模拟仿真法范文
时间：2023-11-14 10:55:15
模拟仿真法范文第1篇
关键词：仿真法；模拟电子技术；教学
为了使学生能够更好的掌握专业知识技能，高校必须对传统的教学方式作一定程度的改革，使培养的专业人才能够满足现代化社会的需求。传统的教学方式主要由教师引导学生进行专业知识的理解，不注重理论与实践的结合，本文就《模拟电子技术》教学为例，探讨如何将仿真法运用到在实际教学过程中，让学生熟练掌握专业技能，才能更好的适应现代社会的发展。
一、仿真法在《模拟电子技术》教学中应用的必要性
《模拟电子技术》作为电子、电气、通信等专业的重点课程，其中包括多种形式的放大电路、集成运算放大器、振荡电路等难点内容，还涉及到二极管、三极管、电源、电容、电感等很多电子元件，过多分散的知识点给学生带来了很大的记忆压力，再加上电路原理枯燥难懂，传统的教学方式让学生的学习变得很被动，学生没有实际的操作经验，根本达不到理想的教学效果。
二、仿真法在《模拟电子技术》课程教学中的应用
（一）仿真法教学法的分类
一是实验性仿真教学，理论讲解加实验课学，在理论知识讲解之后，进行实验操作，加深学生对内容的理解，同时提高学生的实际操作能力，加强了理论与实践的结合教育；二是设计性仿真教学，对单元课程的教学任务完成之后，制定一个小型的设计任务，让学生结合单元内容自主完成设计，加强对整个单元知识的融会贯通，并为以后的项目设计打下坚实的基础；三是综合性仿真教学，设计整体项目，并在实际中应用，锻炼学生的综合技能，让理论与实践相结合，锻炼学生的项目创作能力与设计制作能力，达到教育的最终目标。
（二）仿真法应用在《模拟电子技术》课程教学中案例
1、电压比较器的制作
电压比较器是应用比较广泛的常用集成电路，在实际的报警电路、自动控制电路中很常见，而且也可以用于A/D变换、过零检测等常用电路中，也是《模拟电子技术》的一个重点教学内容，在教学过程中首先要讲解一下电压比较器在实际生活中应用，让学生对此有一个比较直观的了解，在教学过程中结合实际案例，对学生进行细致的内容讲解。
图1 为电压比较器的电路原理图，UR为参考电压，加在运放的同相输入端，Ui加在运放的反相输入端，当UiUR时，运放输出低电平，稳压管正向导通。了解电路原理之后，对学生对电路进行高低压测试，根据电压由低到高的变化，观察二极管的亮灯数量，根据二极管的明暗变化，观察电压的变化情况。
打开仿真开关，调节电位器就可看到发光二极管指示灯依次点亮。为了验证当前输入电压与阈值电压比较结果的正确性，在每一路都接上电压表，进行仿真，我们就能观测到随着输入电压的降低，指示红灯依次亮起，相当于对电压过低的警报。这个实例边讲解边搭建，留给学生分析、思考的时间，允许中间出错，允许更改电路设计，在试错、仿真、再改进、再仿真的过程中，逐渐得出最佳解决方案。对电压比较器的理论知识与实际应用都有了全面的了解，而且提高了学生的动手能力，使《模拟电子技术》在教学过程中更实际化，让学生更容易接受。
2、放大器静态工作点的设置
在三极管放大电路中，静态工作点是指在零信号输入状态下，电路处于直流工作状态，电流与电压的数值在BJT特性曲线上可以用一个确定的点表示，该点通常被称为静态工作点Q，如果Q点设置不合理，会导致输出放大波形将严重失真。因此，在《模拟电子技术》教学过程中，首先要对三极管放大电路的工作原理进行详细讲解，利用仿真软件，让难懂的电路工作原理变得更加生动形象，学生可以利用仿真软件，对偏置电阻的阻值进行调整，观察在阻值变化状态下，放大器的波形输出情况，进而了解静态工作点对电路的影响。
利用仿真系统对三极管放大信号的输出波形进行分析比较，根据正常波形与失真波形的差异分析，在实际教学过程中，让学生自己动手操作，观察两种波形状态下静态工作点的状态，然后连接实际电路，接入输入信号，根据示波器的波形变化，对电路进行调整，完成电路连接与调试。
三、结语
本文总结了《模拟电子技术》教学的特点和实际应用的一些典型案例，在信息化时代飞速发展的社会，教育要结合实际进行创新与改革，注重理论与实践的结合，为现代化建设的发展提供综合素质与技术能力优秀的人才。
参考文献：
[1]陈曙光.仿真软件在模拟电子技术项目教学中的应用[J].中国现代教育装备，2015（23）：134-138.
模拟仿真法范文第2篇
【关键词】模拟仿真教法 ； 工商管理教学应用
【中图分类号】G712 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2014）27-0026-02
一、模拟仿真教法概述
1.模拟仿真教法定义
模拟仿真教法是一种模仿生活中情景的培训方法，又称为情景模拟。主要是利用受训者在工作过程中实际使用设备或者模拟设备以及实际面临的情况，来对他们进行培训的一种方法。
2.模拟仿真教法适用范围
模拟仿真教学通常由机械行为模式、人机共拟模式及模拟公司运行模式等三种形式。三种模式中前两种在医疗、水利、机械制造等课程教学应用较多，特别在设备维修、公路建造，医疗救护等行业为最佳的应用领域。而管理课程的教学中常用的教学方法多为情景模拟教学。
3.模拟仿真教法作用
模拟仿真教法能让受训者看到自己的决策在一种人工的、没有风险的环境中所可能产生的影响，模拟仿真教法的情景和现实工作环境相似度高，因而培训效果较好；不必担心错误的决策所带来的不良后果，可以避免在实际工作中进行培训而造成的损失。
二、模拟仿真教法在工商管理教学中的应用价值
1.工商管理工作是文案工作，模拟仿真法巧妙地把理论和实践相结合，提高了学生对知识的理解能力，从而学会融会贯通。
2.工商管理工作是程序性工作，在高职院校，通过模拟仿真法模拟现实情景，为同学们提供一个自我策划实施的程序性平台。
3.工商管理工作注重沟通，专业核心是对人的管理。通过模拟仿真法，让同学们在短时间内适应环境，从中学会如何与自己身边的“同事”、“上级”进行有效的沟通，营造融洽的工作氛围。
4.工商管理工作依赖计算机技术支持，在整个活动中，PPT制作、文件创作、成绩统计等都离不开计算机，所以，通过模拟仿真法，可以接近现代企业工作的内容，为以后的工作打下基础。
5.通过模拟仿真现场的情景，给同学们提供了一个不用计较失误的舞台上进行实践，这样动手得来的经验，可以在未来的工作岗位中规避很多不必要的失误。这将是我们在未来从业中一张制胜的“王牌”。
三、模拟仿真教法在学生自主组织校园模拟招聘会中的应用案例
方案：
时间：两节课准备，两节课召开
地点：13工商企业管理2班 14406教室
组织方：自主报名
招聘单位：四家企业由四组同学负责、抽签待定
应聘人员：七组同学、抽签待定
会议安排：
（一）采用自主报名，确定一组同学组织召开校园模拟招聘会。
（二）采用抽签的方式，确定四组同学代表招聘企业负责人，负责招聘本企业的所需人员。
（三）其余七组同学，参加应聘，每人准备自己的简历（两份）。
（四）组织方要在头两节课完成招聘会前的准备工作。
（五）招聘单位在头两节课要完成招聘会前的准备工作。
（六）应聘人员要在头两节课完成招聘会前的准备工作。
（七）招聘现场会规则：
1.每个应聘者可以在招聘会现场向两家企业投出自己的简历，被企业录取为优秀，被邀参加面试为良好，投出简历被企业接受为及格，简历未被企业接受为不及格。
2.每个企业按收到简历的数量评定成绩，占50分；按期完成招聘任务，应聘者承诺按期到岗，占50分。
3.企业招聘条件必须符合珠三角地区的薪资待遇平均标准，不得以不真实的优厚待遇引诱应聘者，否则，组织方有权向老师提出取消招聘单位的参会资格，该集体记零分。
4.每个企业接受的简历总数不得超过15份，邀请面试人员不得超过10人，实际录取不得超过4人。
5.在现场中，招聘双方不得进行交流，对最后录取的人员不得讨论。
6.会议结束，招聘企业必须将收到简历、入职申请表、邀请面试人员名单、面试考核表、录用人员名单及成绩、送达签收的录用通知等资料装订完整，上交组织方。
7.组织方要保障现场按设计流程进行，招聘现场秩序井然，面试背对背进行，面试试题不泄露，前面面试的应聘者不接触等候面试的人。
案例特点：
1.指导思想的模拟仿真
从活动的准备阶段，钟老师的指导思想就结合现代企业先进的招聘思维，这种先进的模式能让我们知道企业招聘思维是什么，教会我们如何在激烈的竞争环境中脱颖而出。所谓“知己知彼，百战不殆”。
2.作业流程的模拟仿真
整个校园模拟招聘会，我们都是仿真现代企业招聘会的工作流程，从活动的规则，到人员的分配，企业招聘信息的制作和，薪资待遇等都是模拟仿真现在企业情况，尽可能的贴近现代企业招聘流程。
3.现场布局的模拟仿真
现场布局模拟仿真是通过营造一个与现实招聘现场类似的情景，让同学们如身临其境于现实招聘会中。在整个活动现场，我们设了应聘者休息区，四家招聘单位工作区，还有一个咨询区，整个活动现场井然有序。
4.文件版本的模拟仿真
文件版本的模拟仿真，我们从公司的简介和资质文件，制作PPT、应聘申请表、面试打分表和录用通知书，这都是由本企业的负责人自己制作，制作出的文件都能较好的符合现代企业的文件版本的要求。
5.招聘结果的模拟仿真
