比在机床上优越得多。对于非数控专业的机械学生, 在学习本门课时, 可以考虑以数控软件为主, 完全可以达到教学要求。

第四, 降低教学成本, 减少时间投入。数控软件一次性投入后, 以后的维护费用很少, 如果在机床上进行加工材料、刀具、机床维修维护等费用, 对于学校而言, 是一笔不小的开支, 而使用数控软件可大大降低成本。比如完成一个工件的加工模拟。由于是在虚拟的环境中进行加工, 所以完全不存在零件及刀具的损耗问题, 这可以大大降低教学成本。在机床上的耗材费用要是模拟时的数倍或十几倍。我们可以为每一名学生准备电脑模拟加工, 但很难达到为每一名学生准备一台设备进行加工, 数控软件在教学时间紧的情况下其优点更加突出。

第五, 可以在虚拟的数控机床中实现“零件装夹”、“选择加工刀具”、“安装刀具”、“对刀”、“设置机床参数”、“编辑或导入数控程序”、“模拟加工”、“测量零件尺寸”等操作。另外, 对学校而言不可能将所有系统配齐。这就导致学生所学与工厂所用可能不符。而数控仿真系统则具备“一个软件多种系统”的优势。大多数控加工软件, 可以进行多系统的操作。甚至可以选择国内外主要生产厂家的产品, 这就增加了学生练习多机床的机会。为今后就业开拓了视野。缩短了适应其它类型设备的时间。再则, 数控加工软件中进行的撞刀、切削过多、过切等检测, 在实际加工中, 一般数控机床是不会检测的, 这也让学生在加工前就能处理危险。对这些概念也有进一步的掌握。

当然, 数控加工软件毕竟是一种模拟手段, 不可避免地存在缺点。我们在使用过程中一定要注意。

三数控加工软件使用的主要缺陷

第一, 如果学生长期使用模拟软件, 会造成安全意识薄弱。因为我们在模拟过程中, 不论出现什么样的错误也不会造成机损 (毁) 人伤 (亡) 的情况, 长此以往, 学生的安全意识就会下降, 这一点教师一定要注意。特别是进行上设备加工前, 一定要做好前期工作。

第二, 数控加工模拟软件的加工工艺不好, 可以说基本没有。它不涉及加工材料特性、刀具材料及强度、设备功率、切深、走刀速度、主轴转速等改变对加工结果的影响, 而在实际操作过程中, 这些都直接影响加工结果的质量。只要是在加工过程中切深不大于刀刃就不会报警。而且大多软件在换刀时与工件相撞不会报警, 能继续加工。另外, 它也不会产生在实际加工中所有的一些问题, 比如让刀、加工精度、刀尖磨损等, 它也没有办法判断表面粗糙度位置精度。而这些恰恰是在实际应用中十分重要不能欠缺的因素。因此, 在教学过程中, 要注意对学生加工工艺的指导和检查, 把这些错误在软件模拟时消灭掉, 否则会造成学生设计加工工艺的随意性, 出现安全隐患。

第三, 毛坯、装卡和对刀过于简单, 不能和实际操作相比。例如我们加工长轴时, 必须用顶尖。但在模拟中有没有顶尖不会影响加工结果。毛坯则只有圆柱和方形而已。装卡只有卡盘、压板和虎钳。更不用说组合装卡了。这些和实际相比相差太多, 我们只能在实际中进行训练才能真正提高操作能力。

四结束语

一个模拟软件用得好的学生, 不一定是在实际加工过程中做得好的学生, 它们之间还有一定的距离。需要我们进一步的练习和总结。我们只有很好地掌握了数控加工模拟软件的特点, 才能很好地利用之。要发挥其优势, 加强工艺、安全等方面的强化训练, 才能培养出一名合格的人才。要把模拟软件和实际加工有机的结合起来, 做到自然过渡。作为教师, 我们要记住, 培养的学生不是模拟软件操作人员, 而是要让其成为一个优秀的操作者和工艺人才。

摘要：数控加工软件在教学中有着不可替代的作用, 当然也存在不容质疑的缺点。在应用中要充分发挥其作用, 就要与生产实践紧密结合。

关键词：仿真,软件,生产实践

参考文献

篇4：Digsilent仿真软件优缺点分析

关键词：数控加工 仿真技术 优点 缺点

笔者学校要求数控技术专业学生在中专毕业之前必须拿到数控车中级工证书，每个班会集中2周时间进行数控车培训。但是受资金制约，学校只有5台数控车床。以1个班30人为例，每6名学生1台机床，1个学生练习的时候，其他5人就没事可做了，这样很不利于学生动手操作训练。针对这一情况，笔者采用数控仿真软件教学，使每位学生都能单独模拟操作机床。这样以仿真教学为基础，与数控机床实际操作相结合，学生考证就比较轻松了。

一、数控仿真软件的优点

1.能实现一人一机，激发学生学习兴趣

笔者学校专门留出一个机房，在电脑上安装数控仿真软件，辅助数控加工教学。在试用了几家数控加工仿真教学系统后，笔者最终选择了斯沃仿真软件。此软件性能比较稳定，与常用的各类数控系统有比较好的兼容性，操作方法及使用和真实机床基本相同，并能进行手工编程和CAM编程练习。使用数控仿真系统能使学生每人一机进行模拟操作加工，大大激发了学生的学习兴趣。

2.减少了数控机床的购置费用及日常损耗

首先，学校对数控技术课程设备的投入，动辄几十万甚至上百万，所需场地面积大，如果采用仿真模拟，一个计算机教室及一套软件即可，可为学校节约开支和场地。其次，在数控机床上进行练习，毛坯的用量很大，一次实习课下来，每位学生最少要用1～2个毛坯材料。学生加工时，由于操作不当还会出现撞刀现象，需要经常换刀片。引入仿真实习，最大的益处是节约了原材料、量具、刀具设备等的投入，极大地降低了实习消耗，且刀具不会因为进给量过大而损坏。

