虚拟仿真技术在电子电工专业中的研究与应用

彭秋梅

摘 要：电工电子学科发展的过程中虚拟仿真技术时一种新颖的技术。 虚拟仿真技术可以实现对现实生活的模拟，通过创造的情境与场景，让人们体会到更加真实的效果。电工电子作为高等院校的技术性课程，为学生的就业以及发展提供了保障。学生学习的过程中教师应该提高对虚拟仿真技术的认识，熟练使用虚拟仿真技术，从而将理论知识运用到实际中，提高学生对理论知识的理解。

关键词：虚拟仿真技术；电工电子学科；应用

一、虚拟仿真技术概述及虚拟仿真技术的应用现状

虚拟仿真技术通常情况下被人们叫做模拟技术，主要是根据实际情况构建实验模型，在仿真类型软件的辅助下，模拟电路的环境以及电路运行的实际状况，从而能够直观的展示出电路环境。高等院校教学的过程中，由有些电工电子课程中的内容比较复杂，并且教学条件有限，为了保证学生能够真正理解理论知识，教师通常会使用虚拟仿真技术建立模型。现阶段，虚拟仿真技术已经开始广泛应用于多种不同的领域，发挥着越爱越大的作用。

电工电子课程的实践性比较强，传统的实验大部分是让学生通过实验设备搭建一定的模型，但是学生无法控制实验现场的温度湿度等，并且设备的能源损耗等问题也无法得到合理的计算，这在一定程度 上给学生的学习带来阻碍。虚拟仿真技术主要是通过计算机软件结合电路的实际情况创造相应的实验场最以及实验设备.将抽象和复杂的实验原理不断简化，从而让学生直观的观察与分析。同时，模型运行的过程中，教师与学生可以根据实际情况对实验数据进行调整，从而提高模型的真实度。可以说虚拟仿真技术大大提高了教学与研究的效果。在电工电子教学中，教师常见的虚拟仿真软件有Mulisim. Proleus、 Malab、 EWB、labWTEW等。 其中Malab软件具有超强的计算功能，能够在短时间内完成大量的数据运算，是高等电工电子技术教学的主要应用的软件。Mutisim软件在使用的过程中能够帮助试验者合理调试实验数据，并且能够反馈出实验线路中存在的问题，从而实现对模型的不断完善。该软件的操作比较简单，学生可以自行操作。FWB仿真软件的仿真效果比较好，能够高程度的模仿电路的运行状况。并且该软件具有较好的兼容性，教师教学的过程中可以选择使用该软件。

二、主要研究情况

电子电工专业在高等教育体系中占有重要位置，其实践教学具有设备种类多、规模庞大、接线复杂、电流大、电压高等特点。传统的实验教学存在高消耗、高成本、高风险等问题，且学生难以全面掌握和吸收相关知识和技能。因此，引入虚拟仿真技术为电子电工专业的教学提供了一种经济、安全、可靠的实验手段。

三、虚拟仿真技术的应用

（一）教学实验环境的改善

虚拟仿真技术为电子电工专业的学生提供了一个安全健康的实验环境。学生可以在任何地点和任何时间进行实验，不再受传统实验室的限制。这不仅优化了电气工程教学实践效果，也提高了学生的学习积极性和实验效率。

（二）实验内容的丰富性

虚拟仿真技术可以模拟各种复杂的电子电工实验场景，包括极端或高危环境下的实验过程。通过模拟，学生可以直观地观察和理解实验现象，掌握实验原理和技能。例如，象新力电气工程类虚拟仿真实验案例中的供配电虚实结合仿真实验系统，涵盖了设备学习、设备定位、安全教育、故障模拟等多个方面，为学生提供了丰富的实验内容。

（三）实验操作的灵活性

虚拟仿真技术允许学生在虚拟环境中进行多次实验，不受时间和次数的限制。学生可以根据自己的学习进度和理解程度，随时进行实验和调整。此外，虚拟仿真技术还支持多种操作模式，如系统认知模式、操作票模式、故障模式等，以满足不同学生的实验需求。

（四）实验结果的可视化

虚拟仿真技术以图形方式显示实验结果，使得实验结果更加直观和易于理解。学生可以通过观察和分析实验结果，深入理解电子电工实验的原理和规律。同时，虚拟仿真技术还支持数据的导出和分享，方便学生进行进一步的研究和讨论。

四、Malab仿真软件在电工电子技术教学中的应用

Matlab仿真软件具有高效的数学建模功能，并且该软件能够实现对系统的高效仿真.Matlab仿真软件是当前高等教师使用最多的软件之一，能够有效提高电工电子课程的教学效果。

通常情况下教师可以综合设计情况合理运用Mallab仿真软件的两种仿真形式。第一、借助Siumulink仿真平台实现对试题图像的方针目的，该仿真平台能够有效地实现对集成环境的模拟，其实用性能比较好，并且使用的成本比较低，能够减轻高等院校的教学压力。第二、编写代码文件的仿真模式。这种模式在电工电子技术教学中应用的相对较少。在高等院校电工电子技术教学中多使用的而是第一种仿真模式，能够帮助学生提高学习效率。教师教学的过程中结合课程的实际安排，综合选择使用两种不同的教学模式，从而保证仿真效果更加直观。

Matlab仿息软件在应用的过程中能够将复杂的情境进行简化，例如，教师讲解波形时，可以通过建立模型的方式让学生直观的理解波形。同时学习“三相桥式全控整流电路的教学”时，可以通过建立电路模型，实现对电路参数的调整，以直观的方式让学生了解电路波形。

五、总结与展望

虚拟仿真技术在电子电工专业中的应用已经取得了显著的效果。它不仅改善了教学实验环境，丰富了实验内容，还提高了实验操作的灵活性和实验结果的可视化程度。未来，随着计算机技术的不断发展和完善，虚拟仿真技术将在电子电工专业中发挥更加重要的作用。例如，利用增强现实（AR）技术可以进一步提高实验的沉浸感和交互性；利用大数据和人工智能技术可以对实验数据进行深度挖掘和分析，以发现新的规律和现象。这些都将为电子电工专业的教学和研究提供更加广阔的空间和机遇。

参考文献：

[1]陈霞虚拟仿真技术在高等电工电子技术教学中的应用初探[I]黑龙江教育（理论与实践） ， 2018.（22）：80-81.

[2]陈丽虚拟仿真技术在高等电子技术教学中的运用[]黑龙江教育（理论与实践），2019.（5）：59-60.