招聘结果的模拟仿真，我们按照企业的录取程序，发放的录用通知书中含本企业的基本制度和报到时间。由应聘者签名代表到该企业公司上班。这招聘结果流程的模拟仿真，更加清晰的加深了我们对企业招聘流程的理解。
四、模拟仿真教法在高职院校工商管理教学中的应用展望
按照广东南方职业学院的“为社会培养高技能人才”的办学理念，我们必须坚持理论联系实际，以培养有实践能力、创新能力的人才为目标，而这必须要以先进的教学模式作为辅助。所以，在教学中引进模拟仿真教法是非常必要的，其发展前景非常广阔。
在这次学生自主组织的校园招聘会中，以老师为主导，以学生为主体，在老师的指导下，通过学生自主组织、自主实施，模拟出一个招聘现场情景，通过举办这个活动，对于整个招聘流程印象深刻，而且在总结中，我们会有越来越多的方法去优化招聘方案，为以后在企业实际作业提供了更多的思路。
工商管理教学的核心是人，我们以后工作的对象也是人。因此，最大限度的模拟出企业现场情景，让同学们自己尝试，在尝试中体会，最后形成自己的一套经验，这样在以后的工作岗位上，就能得心应手。
模拟仿真教法在高职院校工商管理教学中，显现出强大的实用性，通过教师与同学们的共同努力，必定会在以后的教学中逐渐成为培养工管类人才的有效教法。
参考文献
[1]何耀明，《人力资源管理》2011年8月第一版，南京大学出版社，2011年
模拟仿真法范文第3篇
关键词：调度员培训系统 智能电网调度技术支持系统
中图分类号：TM 734 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（b）-0042-02
Research and Implementation of Dispatcher Training System Based on Intelligent Grid Dispatching Technology Support System
Zhou Han1 Zhang Jinzhe2 Yuan Qihai1 Wang Lili1 LiuYan1
（1.State GridElectric Power Research Institute，Beijing，100192China；2.North China Electric Power Research Institute Co.，Ltd，Beijing，100045 China）
Abstract：the paper mainly expounds the research on the technology of smart grid dispatching support system based on the model， make full use of public data and graphic information platform and provide a basis for the application， so as to realize the process of Intelligent Grid Scheduling Support System of dispatcher training system based on the basic functions and extended functions.
Key Words：Dispatcher training system； Smart grid dispatching technical support system
当前，我国电网进入了建设统一坚强智能电网的新的发展阶段。电网技术的不断发展和电网规模的快速增长对调度生产运行人员驾驭大电网能力提出了更加迫切的要求。调度员培训模拟应用功能（DTS）是调度员知识学习、经验积累、技能培训、岗位考核及反事故演练的重要工具，在提升电网调度运行技术水平方面具有独特的作用，是智能电网技术支持系统建设的重要组成部分。
1 基于智能电网调度技术支持系统的调度员培训系统的技术路线
1.1 一体化
新型的基于智能电网调度技术支持系统的DTS采用彻底的一体化技术路线。其主要特点为：
充分发挥智能电网调度技术支持系统基础平台高效、稳定、功能强大的特点，不采用任何中间实时库或共享内存技术，系统无冗余接口或中间缓存，减少了接口的失配性和性能迟滞。
充分共享智能电网调度技术支持系统平台和基础应用提供的公用模型、数据和图形信息，最大限度地减少用户的二次维护工作。
充分进行应用共享，通过基础应用功能（稳态监控、AGC、网络分析等）在培训态下的部署构建功能完整一致的控制中心模型，保证了调度员培训应用的一致性原则的充分实现，构建了完整、丰富的调度培训模拟环境。
1.2 真实性
DTS不仅建立常规的发电机、交流输电线、变压器、电抗器、电容器、母线、开关、刀闸、负荷等一次设备模型，还建立高压直流输电系统、串联补偿器等新型一次设备模型。除此之外，DTS还建立继电保护、安全自动装置、低频低压减载等二次设备仿真模型以及AGC控制系统模型。能真实地再现事故及恢复过程中的潮流分布、二次设备动作情况以及控制系统响应，能准确地仿真特高压和网省联络断面的潮流分布和电网特性。
1.3 灵活性
教员可以采用图上操作和表单操作进行各种调度操作模拟及教案制作。
提供了综合令模拟、发电负荷匹配跟踪、集合操作等功能可以简化教案制作和厂站与外部调度的事故响应操作。
提供了子教案以及消息型事件功能可以灵活地模拟复杂的故障场景。
提供了WEB交互技术，支持远程教员联合制作演习教案，简化了大型联合演习的教案制作过程。
2 系统结构
DTS总体分为电力系统仿真、控制中心仿真和教员台三个子功能模块。其主要软件组件模块的关系如图1所示。
事件调度服务：实现对教员/学员操作事件的接受、调度和解析，并将其转入待电力系统处理的事件队列。同时实现子教案的存储和调用。
电力系统模型：实现电力系统的仿真计算和事件操作处理，包括电力系统稳态仿真、电力系统动态仿真、继电保护和安全自动装置仿真、误操作仿真、统计分析等。同时实现快照、教案的制作。
培训评估：按照制定的评估规则，对系统运行状况的分析，实现培训过程的信息记录和评价。
数据采集仿真：实现对仿真电力系统的数据采集过程的仿真，将理论仿真计算的结果模拟成更为接近现实系统的各种量测。同时可以接受控制中心模型的遥控/遥调等操作，实现对电力系统仿真状态的改变。
控制中心模型：用以模拟与实际调度控制中心相同的系统环境，其中包括电网实时监控与智能告警、电网自动控制（AGC、AVC）以及网络分析等应用功能；
PLC仿真：接受培训态下AGC生成的控制设点，并仿真PLC的控制策略，生成电力系统模型中机组的出力设点。
DTS系统部署在II区，其经防火墙与I区PAS系统相连。同时DTS通过调度数据网外II区与所属各省地DTS系统互联或Web交互。DTS硬件部署图见图2所示。
3 技术特点
基于智能电网调度技术支持系统的DTS具有电力系统稳态仿真、频率仿真、调度操作模拟、继电保护仿真、安全自动装置仿真、交直流混合输电系统仿真、量测系统仿真、及AGC仿真，同时实现了基于WEB技术的联合反事故演习支持功能。具体有以下技术特点：
3.1 彻底的一体化设计思想
没有内置平台和数据库，充分共享模型和方式数据及画面，同时能够对AGC等控制系统实现离线闭环仿真。
3.2 独特的原型逻辑仿真法实现对继电保护进行模拟
改变了传统的逻辑仿真法截获故障信息的预判思路，通过建立继电器的空间和时间的动作特性原型，进行继电保护的模拟。
3.3 支持培训时在线的潮流转移分析
提供了灵活方便的事故下潮流转移分析功能。可以方便地为教员或方式研究人员提供事故及操作前后的潮流分析比较。同时提供了基准断面锁定功能，可以实现多步操作前后的分析和比较。
3.4 灵活且完备的培训教案保存
教案中保存典型教案中的电网模型、运行方式以及图形，用户可以追溯历史电网的典型培训教案。用户可以在当前电网模型变更后导入原有教案中的运行方式，大大方便培训教案的制作过程。
3.5 基于WEB技术，实现上下级调度的联合反事故演习
充分利用Java技术的跨平台优势，实现了基于WEB的联合反事故演习功能。演习人员可以通过调度数据网加合反事故演习进行浏览和操作。远程浏览器无需安装，可以广泛支持各种主流操作系统。
4 结语
基于智能电网调度技术支持系统的DTS应用功能遵循智能电网调度技术支持系统的总体设计和功能规范，充分依托和发挥技术支撑平台的优势，实现了基于智能调度技术支持系统的一体化DTS。充分共享了平台模型、方式和画面，可以方便地构建仿真培训数据环境，维护简单方便；基于应用的多态部署，实现了控制中心模型模拟，同时实现了AGC的闭环仿真，保证了培训环境的一致性；仿真模型全面，在实现了交直流混合一次电网仿真的基础上，实现了继电保护、自动装置、低频低压减载以及量测模型仿真，继电保护模拟采用了独特的原型逻辑仿真法，培训模拟更加真实；实现了基于WEB交互方式的联合反事故演习支持功能，支持用户基于调度局域网进行远程联合反事故演习，具有跨平台、无需安装、交互快速灵活的特点。
参考文献
[1] 马韬韬，郭创新，曹一家，等.电网智能调度自动化系统研究现状及发展趋势[J].电力系统自动化，2010，34（9）：7-11.