3.能实现和真实上机操作一样的教学效果

斯沃软件中的数控机床是一台模拟的机床，机床的操作面板是根据真实数控机床进行设计的，操作起来跟真实的机床基本相同，可以在虚拟的环境中进行编程和操作完成整个零件的加工。当程序执行时，程序内容、刀具的走刀路径及走刀的各个点的坐标值都可以同时显示在一个窗口内，使操作者一目了然，随时监视和控制机床，身临其境般地感受零件加工的整个过程，起到和用真实设备一样的教学效果。

4.操作安全性高

仿真操作是模拟的过程，不会对工件、刀具、量具及机床造成损坏，更不会因操作失误对学生造成人身伤害，操作起来比较安全。

二、数控仿真软件的缺点

1.设置加工参数随意性大，产品质量无法保证

仿真操作是对零件加工的模拟，是一个虚拟的过程，只要程序正确就不会出现加工问题。所以学生在使用仿真软件时，可以随意设定相关参数。但是在机床上加工零件时，会出现很多情况，导致机床无法正常工作。学生一旦养成随意设定相关参数的坏习惯，在机床上实际加工时就会忽略对参数的把握，不能保证尺寸的精度、表面粗糙度等，从而无法保证产品质量，更有甚者发生碰撞等事故。

2.缺乏现场的亲身体验，安全意识比较淡薄

操作人员在零件的实际加工过程中，根据数控机床的异常情况可以及时调整各项参数，从而减小数控机床发生故障的概率。譬如说看到情况不对，及时按下急停按钮或直接关闭机床。此外，加工中不能将头和手靠近卡盘或工件，不能戴手套，女生必须盘起长发、戴上帽子，加工前要关闭机床安全门等等。但在使用仿真软件时，上述各個环节都可忽略不计，从而造成学生安全意识淡薄。

仿真软件有它的优点，也有它的不足，在实践教学中如何扬长避短，发挥出它的作用，是教师应该探讨的问题。笔者在教学中，先利用课堂编程教学结合仿真教学，给学生大量的时间进行模拟操作，到学期结束前数控车集中培训的时候，学生有一定的基础，操作起来就得心应手了。但数控仿真软件和实际加工还是有一定差距的，不可以让软件仿真完全代替实际加工训练，只有在教学过程中科学、合理、有效地利用仿真软件为教学服务，才能促进教学质量的提高。

参考文献：

[1]吴波，伊延吉.仿真软件在数控教学中的应用浅析[J].科技信息，2010（19）.

篇5：Digsilent仿真软件优缺点分析

Auto CAD是美国欧特克公司首次于1982年开发的自动计算机辅助设计软件, 用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。CAD就是计算机辅助设计, 策划工作者使用电脑以及图形软件策划图纸。在策划中会设计出很多方案, 然后使用电脑对各个方案之间进行对比, 选择出最佳方案;设计的资料不管是什么形式的, 数字、图形或者文字都能够输入到电脑的存储中, 同时进行搜索;策划工作者经常使用草图功能进行策划, 剩下的把草图改作成工作图的任务都由电脑继续进行;用电脑自动形成的策划结果, 能够在很短的时间内出具成图, 便于策划工作者能够在最快的时间内对成图进行修整;使用电脑可以对成图开展编写、扩大、减小、移位以及转动等加工作业。

机械制图是指使用图画样式详细具体的描述出设施的构造类型、大小规模、工作方式。图纸内容有图案、数字、文字、字符构成, 能够详细具体的表现出设计目的, 就像是工程的语言表述出工程的详细内容。因此, 要想在现代社会成为一名杰出的策划工作者, 一定要熟练掌握CAD技术。

2 Auto CAD与机械制图的建模关系

计算机辅助设计中使用的三维建模方式有线框、表面以及实体模型。在一些辅助设计中拥有实体建模性能的, 都带一些最根本的系统。在计算机辅助设计中拥有实体建模的程序中, 能够供应六中最根本的系统, 有球体、圆锥体、楔形体、立方体、圆柱体以及环状体。针对比较简洁的配件, 可以对它的构造开展分解, 把它划分成几个最根本的形体, 然后对这些分解的基本图形使用三维实体程序进行造型, 造型之后再使用差、交、并等方式等计算, 就能够在计算机中获得配件的模型。针对一些比较繁琐的配件, 一般很难划分为多个基本体, 划分之后也因为划分的个数过多, 致使不好成型。因此, 实体程序中仅仅的拥有这六个体系完全不够用。所以, 可以在二维几何原素结构中预先对其形状进行设定, 在三维实体程序中经过扩展或者转动获得临时的基本体, 然后再经过差、交、并等方式取得配件三维方式的实体模型。

3 CAD在机械制图中应用的优缺点分析

伴随着信息技术的飞速发展, 信息技术在越来越多的范围内得到了普遍的使用, 现在已经慢慢的进入到机械项目范围内, 为设施项目的前进以及强化起到了推动的作用。把计算机辅助设计运用到设施装备生产制作范围内, 有很多明显的长处, 不过也存在部分不足, 详细解析如下:

3.1 优点

3.1.1 符合人的思维过程。

《机械制图》机械设计师在设计时总是先构思后表达, 由于脑海中构思出的产品形状是三维的, 因而直接建立反映产品真实几何形状的三维实体模型自然是理想的表达方式。这可使机械设计师更加专注于产品设计本身, 而不是产品的图形表示, 符合机械设计师的创新意识, 有利于设计的连续进行。

