人机接口设备—示波器的仿真实现
摘 要
仿真是求解随机问题的技术。随着具有存储功能的计算机的出现，计算机仿真技术越来越受到重视，现已被应用于各个领域。本系统主要用于教育领域，形象了演示了示波器的功能，方便了老师的教学。http://www.16sheji8.cn
本文主要描述了仿真技术的基本概念以及仿真技术，介绍仿真技术在现实生活中的应用实例，讨论了仿真理论目前的发展状况、前景以及论文研究的目的和意义。
本文所设计实现的基于仿真技术的示波器仿真实验系统是在Visual C++6.0开发环境下编程实现的，利用MFC类库和Visual C++提供的高度可视的应用程序开发工具，在其开发的小型应用程序平台上实现示波器控制面板的绘制、位图资源的加载，可以分别选择单踪波和双踪波的通道来实现不同波形的动态演示，以及实现双踪波幅值分离的设计实现和波形周期的增加和减小。本文的最后对设计研究工作进行了总结，指出了研究上的不足和系统需要改进的地方，说明了需要进一步深入讨论的内容。
关键词：模拟仿真；随机问题； MFC类库；可视化
Man-machine Interaction Equipment-Oscilloscope Simulation
Abstract
Simulation technology is a skill to solve random problem. With the memory function of the computer, computer simulation technology has been widely applied in various fields. The system is mainly used for teaching and the visualized demonstration of the oscilloscope functions will facilitate the teacher's teaching.
The thesis describes the basic concepts of simulation technology. And with application examples in real life about simulation, it discusses the current development situation and prospects of simulation technology, as well as the purpose and significance of the research in the thesis. http://www.16sheji8.cn
The oscilloscope simulation system which based on simulation technology in the thesis is in Visual C + + 6.0 Programming environments. Using MFC and Visual C + + which provide a high degree of visual application development tools, the system can achieve such functions: the drawing of oscilloscope‘s control panel, the loading of bitmap resources, the dynamic displaying of different waveform with single-track and double-track channel respectively, and the achievement of amplitude separation and the variation of time cycle of the wave of double-track. Finally, the thesis concludes for the research, and points out the lack of the system and the content for discussing further.
Key words: Simulation; Random Problem; MFC; Visualization
目 录
论文总页数：29页
1 引言 1
1.1 仿真理论的发展 1
1.2 计算机仿真技术 1
1.3 计算机仿真应用实例 2
1.4 论文的目的及意义 2http://www.16sheji8.cn
2 系统的总体设计 3
2.1 系统功能说明 3
2.2 开发运行平台选择及分析 3
2.2.1 实现系统的硬件环境 3
2.2.2 实现系统的软件环境 4
2.2.3 实现系统的理论基础 4
3 示波器仿真系统的实现 4
3.1 应用程序平台基本框架的建立 4
3.1.1 添加消息处理函数 6
3.1.2 添加成员变量 8