[2] 张伯明，孙宏斌，吴文传.3维协调的新一代电网能量管理系统[J].电力系统自动化，2007，31（13）：1-6，22.
模拟仿真法范文第4篇
关键词：配电网；可靠性；故障扩散法
中图分类号：U665.12 文献标识码：A文章编号：
引言
配电系统处于电力系统的末端，直接与用户相连，是向用户提供电能和分配电能的重要环节。本文运用了MATLAB编制的可靠性计算程序，对IEEE RBTS-BUS6标准测试系统进行了可靠性评估，计算结果证明了本文所采用的算法是正确有效的。
1.配电网可靠性评估理论基础
1.1与用户有关的配电系统可靠性预测评估指标：
(1) 用户平均停电频率指标CAIF；（2）用户平均停电持续时间指标CAIDI；
(3) 系统平均停电频率指标SAIF；(4) 系统平均停电持续时间指标SAIDI；(5) 平均供电可用率指标ASAI；(6) 平均供电不可用率指标ASUI。
1.2与负荷和电量有关的指标
（1）平均负荷停电指标ALIL；（2）平均系统缺电指标ASCI；（3）平均用户缺电指标ACCI；（4）总电量不足ENS；（5）用户平均停电电量AENS。
2.配电网可靠性评估方法
2.1模拟法
模拟法主要指蒙特卡洛仿真法，其蒙特卡洛仿真法通常又可分为非序贯仿真法和序贯仿真法两类。模拟法以配电网各元件的可靠性原始数据为前提，通过计算机模拟随机出现的各种系统运行状态，从大量的模拟实验结果中统计出系统的可靠性指标。需先找到故障元件影响的所有负荷点，形成它们的工作恢复的历史数据表。通过对负荷点历史记录的采样、分析和计算，便可求出系统和负荷点的可靠性指标，包括其均值和概率分布。
2.2解析法
解析法的基本思想是根据系统的结构、系统和元件的功能以及两者之间的逻辑关系建立系统的可靠性概率模型。通过对模型的精确求解而得到系统的可靠性指标。其优点是概念清晰，模型精度高。常见的解析方法有：（1）概率分布法；（2）故障模式与后果分析法（FEMA）；（3）故障扩散法；（4）网络等值法；（5）分块算法等。
3.配电网的可靠性评估算法实现
对于配电网而言，其元件故障率通常较小，在可靠性评估中常常忽略相关故障，而仅针对一件事件进行计算。基于这个特点，解析法在配电网可靠性评估中得到广泛应用。一般的配电网可靠性解析评估的基本算法是故障后果分析（FEMA）。该方法通过分析所有可能的故障事件及后果建立故障模式后果表，然后综合形成可靠性指标。当网络复杂时，由于故障模式繁多，直接使用FEMA法有一定困难。根据配电网实际网络结构和特点，本文选择故障扩散法对其进行可靠性评估，并以线路、变压器等可靠性故障模拟元件为研究对象，分析每个模拟元件故障后的影响进而实现可靠性分析。
3.1节点故障类型的分类
任何故障事件发生后，根据故障时间的不同，将节点分成4类。a类：正常节点，即故障事件发生后开关正确动作不受故障影响的节点；b类：故障时间为隔离操作时间的节点；c类：故障时间为隔离操作加切换操作时间的节点；d类：故障时间为元件修复时间的节点。
3.2 开关搜索
元件发生故障后，需要搜索动作开关的位置以及开关动作后受到其影响的负荷范围。本文采用矩阵 (i=1,2, … ,N, j=1,2, … ,8)来储存支路、节点和开关信息。支路i故障后，逆潮流方向搜索隔离开关和断路器，以隔离开关与断路器支路末端节点为根节点，采用广度优先搜索得到开关动作后影响到的所有节点。
以下图含分支馈线的简单配电网为例：
含分支馈线的简单配电网
其中，CB为断路器，D为隔离开关，每条负荷支路都配有熔断器。
当支路8故障后，逆潮流方向先后搜索到隔离开关D2与断路器CB2，开关影响的节点为开关下游所有节点。开关影响节点的确定是进一步判断节点故障类型的前提。由图所示，在不考虑备用电源时，隔离开关D2下游的节点都是属于d类故障节点；断路器CB2下游所有节点（除去同时位于D2下游的节点）都属于b类故障节点；系统中其他剩余节点都属于a类故障节点。
3.3 确定节点故障类型
分别用矩阵AL、BL、CL、DL来储存a、b、c、d类故障类型的节点编号。默认初始所有节点为a类节点。
支路i故障之后，逆潮流方向搜索开关，不计备用电源时：
1、故障支路首端有熔断器：该支路负荷为d类故障负荷，将其节点编号储存在DL中，其余所有节点为a类故障节点。
2、故障支路逆潮流方向搜索，首先搜索到断路器：处于断路器下游的所有节点编号储存在DL中，其余节点为a类节点。
3、故障支路逆潮流方向搜索，先搜索到隔离开关，然后搜索到断路器：隔离开关下游的节点编号储存在DL中，断路器与隔离开关之间的节点编号储存在BL中。
计及备用电源，上述第2、3情况中，储存在DL中的节点可能包含部分c类故障类型节点。需要找出c类故障类型的节点，并对矩阵DL进行修正。
本文采用矩阵N行4列的(i=1,2, … ,N, j=1,2,3,4)记录节点信息。每一行表示一个节点信息，搜索完毕后，根据得到的矩阵AL、BL、CL、DL。分别对JDTZ矩阵中各节点故障类型标记进行修正，即可完成任意一条支路i故障后所有负荷节点故障类型的确定。
3.4计算步骤及流程图
根据上述分析，基于故障扩散法的配电网可靠性评估步骤如下：
（1）读入系统原始数据。
（2）枚举故障支路。
（3）按照4.3节方法确定支路故障后所有节点的故障类型，并进行储存。
（4）故障后，按照实际操作规程对网络进行重构和削减负荷，计算发生故障后重构配电网络的潮流，判断电压是否越限，如电压越限，进一步削减负荷。
（5）枚举结束后，根据网络节点的故障类型和削减的负荷量计算可靠性指标。
4.算例分析
本文运用编制的MATLAB程序对IEEE RBTS-BUS6系统进行了计算。该系统有33kV变电所一座，33kV馈线出线1条(F4)，11kV馈线出线3条(Fl，F2，F3)，它包括64条线路、40个负荷点、40个熔断器、40个配电变压器、9个断路器，用户2938户，总平均负荷10.715M。该系统的接线图如下图所示。
IEEE RBTS BUS6配电系统接线图
该算例中线路故障率为每千米0.065次/年。故障修复时间是8小时。变压器支路故障率为0.015次/年。修复时间为200小时。设断路器可靠动作的概率为100%。本文运用已编制的基于故障扩散的可靠性计算程序对IEEE RBTS-BUS6系统进行分析，得到的部分节点的可靠性指标见表，系统各馈线可靠性指标见表。
RBTS-BUS6部分节点可靠性指标
RBTS-BUS6系统可靠性指标
由计算结果可知，本文编制的故障扩散算法结果与文献[2]一致。表明了程序在计算辐射型中压配电网可靠性的适用性和准确性。
5.结论
本文介绍了基于故障扩散的可靠性评估的实现过程，具体介绍了故障发生后，动作开关的搜索以及负荷节点故障类型的确定，并给出了评估的流程图。算例分析部分对简单放射式供电系统、IEEE RBTS-BUS6系统进行了可靠性计算，结果证明了该算法的正确性和有效性。
参考文献：
[1] 周家启, 任震. 电力系统可靠性评估. 重庆:科学技术文献出版社,1986.