3.1.2 零件设计和修改非常方便, 极大提高了制图效率和质量

使用三维CAD系统软件, 可以在装配环境中设计新零件, 也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件, 既方便又快捷, 还可保证新零件与相邻零件的精确配合, 避免了单独设计零件出现错误而导致装配的失败。比如, 可以在装配环境中根据箱体的形状及其他的配合要求快速准确地设计出所需要的箱盖来。手绘绘图一旦画错, 修改非常费事, 甚至从头来过;CAD绘图则可以一只鼠标做你想做的任何事情。更重要的是通过CAD软件的功能可以轻松地解决一些手工处理无法解决的问题, 如复杂的投影线天生问题、尺寸漏标问题、漏画图线问题、机构几何关系和运动等等。为生产细腻、复杂的精细零件提供了一个条件。

3.1.3 设计成果可以重复利用。

当下盛行使用的三维计算机辅助设计软件中拥有大量的分类图库以及通用详图, 机械策划工作者能够直接的使用。一样的工作越多, 其高速度特点就能够更显著。

3.1.4 精度提高。

机械设计的精度一般标注到毫米, 结构计算的精度也不是很高, 施工时的精度更低, 但对于一些特型或规模大、复杂的机械离开了三维CAD困难将成倍增长。三维CAD在日影分析、室内声场分析、灯光照度分析等方面的计算精度、速度也是手工计算无法比拟的。实现高精度条件, 为后续生产实现环节奠定良好基础, 用CAD计算出的尺度精度远比手工制图的精度要高很多, 为生产环节省去了很多不必要的麻烦, 并且, 利用CAD制图的图形自动调整和匹配功能, 也可以省掉许多自行设计和计算的麻烦。

3.2 缺点

3.2.1 CAD技术对设计思想的束缚。

因为受到计算机屏幕大小的制约, 策划工作者一般都只重视策划的部分, 对整体性的控制不全面, 致使设施的图纸在比例以及规模上不达标。在三维计算机辅助设计中, 其对图形数据的精确度要求很严谨, 在策划过程中不能存在任何模糊不清的数据, 致使设计没有创新。还有三维计算机辅助设计软件本身性能的限制还有设计工作者对这种软件使用是不是能够全部精通, 致使很多优秀的想法、新意都不能使用三维计算机辅助设计体现出来, 设计工作者的思维、灵感被约束。

3.2.2 CAD技术扼杀艺术。

机械由科学技术、文化、艺术、哲学构成的一项知识。机械不仅是一种买卖品, 还是一种艺术品。如果不能充分的使用三维计算机辅助设计就设计不出完美的机械图纸, 三维计算机辅助设计最强的功能就是复制、套用公式的高速度措施, 就已经对设计这个程序起了不利的影响, 但是因为三维计算机辅助设计自身的规范化、工业化致使机械设计图纸都相差不大, 没有新意、没有个性以及人情味, 机械从艺术品槟城单纯的买卖品。并且就连最具有艺术性以及人情味的手工绘就图纸也慢慢的将被计算机效果图代替, 电脑设计的图纸虽然很速度、便利、没有误差, 但是都是千篇一律没有具备自己的特色, 也没有人工设计出来的人情味。

3.2.3 CAD浪费资源。

计算机辅助设计中科学技术占了很大的比重, 一般情况下, 一位设计工作者要使用半年至一年才可以熟悉了解计算机辅助设计软件还有计算机知识。但是在当下科技快速前进, 我们每天的学习都赶不上科技的进步。设计工作者必须要使用很多的时间在这些科技升级中。计算机辅助设计的繁琐、不易掌握在很大程度上影响了设计工作者继续学习的热情以及积极性, 一些院所专门设立、配备电脑操作维修人员, 甚至设立一个专门的CAD工作部, 因为一个优秀的设计师不一定是CAD高手, 反之亦然。CAD对人力、时间的浪费可见一斑。

综上所述, 当代的发展现状中, 计算机辅助设计措施在机械制图中有很关键的作用, 即使在运用中存在一些优点或者不足, 不过它仍然是机械制图的根本、手段, 它对机械制图有着重要的意义。

摘要：Auto CAD是当代自动计算机辅助设计软件中最普遍使用的绘图软件之一, 因为画图容易, 画图的精准性高, 使用这种软件绘就的图纸类型、大小标示都能够达到国家绘图规范。因此在多媒体需要制图的大多使用Auto CAD进行三维制图, 之后把绘就的图形复制粘贴在其他的软件中开展处理, 最终制造成动画。使用Auto CAD软件绘就的立体图, 通过设置光影、动画、仿真图像处置等, 能够取代以往的实物模型。

关键词：Auto CAD,机械制图,应用,优缺点

参考文献

[1]周慧.浅议CAD与机械制图[J].计算机光盘软件与应用, 2012 (4) .[1]周慧.浅议CAD与机械制图[J].计算机光盘软件与应用, 2012 (4) .

[2]王幼龙.机械制图[M].北京:高等教育出版社, 2005.[2]王幼龙.机械制图[M].北京:高等教育出版社, 2005.

篇6：交通分析仿真软件的研究趋势探讨

关键词：研究现状；研究趋势

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）26-6222-02

在计算机技术高度发展的时代，交通分析仿真软件的研究，不仅为交通发展所遇诸多问题的解决提供了可能，也为这些问题的解决节省了大量的相关费。与此同时，交通分析仿真软件的研发，也为交通事业的发展，乃至计算机模拟技术的进步作出了重要的贡献。结合目前交通分析仿真软件的应用实践，根据交通事业发展所面临的问题，探讨交通软件的研究趋势，可谓具有重要的作用。

1 交通分析仿真软件及分析现状分析

1.1 交通分析仿真软件

所谓的交通分析仿真软件就是指利用计算机模拟技术研发的一种能够模拟各种交通情况，在各种条件下为再现交通系统所面临的实际问题，为寻求最佳解决途径提供解决策略的一系列软件和一系列分析应用系统的总和。