3.1.3 添加RECOURCE资源 9
3.1.4 定时器成员函数 10
3.1.5 通道的选择 10
3.1.6 BUTTON单击事件的设计 11
3.2 曲线面板的设计 14
3.2.1 位图资源及其应用 14
3.2.2 图形刷新 16
3.2.3 获取设备环境 18
3.2.4 映射模式 19http://www.16sheji8.cn
3.2.5 绘图工具 21
3.3 本章小节 23
4 系统运行结果及工作总结 23
4.1 系统运行结果 23
4.2 遇到的问题及解决方法 25
4.3 系统改进方法 26
结 论 26
参考文献 26
致 谢 28
声 明 29
1 引言
1.1 仿真理论的发展
仿真技术最早可以追溯到1773年法国自然学家G.L.L.Buffon为了估计∏的值而采用随机数做实验来求解随机问题。仿真又称做蒙特卡罗方法。比较早而且著名的蒙特卡罗方法使用者是W.S.Gosset。他在1908年以“Student”为笔名发表论文时，使用了蒙特卡罗方法来证明他的t分布法。尽管蒙特卡罗方法起源于1876年，但是直到75年之后才被命名。现代化的具有程序储存功能的计算机使冗长的计算成为可能，而这种计算正式蒙特卡罗所要求的。
如今计算机仿真技术被广泛运用于众多的领域之中。在国外，1876年，美国统计学家第一次使用仿真模拟方法做随机实验。进入20世纪80年代，仿真模拟技术在高科技中所处的地位日益提高。一些发达国家非常重视仿真模拟技术的开发利用，在科学研究、工业、交通、军事、教育等领域得到大量应用。http://www.16sheji8.cn
1.2 计算机仿真技术
所谓计算机仿真是指在实体尚不存在、或者不易在实体上进行实验的情况下，先通过对考察对象进行建模，用数学方程式表达出其物理特性，然后编制计算机程序，并通过计算机运算出考察对象在系统参数以及内外环境条件改变的情况下，其主要参数如何变化，从而达到全面了解和掌握考察对象特性的目的。
计算机仿真技术是作为分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法。近年来，随着系统科学研究的深入、控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展，计算机仿真技术已发展成一门新的学科。信息处理技术的突飞猛进，更使得仿真技术得到迅速发展。
一、 计算机仿真的特点
1. 模型参数任意调整
模型参数可根据要求通过计算机程序随时进行调整，修改或补充，使人们能够掌握各种可能的仿真结果，为进一步完善研究方案提供了极大的方便。
2. 系统模型快速求解
借助于先进的计算机系统，人们在较短时间内就能知道仿真运算的结果(数据或图像)，从而为人们的实践活动提供强有力的指导。这是通常的数学模型方法所无法实现的。
3. 运算结果准确可靠http://www.16sheji8.cn
只要系统模型、仿真模型和仿真程序是科学合理的，那么计算机的运算结果一定准确无误(除非机器有故障)。因此，人们可毫无顾虑地应用计算机仿真的结果。
4. 实物仿真形象直观
只要系统模型、仿真模型和仿真程序是科学合理的，那么计算机的运算结果一定准确无误(除非机器有故障)。因此，人们可毫无顾虑地应用计算机仿真的结果。
1.3 计算机仿真应用实例
因工作需要，要求一油缸保持稳定的工作压力，具体参数如下：油缸设定压力10bar，压力允许误差为15%，蓄能器体积6.3L，充气压力2bar，其它参数如电机转速、泵排量、缸径、泄露量等皆为已知，图一为该系统的仿真模型，其保压原理是通过检测液压缸内的工作压力并与设定的压力进行比较从而决定是否启动电机带动泵运行。当对仿真模型中的每个图形模块设置我们所期望的参数值后，运行该仿真模型便可得出多种仿真结果。
1. 压力对比
为了比较采用保压控制和不保压控制这两个方案，仿真的结果告诉我们，由于没有采用保压控制，在泄漏的影响下，系统的压力一直在下降，经过一段时间后，缸内的压力就达不到压力要求了，而采用了保压系统的方案，缸内的压力可以一直维持在要求的压力上。
2. 仿真结果http://www.16sheji8.cn
通过仿真计算，还可以直接做出采用保压控制方案后缸内压力随时间的变化，可以知道：缸内压力建立需要的时间是25秒，进一步放大图中直线部分，我们可以清楚地看到缸内压力的波动情况，压力波动的振幅为0.008bar。此外我们也可以将电机启动停止情况和压力波动情况绘在一张图上，电机在100秒的仿真时间内起停了三次。
3. 参数优化
如果需要考察气囊式蓄能器预充气压力对压力波动、压力建立时间及其保压时间等参数的影响，可以利用AMESim的Batch仿真运行模式，分别将预充气压力设定为２bar、５bar和８bar，从图七中可以明显看出：充气压力小时，压力波动值较小，但是压力建立时间长，保压时间短；充气压力高时，压力虽可迅速建立，保压时间也较长，但是压力波动也较大。因此在产品设计阶段我们可以根据要求在压力波动、压力建立时间及其保压时间之间折衷以确定最佳的预充气压力。http://www.16sheji8.cn