模拟仿真法范文第5篇
关键词：虚拟数控加工仿真；数控车床加工；OpenGL
1.虚拟数控加工仿真法在数控车床加工中的应用现状
随着信息时代的到来，计算机网络技术已渗透到全球范围内的各个领域，它给工程智能化带来了有利条件，对企业信息管理技术的更新和进步提供了非常好的平台，在现阶段，随着信息技术的发展和成熟，可视化模型应用能综合考虑企业实施复杂的信息资源环境安全。一般来说，企业的管理过程是设计实现，企业信息模型通常包括五个阶段，即模型研究阶段，概念提取阶段，模型建立阶段，检测阶段和数值计算阶段。车床生产环境复杂，许多电气设备由于缺乏监控方法造成电路短路、漏电等安全事故。但目前的车床安全监测模型，几乎不可能及时准确地实现设备故障监测，这给车床企业的故障处理增加了很多麻烦，同时也浪费了大量的人力和物力资源。
以往的安全计算可视化模型难以达到车床预监测目标，基本上他们只会在安全故障发生后才发出报警信号，这严重影响了生产工作的顺利进行，并导致安全可视化模型的工作效率降低，而且使井下人员对不必要的故障很难提前维护，这导致在生产和生活的安全性很难得到保障。监测工作的基本安全难以保证，对整个工作区与周围环境有着重要的影响，总地来说，虚拟数控加工仿真方法就是对未知状态进行必要的建模分析。因为条件限制，在很多大型工程项目上往往很难开展物理实验工作，而虚拟数控加工仿真技术的应用自然而然地弥补了这一缺陷。应该指出的是，在运用阶段，虚拟数控加工仿真方法的准确性和可行性效果如何，通常与输入量概率分布估计以及仿真模型的精度有很大关系。虽然通过虚拟数控加工仿真法能够大幅度地将问题的计算简单化，但该方法的计算过程仍然十分地复杂繁琐，仅为取得一组需要的数据，这对计算机内部储存器及中央处理器等配置要求无疑是非常高的。
2.虚拟数控加工仿真在数控车床加工中的应用
2.1 机床几何数据结构模型
几何数据结构模型可以自动对矿区环境进行直接注释，并将标记存储在数据库中的数据，以避免不必要的人类转录错误。分段机床尺寸管理不仅简单快速，而且通过数据更新维护，形成线名称检索目录和管理方法，从而使车床管理体制效率明显提高。从整体上看，虚拟数控加工模拟技术在车床管理信息系统的应用越来越广泛，越来越成熟，技术也越来越先进，原始数据的输入可以有效地反映车床生产的实际情况，对全过程模拟车床管理系统的了解，在实际结构关系建模计算每个节点的相对位置，并在基础和方向的道路上划出的线，提高车床管理系统的工作效率。随着科学技术的进步，现代的Open GL技术也逐步深入和完善，相信在科学和技术在未来的发展，将虚拟数控加工模拟信息管理模型在车床领域做出更出色的成绩有更深刻的影响。
2.2 属性数据模型设计
与图形信息极为密切的关系属性的信息。与属性数据的单向实体对象和层信息。本文首先介绍了属性数据和目标数据之间的联系。数据属性可以分为公共财产，只是一般性质，常用名或共同属性、可传播属性、价值属性和名称属性，一共有八种。本文简要总结了车床管理系统模型的逻辑结构特征，这保证每一种映射关系在需要提取的设备的信息之间的数据时，我们可以分层搜索，并根据确定的位置，最终获得属性信息和图形信息，找到所有一举相关信息，很好地满足了面向对象技术系统的快速方便需求。这款手机可以正常通话后进行登记，并通过网络交换机地面管理主机打包调制，拨打目标手机响铃提示，并准备一台演讲机器，通过一个多媒体呼叫后进行信号接收。
2.3 系统交互组件设计
组件调用的服务交互设计，可以维护和更新信息查询功能的组件，根据组件的生产设施，设备和管理的运行时间，并及时的预警信息的其他类型的属性，改变设备的信息可以更新和维护数据。相关参数、业务交互组件也有一套管理系统数据库维护系统，权限管理和维护功能。高速缓存管理模块可用于几何数据的存储访问服务器检索，在客户端缓存的几何数据，消除和更新缓存数据。在矢量栅格混合机床尺寸服务的使用，几何数据环境的严格划分，和管理的实施，并与分割的矢量网格存储数据，这是因为在系统接口的缓冲存储几何数据格式的关键作用。高速缓存管理模块可以结合机床尺寸显示模块，用户操作人员在第一时间内，将筛选后的几何属性数据端口的缓冲数据提供给管理员，管理员对数据进行有效的筛选。
2.4 矢量与栅格仿真服务
当该请求被成功地在电弧MS接收，模拟将立即在服务器侧生成的图形反馈给客户端，如PNG或JPEG格式，这样从而保证了计算资源的服务器的利用率，但这种方法也存在缺点，如在用户请求中过大会出现效率病例数急剧下降。服务实现，而仿真向量，向量数据流可以请求数据和完整的XML数据，然后发送到客户端之间的转换，客户端收到请求后，仿真画，但客户端的能力无法与全面比较处理服务器因此功率，效率是很低的。仿真和后仿真结合矢量栅格矢量仿真服务，以获得在虚拟数控加工的新的混合模拟网格基于的Web服务，并结合有Open GL的矢量数据呈现和客户端计算模拟在服务器端进行转换的能力数据到客户端下载完成，从而使主题层仿真使用矢量绘图矢量模拟组件，它是由客户端提供的自定义Open GL组件XML格式的工作。
3.结语
综上所述，将虚拟数控加工仿真技术应用到数控车床加工工作中来，并结合矢栅混合机床尺寸服务技术和双缓存技术建立车床井下区域性仿真GIS实用模型，不但可以大幅降低生产难度，还能很好地控制加工成本，最终求得车床人力资源优化的最优化解。为此，我们务须不断探索虚拟数控加工仿真技术在数控车床加工中的应用策略，以便更好地为社会主义现代化服务。■
参考文献
[1]阳旭，王培俊，杨利明，王文静.滑动轴承三维油膜压力动态分布可视化研究[J].机械工程与自动化，2010，（2）：14-16.