根据这样的界定，我们可以知道交通分析仿真软件的研究与应用一定会涉及到以下的问题：首先，交通分析仿真软件的研究与应用与计算机的模拟技术密切相关。这也就是说，交通分析仿真软件的研发，一定与计算机模拟技术的发展呈现出同步的关系。即，交通分析仿真软件研发的需求，一定带动计算机模拟技术的进步，而计算机模拟技术的进步，一定也会使交通分析仿真软件的研发进行快速地更新。其次，交通分析仿真软件的研发与交通事业的发展必然要保持同步。即，交通分析仿真软件的应用是为了解决交通事业发展中所面临的诸多问题，而对交通事业诸多问题的解决又会反过来在一定程度上推动交通分析仿真软件研发的发展。最后，交通分析仿真软件与交通事业发展所遇到的问题一样，都会呈现出系统性的特点。换句话说，交通分析仿真软件研发中的系统性是指这种软件的研发把交通发展中所遇到的全部问题作为自己解决的对象。甚至可以这样说，交通事业发展所遇到的每一个问题都可以在交通分析仿真软件中找到模拟，并通过具体的模拟寻求到最佳的解决方案。

1.2 交通分析仿真软件的研究现状

交通分析仿真软件的研究现状可以从三个方面进行详细地解析。第一个方面是指根据交通分析仿真软件在应用实践中，对其存在的问题进行相应的解析；第二个方面是指根据交通事业的发展，对其所需要的分析仿真软件及其相关问题进行科学的阐释；第三个方面是指根据目前交通分析仿真软件在实践中的应用，结合交通事业的发展，对其相关分析仿真软件的需求趋势进行科学的预测，并通过这种预测干预交通分析仿真软件的研究。结合以上三个方面的具体内容，结合自己的工作实践，对交通分析仿真软件的研究现状进行如下的总结：

首先，对某些现有交通分析仿真软件的应用实践进行科学地评析。如路静同志在自己题为《基于TSIS的城市道路交通流仿真研究》的文章中，根据这款交通分析仿真软件的应用实践，不仅对TSIS软件的使用方法等具体应用知识进行了概述，而且还结合具体的应用对其软件中TSIS输入、输出系统和跟车模型、换道模型进行详细地解析。同时，作者还结合BDSim与TSIS交通分析仿真软件进行比较。详读这篇文章，我们可以知道，这篇文章是通过比较分析某一类交通分析仿真软件为主要目的的文章。它代表某一类交通分析仿真软件的研发过程。

其次，针对某一类交通问题所进行的软件分析。这类软件的研究，可以说是从微观的层面对相关问题进行科学地分析和阐释。这样的研究可以利于某一类软件针对某一类问题进行细化和改进，或对利用某一种特定的软件解决实践问题提出新的解决思路。如山东大学的魏强同志题为《基于Agent的城市道路交通仿真系统实现的研究》的论文。在这篇文章中，作者针对的是城市道路设计与规划的问题。正如其文章摘要部分所述“面向Agent的方法是分割复杂系统的有效途径且更适合分布式环境，Agent比对象更能反映现实，所以采用面向Agent的方法来实现交通仿真系统是适宜的”。

再次，对交通分析仿真软件与实际交通问题的协调发展，提出了自己的论文见解。研读这类论文，对交通分析仿真软件研发的与时俱进的相关问题颇有帮助。如，王寅弘、刘鑫栋在《城市道桥与防洪》上发表的、题为《港区道路仿真设计研究综述》一文。作者先从软件与实际问题必须协同的层面出发，提出了实际问题与软件研发与应用必须协调的论证思路，然后结合港区的实际问题，对港区交通流的预测、仿真模型的研究、交叉路口的设计等核心问题提出了自己的见解。

在此不厌其烦地论述交通分析仿真软件的研究现状是为了探讨其未来的研究趋势。这也就是说，要想预测某一项研究工作的发展，必须首先对其研究现状进行科学而客观的总结。然后再根据其存在的问题判断出其未来的发展方向。因为任何一项研究工作的发展，都是以解决现实问题为前提，交通分析仿真软件的发展趋势也不会例外。

2 交通分析仿真软件的研究趋势

根据交通分析仿真软件的研究现状，我们预测未来交通软件的发展必然呈现出以下的发展趋势：

首先，交通软件的研发具有系统性的特点。这种系统性表现在两个方面，即对原有交通软件的系统性的改进和针对交通事业所面临的问题进行系统性地研发相应的软件。正如上边提到的第一种研究现状一样，在BDSim与TSIS交通分析仿真软件进行比较的过程中，或者说在其具体的研究结果中，一定会使软件的研发者发现彼此存在的问题并针对这个问题对自己的软件进行相应的升级改造。与此同时，针对交通事业发展所面临的问题，不仅有针对城市道路进行的分析仿真软件及其相关问题的研究，如朱双荣的《城市交通流中观仿真研究》，而且还有《港区道路仿真设计研究综述》这样针对某一类交通问题进行的科学阐释。无论是《城市交通流中观仿真研究》还是《港区道路仿真设计研究综述》，它们都是交通这个大系统中一个组成部分，而又使其相关的实践研究呈现出“交通系统”的特征。

其次，交通分析仿真软件的研究具有针对性的特点。这里的针对性有两层含义。第一层含义是指交通分析仿真软件在其具体的运用过程中，针对非常明显。例如，《基于Agent的城市道路交通仿真系统实现的研究》一文就是针对城市交通具体问题的应用研究。第二层含义，针对性是指针对某一类软件的应用所遇到的具体问题进行改革性的分析。如，杨松、李连、曹文静等人的《VANET仿真中交通仿真研究》一文，既对VANET的现状进行了分析，又对其使用中的难点问题进行了阐释。特别是后者，对于软件VANET的更新有着重要的影响。

最后，交通分析仿真软件与交通事业的发展具有协调性。即交通事业发展所遇到的问题是交通分析仿真软件发展的动力，也可以说交通事业所遇到的问题为交通分析仿真软件的发展提供了机遇，而交通仿真的发展又通过对具体的问题的解决，促进了交通事业的发展。这种协调可以认为是在研发与应用中的协调；在交通分析仿真软件的发展还有另外一种协调：国内外交通分析仿真软件的协调。这种协调性可以看作是软件研究中的借鉴与提高层面上的协调。即国内外交通分析仿真软件可以在相互借鉴与提高的过程中，促进彼此之间的协调发展。

总之，交通分析仿真软件研究趋势可以从宏观层面和微观层面进行探讨。前者适合进行宏观层面的概括，后者适合针对某一个具体的软件进行详尽地分析。

参考文献：

[1] 汤瑞.基于TransModeler城市交通仿真平台的设计[D]. 淄博：山东理工大学，2012.