[2]姜桂平，王国锋.基于3DS Max与OpenGL的数控车床仿真技术的研究[J].设计与研究，2007，（6）：73-76.
[3]林忠，黄陈蓉.数控车床虚拟加工仿真技术与实现[J].机械设计与制造，2008，（9）：165-167.
[4]陈云，杜齐明，董万福等.现代金属切削刀具实用技术[M].北京：化学工业出版社，2008：200-204.
[5]徐建国，张 ，张友良，刘佳.虚拟加工环境建模及实现技术[J].系统仿真学报，2007，19，（13）：2972-2976.
模拟仿真法范文第6篇
[关键词] 供应链系统效能可用性可信性
一、武器系统效能简介
武器系统效能是武器系统在规定条件下满足一组特定任务要求程度的度量。它是可用性(Availability)、可信性(Dependability) 和能力(Capability)的函数。其具体分别含义为：可用性是武器系统在开始执行任务时所处状态的量度。可用性是武器系统本身、操作人员及工作程序间关系体现,从中就可体现出武器系统的可靠性、维修性和自动化程度。可信性:若已知武器系统开始执行任务时的状态, 可信性是指在执行任务过程中某个瞬间武器系统状态的量度。能力:能力是武器系统在已知执行任务过程中的状态下, 武器系统达到任务要求能力的量度。武器系统能力可采用指数表达。
二、供应链效能的定义
借鉴武器系统的定义及分析流程，供应链系统效能可以定义为：供应链系统在规定条件下满足一组特定要求程度的度量。它是可用性(availability)、可信性(Dependability)和能力(Capability)的函数。但是，在供应链系统效能定义中可用度、可信度及能力的具体内涵与武器系统效能的定义内涵有所不同。在供应链系统中，可用度定义为供应链开始供货时所处状态的量度，它包括供应链的货物品质、人力状况、经济状况、信用度、供货周期、行政管理等。可信性是指在供货过程中某个瞬间供应链系统状态的量度，它包括供应链供货持久性、可靠性、备货状况、供货渠道等。能力是供应链系统在已知某种供货过程中的状态下, 供应链系统达到供货要求能力的量度，它包括供应链的供货能力、抗干扰能力、机动能力等。
同样，供应链系统效能的分析流程同样也可以在武器系统效能分析流程中得到借鉴。所不同的是，输入的信息为供应链能够提供货物的定性或定量要求。通过如图所描述的分析流程，最终输出的是对供应链系统的一个结果图表，在一定程度上可以根据这个图表进行判断供应链的优劣，选择最佳供应链。供应链系统效能分析流程图如图所示。
三、供应链系统效能的评定方法
供应链系统效能的评定方法主要有专家评定法、试验统计法、模拟法、解析法等。各种方法都有优缺点，下面就逐一进行评述。
专家评定法:对于某些难以定量描述的指标,在评定时采用专家评定。其一般方法是,选取最能反映效能的特征指标, 请一些专家“打分”,然后通过对专家意见处理, 得到供应链系统效能。专家评定法在评定难以用定量计算时采用比较有效。
试验统计法:所谓试验统计法是在规定的现场中或精确模拟的环境中, 观察供应链系统的性能特征, 收集数据, 评定系统效能。试验统计法不但能得到效能指标的评估值, 还能显示供应商性能、供货规则等影响因素对供应链效能指标的影响, 从而为改进供应链系统性能和供货规律提供了定量分析基础,其结果比较准确,但需要有大量的以往供货数据基础,这在当今的经济社会中无法完全实施,而且耗费太大,需要时间长。
模拟法:模拟法也叫仿真法,实质是以计算机模拟模型来进行仿真实验,由实验得到的关于供货进程和结果的数据,可直接或经过统计处理后给出效能指标评估值。仿真法考虑了真实供货条件下,以具体供货环境和供货渠道为背景来评价,能够实施整个供货过程的演示,比较形象,但需要大量可靠的基础数据和原始资料作依托。要得到完整资料有赖于有计划长期大量数据的收集,仿真时对供货环境模拟比较困难,如干扰环境的不确定性等直接影响结果。它省时、省费用等,它能在一定程度反映了供货条件和买卖对象,考虑了整个供应链的协同作用,供应链系统的效能诸属性在供货全过程的体现，以及在不同规模供货效能的差别。特别适合于进行供应链系统或供货方案的效能指标的预测评估。
解析法是根据描述效能指标与给定条件之间的函数关系的解析表达式计算指标,可根据数学方法求解建立的效能方程。解析法的优点是公式透明性好,易于了解,计算简单。但需要比较强的数学功底。
四、总结语
本文依据武器装备的效能分析方法，初步提出了供应链的效能概念，以及定性的分析了供应链效能分析的方法，表明了供应链的效能是评价整个供应链好坏的一个重要指标。
参考文献:
[1]徐安德:关于现代军事武器系统效能评定的研究[J]，导弹与航天运载技术，1994第4期
[2]董如梅:武器系统效能评估的一种通用方法[J]，北京理工大学学报，1997年6月，第3期
[3]Kibum Kim,ect, Supply planning model for remanufacturing system in reverse logistics environment [J]，Computers & Industrial Engineering (2006), doi:10.1016/j.cie.2006.02.008
模拟仿真法范文第7篇
关键词 模拟电子技术 教学方法 多样化 放大电路
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.12.066
Study on the Teaching Method of Analog Electronic Technology
――Taking the basic Amplifier Circuit as an example
YAO Gaohua， LIAO Qiuxiang， ZOU Muchun
（School of Information and Electronic Engineering of Wuzhou University，Wuzhou，Guangxi 543002）
Abstract For the possible problems in the teaching process of analog electronic technology course， on the emphasis on viewpoint and learning interest of the students， it proposes a variety of teaching methods， such as guidance heuristics， locating suspense and suspect method， task-driven method， multimedia presentation methods， virtual experiment simulation method， and discusses a variety of teaching methods in the teaching process taking the basic amplifying circuit for example.
Key words analog electronic technology； teaching method； diversify； amplifying circuit
模拟电子技术课程是继电路分析基础课程之后，电子信息工程、电子科学与技术、自动化、通信工程等我校电子类专业学生的第二门专业基础课，也是计算机类、机械类和物理类等其他理工科专业的必修课程之一。该课程是电子技术基础的一个部分，通过该课程的学习，学生能掌握电子技术方面的一些基本知识、基本理论和基本技能，进行基本模拟电路的分析和设计，为以后进一步学习数字电子技术、高频电子线路等后续课程打好基础。①
1 模拟电子技术课程传统教学方法的不足
模拟电子技术课程不仅有完备的理论知识体系，而且具有很强的实践性、工程性和应用性，相当数量的学生学习过程中感到一知半解，②很多教师也感觉很难取得较好的教学效果。对于模拟电子技术课程教学，传统教学方法重在“教”，一般以教师为中心，授课侧重在把模拟电子技术各个章节的知识点讲清楚，满足于教材上的现成知识；轻于“学”，忽略了以学生为中心，没有考虑到学生的主体地位，造成教与学二者的脱节。
考虑到模拟电子技术课程的重要性和“入门不易，学好很难”的特点，很多教师不断地进行该课程的教学探讨和教学改革，而且有些改革已具有良好的效果。笔者总结了目前一些高校对该课程教学改革的成功经验，针对传统教学方法的不足，充分考虑学生的实际情况，利用多种现代教学方法，突出课程的基础理论，强化学生的实践应用能力，以适应地方高校转型背景下应用型人才培养的新要求。
2 多样化教学方法在模拟电子技术教学中的应用
针对模拟电子技术课程在教学过程中可能出现的问题，诸多文献进行了相关的讨论。笔者根据自己讲授模拟电子技术课程中的体会，突出学生学习兴趣的培养，注重站在学生角度思考问题，提出了多样化的教学方法。在教学实施过程中，注重传统“黑板+粉笔”教学方法和现代多样化教学方法相结合，采用引导启发法、悬念设疑法、任务驱动法、多媒体演示法、虚拟实验仿真法等教学方法，引导学生主动参与到教学过程中来，发挥学生的主观能动性，使学生的注意力集中在课堂上。
结合模拟电子技术课程的特点，以该课程中的基本放大电路的组成及工作原理这一核心知识点为例，探讨多样化的教学方法的应用。
2.1 引导启发法
教学导入是整个教学过程中非常重要的环节，很平淡的开场白不容易引起学生的兴趣，因此教师在开始上课时就应该集中学生的注意力。例如在教学过程开始阶段先提问：“请同学们举一些生活中放大的例子”，通过学生回答出的几种放大现象：“利用放大镜使微小的物体现出较大的形象、利用杠杆能用小力移动重物、利用变压器将低电压变为高电压、说话的声音通过扩音器被放大”，再引导学生分析不同放大现象的区别：“这些放大现象分别是光学放大、力学放大、电学放大、电子学放大”，从而引出了模拟电子技术课程中基本放大电路放大作用的内在含义。通过老师巧妙地引导和启发，使学生很快进入到本课程的学习情境中。
2.2 悬念设疑法
在课堂上，为了集中学生的注意力，教师可以采用悬念设疑法。结合授课的具体内容，教师可以提出一些相关的问题，让学生思考解决办法。为了提高学生思考问题和回答问题的积极性，教师可以将积极回答问题的学生记录下来，作为平时成绩评定的依据。如在本课例教学中，结合共射极放大电路的组成提问：“如何判断三极管工作在何种状态”，考查学生能否通过前一章三极管基础知识的学习，解决新教学内容中的实际问题。
2.3 任务驱动法
笔者在模拟电子技术课程的教学中采取了任务驱动法，针对学生学习、生活中的实际情况布置一个学习任务，③让学生完成任务来了解模拟电子技术的知识。如在讲授放大电路的组成和工作原理知识点之前，安排学生收集生活中放大的相关例子，整理出问题，然后结合授课时的知识加以理解。课后，要求学生根据对共射极放大电路的组成的理解，思考“是否还有其它形式的三极管放大电路”，促使学生对新问题进行探讨研究，考查学生的自主研究探索能力。
2.4 多媒体演示法
多媒体教室为课程多媒体教学和演示提供了硬件保证。教师通过应用多媒体演示法，演示与课程相关的视频、音频、动画等多媒体素材，能够刺激学生的五官感受，激发学生的学习兴趣。本课例中笔者制作多媒体课件并充分利用多媒体设备进行教学演示，获得事半功倍的效果。④例如，在本课例中，在讲解放大电路的工作原理时，通过播放“放大电路的工作过程”动画，将放大电路工作过程中各处的电压、电流形象地展现在学生眼前，复杂原理的理解就变得非常简单了。
2.5 虚拟实验仿真法
在本课例中通过教师演示虚拟实验、学生分组进行虚拟实验，利用Multisim仿真软件进行放大电路的仿真。学生通过积极进行仿真实验，学习虚拟实验的方法，讨论实验结果的正确性，达到了活跃课堂气氛，巩固所学知识，理论知识和实验技能相结合的效果。
3 基本放大电路课例教学过程设计
在每节课的教学过程中，往往需要多种教学方法结合使用，这样才能达到比较好的教学效果。在基本放大电路的组成及工作原理这一课例中，笔者结合多样化的教学方法设计了表1的教学过程。这一课例设计在我校组织的教学设计竞赛中获得一等奖，并在教学实践中多次获得同行好评，通过学生反馈出来的教学效果良好。
4 结束语
在电子技术日新月异发展的新形势下，为了培养适应现代电子技术发展的应用型人才，模拟电子技术课程的教学方法势必进行多样化的改革，其目的就是为了使学生能更好地掌握模拟电子技术的基本概念、基本电路的工作原理和分析方法，通过实验教学和软件仿真，提高学生的电路分析设计能力、实际工程应用能力。
我校模拟电子技术课程的教学方法改革的实践表明，引导启发、悬念设疑、任务驱动、多媒体演示、虚拟实验仿真等多元化教学方法在模拟电子技术课程教学中的组合运用，能有效促进学生对系统理论知识的理解，提高学生的学习兴趣，开阔学生的视野，达到良好的教学效果。
基金项目：广西高等教育本科教学改革工程项目（2015J GB381），广西高等教育本科教学改革工程项目（2014JGA227），梧州学院教育教学改革工程立项项目（Wyjg2010B003）
注释
① 陈景惠.电子技术基础课程在专业教学培养中的地位与作用分析[J].黑龙江科技信息，2010（14）.
② 高晓丹，魏婉华.关于模拟电子技术课程教学的几点思考[J].读写算（教育教学研究），2012（40）.
③ 解秀叶.任务驱动法在计算机教学中的应用效果观察[J].中国科技博览，2012（3）.
模拟仿真法范文第8篇
关键词：英语教学；语境创设；教学方法
语境和语言运用紧密相连。英语语境是指使用英语时交际主体所处的实际环境，包括英语的社会文化背景和英语交际的时间、地点、参与者等。学习英语的根本目的是实现人与人之间的交际，在英语语境下准确地运用英语表达思维和意识。
一、英语教学语境的本质
按照语境概念的逻辑思维，所谓英语教学语境是指为培养学生的英语思维和表达能力，在教学过程中有意创设英语文化背景、英语交际环境。创设英语语境的主要目的是为学生提供一个理解、运用英语的文化背景和交际环境，让学生习惯于按照英语文化的方式思维，在真实的交际环境中体验语言的运用方式。
二、英语教学语境创设的原则
创设英语教学语境必须以课堂教学目标作为基本要求，把语言交际能力培养作为基本目标，采取学生主体积极参与的方式，通过文化背景和英语交际环境构建的方法，创设不同的英语教学语境。（1）要坚持英语教学目标的首要地位。把所学知识运用到恰当合理的教学语境中，使学生在英语语境活动中掌握知识并提升能力。（2）要坚持语言交际的根本目标。学习英语的根本目的是运用英语进行政治、社会、人文等各领域的交际。（3）要坚持学生主体的过程参与。在创设教学语境时，必须坚持学生的主体地位，重点突出学生的过程参与。（4）要坚持背景创设的基本方法。把创设英语学习的背景和环境作为基本方法，让学生积极地参与活动，并在活动中运用和掌握英语知识。
三、英语教学语境创设的基本方法
英语语境创设方法很多，根据多年的教学实践经验，借鉴模拟新闻会、游戏等特点，笔者提出了情景展现、角色融入、活动模拟和环境仿真四种方法。
1.情景展现法
情景展现法，是指通编排，在课堂上实时展现与教学内容有关的活动场景，让学生参与体验的语境创设方法。这是创设英语教学语境的基本方法，如购物、吃饭、游乐、乘坐交通工具、问路等，该方法适合于英语基础能力教学。如《牛津初中英语》（译林版，以下同）8B Unit 2中的“School Life”，可以设计一个到美国中学校园的国际参观活动，让学生以国际访问者的角度参与，去了解美国中学的校园生活情况。通过视频、图片、语言等多种方式进行展现，让学生既了解了美国的校园文化，又掌握了知识和语言。
2.角色融入法
角色融入法，是指通过赋予学生一定的身份，在课堂上，让学生以角色意识参与活动，体验英语知识和语言运用的语境创设方法，这是创设英语教学语境的基本方法，如采用情景剧、短剧、角色对话等，该方法同样适用于英语基础能力教学。如《牛津初中英语》8B Unit 5中的“Wild Animals”，教师可以设计一个“Party of animals”的情景短剧，让学生分别充当不同的动物，在“Party”中进行自我介绍。这样，可以让学生以角色的身份进行换位思考，既掌握了关于动物的有关英语知识点，又在交际的环境中体现出了角色意识。