[2] 苗挺.基于VISSIM的交通控制硬件在环仿真系统[D].大连：大连理工大学，2013.

篇7：飞行仿真软件的PIO预测分析

飞行员诱发振荡 (PIO) 是飞行员、飞行控制系统和飞机之间在一些特定的条件下, 由飞行员操纵或干扰激发而产生的一种复杂、不稳定的耦合振荡运动。现代高增益飞机由于各种复杂飞控系统的广泛应用, 增加了系统的模态数目和阶次, 其高性能、高增益的特点相对于传统的飞机来说, 更容易产生飞行员诱发振荡 (PIO) 。飞行员诱发振荡往往来得很突然, 严重的情况会导致灾难性的事故。

1飞行员诱发振荡的预测准则

现代飞机预测PIO的准则很多, 比较常用的有NealSmith准则、带宽/俯仰速率超调、PIO相位滞后准则、俯仰PIO幅值准则、Smith-Geddes准则、Gibson相位速率准则、回路分离参数法 (简写成LSP) 、增益裕量/相位裕量准则、进场最优姿态响应准则、航迹角峰值超调准则等等。本文由于篇幅有限, 仅对目前理论和验证比较成熟的、并且适用于Ⅰ类PIO的准则进行分析, 包括带宽/俯仰速率超调准则、Smith-Geddes 准则、Gibson相位速率准则。

1.1 Smith-Geddes准则

Smith-Geddes准则是由美空军研究机构开发。它包括俯仰姿态角对杆力的斜率应在1～6rad/s的要求和临界频率处的俯仰角/杆力传递函数的相角小于-180°的要求。据历史经验来说, Smith-Geddes准则在工程应用中相对保守, 在飞行数据与理论预测的对比中发现, Smith-Geddes 准则预测到了大量的飞行中出现的PIO现象, 但是同时也把一些飞行中并没有出现PIO的案例也被预测为PIO现象。该准则是基于飞机方程的开环品质评价准则, 是由R H Smith准则和相位滞后准则发展而来的, 以飞机俯仰角和飞行员处法向过载回路稳定的条件作为判断PIO发生的条件。具体的评估标准与计算步骤如下:

①计算俯仰姿态对杆力传递函数的斜率S。斜率S在频率1-6rad/s范围内取平均值;②定义 即标准频率。ωc=6+c, 如果预测到有PIO, 则 为PIO发生的估计值;③计算姿态角对杆力传递函数 在标准频率处的相角 ∠[θ/F]。

如果∠[θ/F]小于-180°, 则该案例具有PIO;如果∠[θ/F]大于-180°并小于-165°, 则计算飞行员处过载对杆力传递函数在标准频率处的相角∠[nzp/F], 如果undefined则该案例具有PIO。

1.2 Gibson相位速率准则

所谓相位速率是指在人-机开环系统相应滞后ϕ=-180°处的相位曲线的斜率。经验表明, 在相位滞后ϕ=-180° (或者相位裕度为0) 附近相位曲线的变化率与飞机是否会产生PIO有密切的关系。高的相位速率意味着削弱了飞行员改出PIO 的能力, 因为在穿越频率之上频率的提高将导致相位裕度的严重损失。Gibson相位速率准则见图2。

1.3 带宽/俯仰速率超调准则

俯仰姿态带宽准则是为评估高增益飞机飞行品质而制定, 因为常规飞机的评定准则通常来说对高增益飞机来说是不适应的。俯仰姿态带宽准则已经被列入美军标1797A当中, 目前因为发现准则过于苛刻, 作了大量的调整, 尤其是增加了对俯仰速率超调的需求。通过修正该准则已经变成可适用于对PIO敏感性的预测带宽/俯仰速率超调准则, 如图3。

使用带宽/俯仰速率超调准则需要以下参数:①俯仰姿态带宽;②俯仰姿态相位延迟;③航迹角带宽;④俯仰速率超调;⑤中性稳定性频率 。

2 飞行仿真软件PIO准则的有效性、可选择性和可应用性

根据美国国家研究中心NRC的人机耦合飞行安全委会员的研究结果表明, PIO预测准则要具备3个必要条件, 即有效性、可选择性和可应用性。

2.1 有效性对比分析

“有效性”要求准则要能体现所关注问题的环境的特性, 覆盖大部分的已知飞行试验的中的相关参数空间。对于PIO来说, 其准则必须要相关闭环、高增益、积极地、精确地飞行员操纵行为。就有效性而言, 所有的备选准则都呈现出一定程度上的以飞行员为中心的特点。考虑到PIO是一种高增益的现象, 并且仅间接地与飞机总的操纵品质相关, 这些基于飞行操纵品质度量的PIO准则在有效性上也呈现出一些问题。例如, 支持俯仰姿态带宽的理念在于该飞行员闭环控制的频率是由单纯的飞行员增益产生, 而没有引入补偿。在PIO发生时, 飞行员对闭环控制并没有太多的在意, 因为他要首先把保持操纵做为第一要务。这也可以解释为什么带宽/俯仰速率超调图中全由直线构成, 并且主要由相位延迟来形成划分PIO趋势。甚至在Gibson相位速率准则的包线图中, 即使没有引入 频率参数, 该准则也可以较合理地应用。