3.活动模拟法
活动模拟法，是指通过组织模拟活动，让学生以一定的身份参与活动，运用和体验英语交际的语境创设方法，这是创设英语教学语境的高级形式。如，就班级的某一主题，模拟召开国际新闻会；组织英语辩论会等，该方法适合于英语能力熟练应用的培养。如《牛津初中英语》8B 中的“Project 2 The world around us”，教师可以围绕“Unit 5～Unit 8”的知识点和语言点，设计一个关于近期“Wild animal，Natural disaster”的模拟新闻会，让学生分别担任新闻发言人和记者，从而提升学生运用英语思考和运用语言的能力。
4.环境仿真法
环境仿真法，是指运用计算机技术、三维仿真技术，制作三维虚拟仿真环境，让学生通过人机交互的方式，身临其境地参与其中，从而达到提高语言运用能力的语境创设方法，它是创设英语教学语境的最高级方法，需要专门的计算机技术人员制作专门的人机交互动画进行支撑。该方法虽然难度较大，但可重复利用率高，学生的主体参与性更强，教学效益好。
四、英语教学语境创设应克服的问题
在创设英语教学语境的过程中，应注意克服以下几个方面的问题，防止为了创设语境而创设，脱离了创设英语教学语境的基本目的，从而达不到开展语境教学应有的效果。（1）防止偏离目的。任何英语教学语境的创设，都是为了提高英语教学的环境逼真性和提高学生的英语运用能力。创设英语教学语境，要紧紧围绕单元教学目标进行设计。（2）防止哗众取宠。英语教学语境创设不能过多地关注语境的手段丰富、形式多样、氛围热闹，更要强调语境的实质内容，教师应事先设计好语境教学中可能出现或遇到的问题，紧紧围绕教学目标展开。
参考文献：
模拟仿真法范文第9篇
关键词：大气紊流；Dryden紊流模型；高斯白噪声；随机序列；双随机交换最小化方法
中图分类号：V411.8 文献标志码：A
Digital simulation on atmospheric turbulence
MA Shufeng，YUE Xiaokui
(School of Astronautics，Northwestern Polytechnical Univ.，Xi’an 710072，China)
Abstract：To improve the precision of atmospheric turbulence simulation，the digital simulation technology based on Dryden turbulence model is analyzed. The analysis shows that the most important factor that affects the simulation precision is the generation precision of Gauss white noise sequence. Without changing the mean value，variance and probability density of random number sequence，a double stochastic interchange minimization algorithm is used to whiten the Gaussian noise sequence. The whiten degree of random number sequence and the precision of atmospheric turbulence simulation are improved. At the same time the influences of time interval on simulation precision are decreased. It is a better way to improve the precision of turbulence simulation by using double stochastic interchange minimization algorithm to improve Gauss white noise sequence.
Key words：atmospheric turbulence；Dryden turbulence model；Gauss white noise；random sequence；double stochastic interchange minimization algorithm
0 引 言
大气紊流是影响飞行器飞行品质的重要因素，Dryden紊流模型和VonKarman模型是航空航天领域最重要的两种紊流模型.长期以来，国内外学者对这两种紊流的数字仿真技术进行研究.其中，赵震炎教授提出的Dryden模型的数字仿真算法，简单易于实现、实时性好，得到广泛应用，但是该模型也存在缺陷，主要是在采样步长过短时仿真结果与理论值存在一定的偏差.[1]马东立[2]和屈香菊等[3]先后对紊流模型提出改进.但是这些改进都是基于Dryden紊流模型自身的改进，虽然仿真结果有很大改善，却因连续求解修正因数，导致数字仿真的实时性降低.国外学者在对紊流模拟的数字仿真技术进行改进时，也往往忽视白噪声序列的影响.本文针对随机数序列对紊流模拟的精度影响进行分析，采用双随机交换最小化方法对随机数序列进行修正，得到很好的模拟效果.
1 紊流的数字仿真
Dryden模型的时间频谱函数[1]可以表示为
2 紊流信号的检验及改进
2.1 紊流信号的检验方法
检验紊流信号是否合适的准则就是看这样的随机序列频谱特性或相关特性是否符合该紊流模型的频谱函数或相关函数的理论表达式.[1]检验相关函数比较简单.Dryden模型的相关函数为
2.2 检验结果及分析
对采用不同随机数序列生成的纵向紊流样本进行相关特性检验，发现模拟紊流的相关函数与理论值存在较大差别，紊流模拟的效果不能令人满意，见图2(其中mod 代表混合同余算法，area为几何直观面积法，normrnd为Matlab正态分布随机数生成函数.mod 1中的乘子、增量和模分别取2 053，13 849和65 535；mod 2中的乘子、增量和模分别为843 314 861，453 816 693，231.图3，4，5和6中各标记的意义相同).可见，尽管前面所述的大气紊流数值仿真法有严格的理论依据，但由于伪随机数的固有缺陷，造成所生成的紊流信号特性不太令人满意.[2]
检验结果表明，紊流模拟的精度受随机噪声序列影响很大，显然以上几种算法获得的随机数序列都不能满足紊流精确模拟的要求.现在分别对3组随机数序列的均值、方差(表1)以及概率密度曲线(图3)进行分析，发现由这些算法获得的随机数序列无论是均值、方差还是概率密度分布都比较理想，那么可以断定，导致误差的主要原因是噪声的白化问题.
该算法只是对随机数序列进行重新组合，因此不改变随机数样本的方差、均值以及概率密度特性.改进后的功率谱曲线见图5.可见采用双随机交换最小化方法对提高随机数序列的白化程度非常有效.采用与图1相同的初始条件及优化后的随机数序列进行紊流模拟，并进行相关性检验，仿真结果见图6.由仿真曲线可见，在对随机数序列进行白化处理后，紊流模拟的精度得到大幅度提高.
文献[2]指出紊流的模拟精度受采样间隔影响严重，这里采用优化后的1组数据序列(如mod 1序列)进行仿真分析.检验结果见图7.可见，虽然紊流的模拟精度仍然受到采样间隔的影响，但是影响程度已经非常小，即在对随机数序列进行白化处理以后，紊流模拟精度对采样间隔的敏感度大幅降低.
3 结 论
白噪声序列的生成精度是影响大气紊流模拟精度的重要因素.除Dryden模型外，在VonKarman模型的数字仿真中同样需要采用白噪声序列，因此白噪声序列的模拟精度对大气紊流模拟精度的影响是十分重要的研究内容.利用双随机交换最小化方法可以大幅提高白噪声序列的白化程度并有效提高紊流模拟的精度.但是该方法运算量大，耗时多，实时性差.考虑到紊流模拟中白噪声序列生成与紊流的数字模拟是两个独立过程，因此可以采用事先处理的方式生成白噪声序列文件，通过传递文件的方式满足对仿真实时性的要求.
参考文献：
[1]肖业伦. 大气扰动中的飞行原理[M]. 北京：国防工业出版社，1993：166-173.
[2]马东立. 大气紊流数字仿真的改进方法[J]. 北京航空航天大学学报，1990(3)：57-63.
[3]屈香菊，李勇. 一种改进的紊流风模型及其仿真研究[J]. 系统仿真学报，2004，16(1)：10-13.
[4]蔡坤宝，罗汉文. 产生高斯随机序列的新方法[J]. 上海交通大学学报，2004，8(12)：2 052-2 056.