Smith-Geddes准则在某种程度上也存在有效性的问题。Smith-Geddes的基本前提是俯仰姿态响应的幅值在典型飞行员操纵的频率范围内 (1-6rad/s) 是一条直线。直线性型越直结果越好。虽然这个前提是较好地基于试验数据和相关的理论, 但是潜在的假设是飞机短周期动态特性由一个单一的斜率来表示。

另一个影响有效性的因素是准则对飞行员增益或操纵频率的变化的敏感性。这也说明了为什么带宽/俯仰速率超调准则和Gibson准则是两个最成功有效的准则。这两者均基于对俯仰姿态响应的的相位损失率的度量 (分别为相位延迟和相位速率) 。Smith-Geddes准则仅对一个频率校核相位角, 使用“相位滚落”的某一个瞬间来分析。

2.2 可选择性对比分析

“可选择性”要求准则能区分“好”与“坏”的案例。可选择性最重要的特性, 是准则能够从诸多飞行构型中筛选出可能具有严重PIO敏感性的构型。可选择性可以从表1中看出:带宽/俯仰速率超调准则最有效, 其次是Gibson准则, 最后是Smith-Geddes准则。

2.3 可应用性分析对比分析

“可应用性”是指准则是否具有能够简单、方便的使用方式。PIO准则中所描述的参数必须容易获取, 准则表达形式比较简单。带宽/俯仰速率超调、Smith-Geddes 、Gibson相位速率这三个准则具有较好的“可应用性”, 所需的俯仰姿态的频率比较容易获得。但是为了进一步的筛选PIO现象, 也必须要进行一定的附加分析, 因此也会带来一些问题的复杂化。对于带宽/俯仰速率超调, 需要增加对航迹角的Bode图分析;对Gibson相位速率, 必须要描绘操纵舵面位置到飞机姿态的增益-相位图 (增益值对应杆力) ;对于Smith-Geddes准则, 需要分析法向加速度的Bode图以及计算所有纵向模态的阻尼比。

3 结束语

PIO有明显的严重的“相位滚落”特征, 以上3个准则可以用预防PIO。通过以上的PIO预测准则分析, 由此可以期望Ⅰ类PIO会在将来的型号设计中所规避。就有效性、可选择性和可应用性而言, 带宽/俯仰速率超调准则体现出最出色、最优良的评价特性, 成功地预测到91起PIO事件中的78起事件, 以91%的总的PIO命中率 (正确预测发生和不发生) 居于诸准则之首。Gibson相位速率准则能够预测到91起PIO事件中的66起事件, 以80%的总的PIO命中率 (正确预测发生和不发生) 仅次之位于第二位。像Smith-Geddes这一类的准则, 由于它们没有明确地度量姿态-操纵响应的“相位滚落”的变化率, 相比之下PIO预测效果就差。综上所述, 建议飞行仿真软件的PIO预测分析时使用带宽/俯仰速率超调准则。

参考文献

[1]E.J.FIELD.The Predition And Suppression of PIO Suseptibility ofA Large Transport Aircraft[R].AIAA 2000-3986.

[2]张锡金.飞机设计手册:第六册气动设计[M].北京:航空工业出版社, 2002.

篇8：Digsilent仿真软件优缺点分析

【关键词】Multisim10软件 数字电路 分析仿真

【教改项目】2015年甘肃政法学院校级教改项目：“工科学生创新创业能力培养教学模式的改革与实践”

【中图分类号】G4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）32-0047-02

Use The Multisim10 Software Analysis and Simulation of Digital Circuits

【Abstract】With the widespread use of electronic technology and the rapid development of computer technology， virtual simulation technology has become a digital circuit analysis， an effective tool for the design. The Multisim10 is introduced in Windows-based simulation tool for board-level analog / digital circuit board design from National Instruments. It contains a circuit diagram of a graphical input， the circuit hardware description language input， has a rich simulation analysis capabilities. Because Multisim software version more， this thesis research is the most widely used Multisim10 software.

【Key words】the Multisim10 software； digital circuit； analysis and simulation

第1章 Multisim10软件简介

Multisim10软件是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件，具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。

Multisim10软件可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工学、模拟电路、数字电路、射频电路及微控制器和接口电路等。利用Multisim10软件可以实现计算机仿真设计与虚拟实验。

第2章 使用Multisim10软件分析仿真数字电路实例

能处理数字信号的电路称为数字电路。电路的输出和输入之间是一种逻辑关系。这种电路除了能进行二进制算术运算外还能完成逻辑运算和具有逻辑推理能力。由于数字电路有易于集成、传输质量高、有运算和逻辑推理能力等优点，因此被广泛用于计算机、自动控制、通信、测量等领域。一般家电产品中，如定时器、告警器、控制器、电子钟表、电子玩具等都要用数字电路[1]。

2.1设计思路

设计一个24或12小时制的数字时钟；计时、显示精确到秒；有校时功能；采用中小规模集成电路设计；增加闹钟功能。

1. 设计思路

1）由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。

2）秒时钟信号发生器可由555定时器构成。

3）计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时；24进制计数器完成时计时；采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。

4）校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。

2. 电路框图如图2.1所示：

2.2子模块具体设计

1. 由555定时器构成的1Hz秒时钟信号发生器。

由电路图如图2.2所示产生1Hz的脉冲信号作为总电路的初输入时钟脉冲。

2. 分、秒计时电路及显示部分

在數字钟的控制电路中，分和秒的控制都是一样的，都是由一个十进制计数器和一个六进制计数器串联而成的，在电路的设计中我采用的是统一的器件74LS160D的反馈置数法来实现十进制功能和六进制功能，根据74LS160D的结构把输出端的0110（十进制为6）用一个与非门74LS00引到CLR端便可置0，这样就实现了六进制计数。

由两片十进制同步加法计数器74LS160级联产生，采用的是异步清零法。

显示部分用的是七段数码管和两片译码器74LS48D。如图2.3所示：

图2.3 分秒计时电路

3. 时计时电路及显示部分

由两片十进制同步加法计数器74LS160级联产生，采用的是同步置数法，u1输出端为0011（十进制为3）与u2输出端0010（十进制为2）经过与非门接两片的置数端。

显示部分用的是七段数码管和两片译码器74LS48D。

如图2.4所示：

图2.4 时计时电路

4. 校时电路

校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。

如图2.5，当开关A，B闭合，C，D断开时，电路进行正常的计时工作；当开关A，B断开，C，D闭合时，就可以自动进行校时。当然也可以手动校准时间，这是需要不断地闭合、断开开关，每次只改变一个数。其中C是校时开关，D是较分开关，开关E用来控制秒得校准，断开时，秒显示为0。

2.3整体电路原理图

整体电路共分为五大模块：脉冲产生部分、计数部分、译码部分、显示部分、校时部分。如图2.6所示：

2.4 使用Multisim10软件分析仿真

由图2.7可见，所设计的电路可以产生方波。

在仪表栏里选用万用表接到555定时电路的输出端，设置万用表输出为直流电压。点击运行按钮，由仿真结果可知脉冲输出电压较稳定，开始小幅度变化，最后稳定在3.33v。与最初设计基本相符。如图2.8所示。

结论

由振荡器、秒计数器、分计数器、时计数器、BCD-七段显示译码/驱动器、LED七段显示数码管设计了数字时钟电路，经过仿真得出较理想的结果，说明电路图及思路是正确的，可以实现所要求的基本功能：计时、显示精确到秒、时分秒校时。

参考文献：

[1]全国大学生电子设计竞赛组委会. 全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编[M].北京理工大学出版社， 2004， 8（1）： 61-83.

[2]熊伟. Multisim7电路设计仿真应用[M]. 清华大学出版社.2005： 39-145.

[3]阎石.数字电子技术基础[M].高等教育出版社， 2007：96-263.

[4]阎石.数字电子技术基础教师手册[M].高等教育出版社， 2007：117-121.

篇9：常用仿真软件的综合分析与对比

关键词：仿真技术,仿真软件,软件模块

0引言

仿真软件是专门用于仿真的计算机软件,它与仿真硬件同为仿真技术[1]工具。仿真软件是从20世纪50年代中期开始发展起来的。它的发展与仿真应用、算法、计算机和建模等技术的发展相辅相成。仿真软件[2]的目标是不断改善面向问题、面向用户的模块描述能力和对模型实验的功能。不同技术水平的用户通过仿真软件能在不同的程度上采用他们表达问题的习惯语言,方便地与计算机对话,完成建模或仿真实验。

本文对目前常用的几种仿真软件进行了比较分析,主要包括如下三种常用仿真软件:TannerPro、HFSS、ANSYS。综合比较了各软件的模块关系及各模块主要用途,设计流程及分析步骤,软件操作界面等,对各仿真软件的优缺点、仿真用途等方面做了一定的分析。

1 TannerPro

1.1软件的总体描述

TannerPro软件[3]是由Tanner Research公司开发的基于Windows平台下的用于集成电路设计的工具软件。该软件功能十分强大,易学易用,包含以下几种工具:S-Edit(编辑电路图),T-Spice(电路分析与模拟),W-Edit(显示T-Spice模拟结果),L-Edit(编辑布局图,自动布局布线,DRC,电路转化)与LVS (版图和电路图对比),从电路设计、分析模拟到电路布局一应俱全。

1.2软件的模块关系及其主要用途

S-Edit模块:可以在Core模块中继续寻找更低一级的模块,直至到MOS晶体管。

T-Spice模块:是电路仿真与分析的工具,文件内容除了有元件与节点的描述外,还必须加上其他的设定。有包含文件(include file)、端点电压源设置、分析设定、输出设置。

L-Edit模块:是一个布局图的编辑环境功能包括设计导航、分析图层、截面观察、设计规则检查、转化等。

LVS模块:是用来比较布局图与电路图所描述的电路是否相同的工具,也就是说比较S-Edit绘制的电路图与L-Edit绘制的布局图是否一致。

1.3 Tanner Pro软件的设计流程

Tanner Pro软件的设计流程如下图1所示,将要设计的电路先以S-Edit编辑出电路图,再将该电路图输出成SPICE文件。接着利用T-Spice将电路图模拟并输出成SPICE文件,如果模拟结果有错误,N回S-Edit检查电路图,如果T-Spice模拟结果无误,则以L-Edit进行布局图设计。用L-Edit进行布局图设计后要以DRC功能做设计规则检查,若违反设计规则,再将布局图进行修改直到设计规则检查无误为止。将验证过的布局图转化成SPICE文件,再利用T-Spice模拟,若有错误,再回到L-Edit修改布局图。最后利用LVS将电路图输出地SPICE文件与布局图转化的SPICE文件进行对比,若对比结果不相等,则回去修改L-Edit或S-Edit的图:直到验证无误后,将L-Edit设计好的布局图输出成GDSII文件类型,再交由工厂去制作半导体过程中需要的光罩。

如下图是Tanner数字ASIC设计流程图:

2 HFSS

2.1软件的总体描述

Ansoft HFSS[4,5]全称High Frequency Structure Simulator,高频结构仿真器)是美国Ansoft公司推出的基于电磁场有限元方法的分析微波工程问题的三维电磁仿真软件,可以对任意的三维模型进行全波分析求解,先进的材料类型,边界条件及求解技术,使其以无以伦比的仿真精度和可靠性,快捷的仿真速度,方便易用的操作界面,稳定成熟的自适应网格剖分技术使其成为高频结构设计的首选工具和行业标准,已经广泛地应用于航空、航天、电子、半导体、计算机、通信等多个领域。以研究目标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁干扰特性,从而降低设计成本,减少设计周期。