模拟仿真法范文第10篇
关键词：网络攻击 效能评估 评估模型
中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）009-105-02
1 前言
目前大多数网络攻击效能的评估都基于可测量参数进行评估，例如网络信道参数、主机运行的CPU、内存参数等等。文献[2]提出基于网络熵的攻击效能评估方法、文献[3][4]提出了层次分析法来对网络攻击效能进行评估，这些方法都需要可直接测量的参数来进行评估，从自身网络安全出发，综合分析自身网络、主机主要性能指标进行评估，但这些评估技术应用于对敌方网络实施的攻击效能进行评估时，其模型所需的参数无法直接获得。因而需要对这种情况进行切实研究给出合适的评估方法或对不可测量效能进行转换，使得有合适的参数进行定量分析。本文具体分析这一情况给出相应的解决方案。
2 不可测量的网络攻击
不可测量的网络攻击指没有相应参数来描述的网络攻击，主要有两种情况：（1）可测量的参数无法直接获取；（2）无可量化的参数，如对敌方造成的信息欺诈程度等。
在网络中各节点的度量参数分为两类：可计算度量和通信度量。这些都是可测参数，可以通过在网络中、主机中安装相应的软件或硬件进行参数提取。
在网络攻击中攻击对象不光有网络中的节点还有网络中的操作人员和网络中存储、传输的数据信息，这些单元的度量参数目前还没有相应的可量化的指标。网络更重要的目的是利用网络攻击手段窃取情报、破解对方密码、接管对方网络的访问和控制权限、实施信息欺诈等攻击，针对的攻击对象是信息载体和执行信息命令的人员，这些网络攻击能带来巨大的攻击效能，然而确很难用定量的参数进行量化。
3 参数逼进与量化
在实验条件下通常采用直接测量的方法来获得需要的参数，采用侦测、接入设备和软件，直接对时间网络进行信号和数据的统计与分析。为了获得主机的运行参数还需要在主机安装守护软件实获取CPU、内存等参数，然而要是去对敌方网络进行这样的测试是不可行的，另外在网络中这些探测软件和硬件是额外接入的会对正在运行的网络增加负载，会干扰网络用户的使用。可以在实验网络的基础上采取方法：
（1）定性分析法。
定性分析法是对网络的性能作出定性的估计。它根据经验进行外推而估计出网络的性能，也因此往往只能是对小型的网络进行定性分析。但是，网络负载、网络结构与性能评价标族之间的关系是非线性的：即低于某个门限时，负载的微小变化只会引起性能的小变化，对事整体性能影响小；但若高于某个门限后，负载的微小变化就可能引起性能的巨大变化，严重影响整体性能。而这个门限值往往因网络配置的不同而相差很大，分析法具有一定的局限性。
（2）解析模型法。
解析模型法首先对网络建立合理的、能够进行分析的物理模型，然后利用排队理论建立数学模型，给出分析表达式，最后应用概率论、随机过程、排队论等数学工具计算出网络的性能参数，进行性能解析评价。除了获得网络的性能参数外，网络和性能分析还需要分析各种相关因素对网络工作性能的影响程度。
解析模型法的优点是开销小，时间短，速度快，但解析模型法只能解决一小部分系统的性能分析，很多系统往往因其关系错综复杂，具有非线性、不确定性而不能用数学表达式描述运行规则，无法解析。因此，解析模型法只能简化系统进行近似分析、但由于它可以快速评价网络性能，可以对网络攻击进行引导。
（3）软件仿真法。
软件仿真法主要根据网络的工作原理，建立模拟模型，用软件仿真网络的运作、并在仿真程序的运行中采集数据，评价、度量网络性能。需要建立敌方网络资源需求模型、网络协议抽象模型，性能采集分析模型和仿真结果解释模型等，需要极大的情报资源，而且具体的仿真模型将需要十分巨大的计算空间与计算能力。而对于简单的系统，解析模型法不必花费大量的时间和精力编写程序。由此可见，这两种方法各有长短，可以相互补充和检验。常用的方法是先采用解析法建立数学模型进行快速估算，然后再用仿真法建立仿真模型进行验证。
上述方法可以较好地对可测参数进行逼进，对于无量化的参数则要先通过替代参数进行量化然后再采用上述方法进行逼进、推演。针对难用定量的参数进行量化参数采用以下方法进行替代量化。
4 效能评估指标
上面的分析给出了网络攻击效能评估的可测量参数和不可测量参数的替代量化，接着根据网络的安全性能来完善网络攻击效能评估的指标。随着经济信息化进程的加快，网络破坏活动越来越猖獗起来：商业机密被窃取、军事情况遭泄露、巨额资金被盗取、网络突然瘫痪等。这些都是网络攻击的效能，对这些效能进行评估就必须有合适的参数、指标。为了有效评价网络攻击效能，首先要选择恰当的标准对网络的安全性能进行形式化描述。在评估过程中，可以把被攻击目标的完整性、保密性、可靠性和可用性作为其安全性的一个量度，而攻击前后的安全性差值则可以作为攻击效能的一个评价标准。
当前对信息网络安全的研究成果表明，对系统进行测试评估，要识别出可能的安全事件对保密性、完整性、可用性三个指标的影响。
5 效能评估模型
用得比较多的网络攻击效能评估模型是基于网络熵的攻击效能评估模型和层次分析模型，还可以采取别的评估模型。
5.1 网络攻击效能的层次分析模型
目标层：在网络攻击效能的层次模型中，要达到的目标就是对具体的网络攻击的效能进行评估，所以，目标层是网络攻击的效能。信息安全一般考虑以下原则：可认证性原则、机密性原则、完整性原则、可用性原、可靠性原则（又称抗抵赖性原则）。
安全准则层：进行网络攻击的目的，就是要破坏对方网络系统的保密性、完整性、可靠性和可用性，通用评估准则CC也主要对这些特性进行保护。网络攻击对被攻击目标实施攻击，使目标的安全性能下降，效能主要反映在保密性、完整性、可靠性和可用性上，即目标安全机制的安全注重点上。这样可以把保密性、完整性、可靠性和可用性作为安全准则层。
措施层：措施层为需要评估的各项指标。指标体系从通信链路、通信连接、数据、软件系统和硬件系统几个方面提出，其中既有可测量参数还包括不可测量参数的替代参数指标。
5.2 基于网络熵的网络攻击效能评估模型
网络熵借助信息论中熵的概念用来对网络性能进行描述，网络熵越小表征网络系统的安全性能越好。对于网络的某一项性能指标来说，其熵值定义为H=-log2Vi，Vi为网络此项指标的归一化参数。在网络受到攻击后，其服务性能下降，系统稳定性变差，熵值增加，采用熵差H=-log2V2/V1对攻击效能进行描述。其中：V1为网络系统原来的归一化性能参数（包括可测量参数和不可测量参数的替代参数），V2为网络受攻击后的归一化性能参数。
评估的结果就是对网络攻击能力和影响的某种程度上的确信，开展网络攻击效能评估技术研究可以对战场网络系统、国家电子政务信息系统、各类信息安全系统的规划、设计、建设、运行等各阶段进行系统级的测试评估，找出网络系统的薄弱环节，发现并修正系统存在的弱点和漏洞，保证网络系统的安全性，提出安全解决方案。
6 效能评估步骤
目前比较通用的网络攻击效能评估的流程主要包括资源识别、威胁识别、脆弱性识别、安全措施分析、可能性分析、影响分析以及最后的攻击效能指标判定。
在这个评估模型中，主要包括六方面的内容。
系统分析：对信息系统的安全需求进行分析。
识别关键资源：根据系统分析的结果识别出系统的重要资源，包括网络信道、主机节点、系统文件等。
识别威胁：识别出系统主要的安全威胁及威胁的途径和方式。
识别脆弱性：识别出系统在技术上的缺陷、漏洞、薄弱环节等。
分析影响：分析网络攻击事件对系统可能造成的影响，则需采用上面提到的网络攻击效能评估模型进行分析。
综合关键资源、威胁因素、脆弱性及控制措施，综合事件影响，评估网络攻击效能。
在评估过程中，需要采集大量的数据。数据采集的覆盖范围和采集量直接影响对评估基本要素的准确度量，从而影响最重的评估结果。数据采集的覆盖范围越广泛、采集量越大，评估结果越准确。因此在评估标准体系中，需要规范数据的采集范围和采集量。这是评估标准体系是否先进完善的重要因素。
7 总结
网络攻击效能的评估是战场网络对抗的根本基础和前提，目前还缺乏较为深入的研究。本文着重分析了评估中参数获取问题，指出在网络攻击中很多参数是不可测量的，特别是对网络中的操作人员的攻击效能和对网络数据信息的攻击破坏效能缺乏可量化的参数，需要通过逼进、模拟、仿真进行推演获得。网络攻击效能评估的各种指标和模型还需进一步深入研究。
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