2.2软件的模块关系及其主要用途

DESIGNER模块:在DESIGNERTM里结合二维版图,工艺流程,和材料特性,CoventorWareTM可以生成三维模型,进行网格的自动划分。

ANALYZER模块:针对客户所关心的问题,分析人员可以调用ANALYZERTM里专门针对MEMS器件分析开发的多个求解器,对MEMS器件的三维模型进行结构力学、静电学、阻尼、电磁学、多物理场耦合、微流体等物理问题的详细分析。AN ALYZERTM还可对边界条件、材料特性、三维模型几何形状等进行参数分析,研究这些参数对器件性能的影响。

INTEGRATOR模块:利用INTEGRATORTM,设计人员可以从三维分析结果提取MEMS器件宏模型,反馈回ARCHITECTTM里进行系统性能的验证,从而完成MEMS的设计。支持的格式包括:Verilog-A (Cadence),MAST (Architect),MATLAB,用户也可以利用INTEGRATORTM建立自己MEMS产品涉及到的宏模型库,为新产品的开发提供技术储备。

2.3 HFSS的操作界面和菜单功能介绍

Ansoft HFSS的操作界面如下图2所示,主要包括:

菜单栏(Menu bar):绘图、3D模型、HFSS、工具和帮助等下拉式菜单组成。

工具栏(Tool bar):对应菜单中常用的各种命令,可以快速方便的执行各种命令。

工商管理理(Project Manage):窗口显示所打开的HFSS工程的详细信息,包括边界、激励、剖分操作、分析、参数优化、结果等。

状态栏(Status bar):位于HFSS界面底部,显示当前执行命令的信息。

属性窗口(Properties window):显示在工程树、历史树和3D模型窗口中所选条目的特性或属性。

进度窗口(Progress window):监视运行进度,以图像方式表示进度完成比例。

信息管理(Message Manage):窗口显示工程设置的错误信息和分析进度信息。

3D模型窗口(3D Modeler Window):是创建几何模型的区域,包括模型视图区域和历史树(记录创建模型的过程)。

3 ANSYS

3.1软件的总体描述

ANSYS[6,7]是由美国ANSYS公司开发的、功能强大的有限元工程设计分析及优化软件包。该软件具有能实现多场及多场耦合分析的功能,实现前后处理、分析求解及多场分析统一数据库的大型有限元软件。同时,ANSYS是最早采用并行计算技术的有限元软件,它支持从微机、工作站、大型机直至巨型机等所有硬件平台,并可与大多数的CAD软件集成并有交换数据的接口,ANSYS模拟分析问题的最小尺寸可在微米量级。该软件主要分析功能包括以下几个方面:

(1)结构分析包括线性、非线性结构静力分析,结构动力分析(包括模态和瞬态),断裂力学分析,复合材料分析,疲劳及寿命估算分析,超弹性材料的分析等。

(2)热分析包括稳态温度场分析,瞬态温度场分析,相变分析,辐射分析等。

(3)高度非线性结构动力分析包括接触分析,金属成形分析,整车碰撞分析,焊接模拟分析,多动力学分析等。

(4)流体动力学分析包括层流分析,湍流分析,管流分析,牛顿流与非牛顿流分析,内流与外流分析等。

(5)电磁场分析包括电路分析,静磁场分析,变磁场分析,高频电磁场分析等。

(6)声学分析包括水下结构的动力分析,声波分析,声波在固体介质中的传播分析,声波在容器内的流体介质中传播分析等。

3.2软件的模块关系及其主要用途

前处理模块:实体建模,网格划分,加载。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具,用户可以方便地构造有限元模型。

分析计算模块:分析计算模块包括结构分析(可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析)、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析,可模拟多种物理介质的相互作用,具有灵敏度分析及优化分析能力。

后处理模块:通用后处理模块:显示计算结果(等直线,剃度,矢量,透明,动画效果等),输出计算结果(图表,曲线);时间历程响应检查在一个时间段或子步历程中结果。

3.3 ANSYS的分析步骤

ANSYS操作界面如下图3所示,该软件分析过程中有3个主要的分析步骤:

(1)创建有限元模型,包括创建或读入几何模型、定义材料属性、划分单元。

(2)施加载荷进行求解,包括施加载荷及载荷选项、求解。

(3)查看结果,包括察看分析结果、检验结果(分析是否正确)。

4结语

仿真软件是专门用于仿真的计算机软件,是不断改善面向问题、面向用户的模块描述能力和对模型实验的功能。不同技术水平的用户通过仿真软件能在不同的程度上采用他们表达问题的习惯语言,方便地与计算机对话,完成建模或仿真实验。本文分析比较了目前几种常用的仿真软件TannerPro、HFSS、ANSYS,对它们进行了综合的分析和对比,从软件的特点,软件的模块关系,模块主要用途等方面进行了对比分析,指出了每种软件的优点与不足,为仿真软件更好地完成建模和仿真实验提出了合理的建议。

参考文献

[1]赫培峰,崔建江,潘峰.计算机仿真技术.北京:机械工业出版社, 2009

[2]贾连兴.仿真技术与软件.北京:国防工业出版社,2006

[3]廖裕平,陆瑞强.TannerPro集成电路设计与布局实战指导.北京:科学出版社,2004

[4]谢拥军,刘莹.HFSS原理与工程应用.科学出版社,2009

[5]谢拥军.Ansort HFSS基础及应用.西安:西安电子科技大学出版社,2007

[6]李红云.ANSYS基础及工程应用.北京:机械工业出版社,2008