论文摘要
在传统的电工电子学的实验教学中，很多学校都存在着资源不足、投资大、见效低、实验环境及过程具有一定的危险性等问题。随着多媒体技术和网络技术的迅速发展，通过网络和虚拟的实验操作环境来达到实验教学已成为了可能。研究网上虚拟电工电子学实验，不仅使得学生能在实验时间和空间上的到最大程度的延伸，还能在一定程度上解决实验经费不足，实验安全无保障等问题。本文首先讨论了高校电工电子实验室的功能定位和基本要求，通过对不同的构建网上虚拟实验室的技术方案的比较，提出了采用Java技术和Spice技术结合，以B／S构架为基础的网络化虚拟电工电子实验——ESpice构建方案。服务器端采用Java的Servlet技术，PSpice软件完成客户端的分析请求，客户端采用Java Applet技术。所开发的电工电子实验系统实现了电路的搭建、参数的设置、模拟仿真，实验状态的保存与恢复，以及多个实验电路设计方案的比较与分析等功能。用户操作简单、直观，支持电阻、电容、电感、晶体管、电压源、电流源等基本的元器件以及电流表、电压表、MOS场效应管和集成运算放大器等复杂的电子器件，具有良好的交互性和可扩展性。最后，论文讨论了网上虚拟实验室的局限，提出了进一步的设计、构想以及ESpice的应用前景。
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摘要ABSTRACT目录1 引言1.1 课题来源1.2 研究目的与意义1.3 研究内容1.4 国内外研究现状及发展趋势1.4.1 国外研究现状1.4.2 国内研究现状1.4.3 网上虚拟实验室的发展趋势1.5 虚拟现实技术对高校教学的影响1.5.1 教学观念的变化1.5.2 教学内容的变化1.5.3 教学手段的变化1.6 论文组织结构2 网上虚拟实验室的理论研究2.1 网上虚拟电工电子实验室的基本概念2.1.1 虚拟现实的定义2.1.2 虚拟现实技术的发展2.1.3 虚拟现实的基本特征2.1.4 虚拟现实的分类2.1.5 虚拟实验室的定义2.2 网上虚拟实验室的主要特点2.3 网上虚拟实验的优势2.4 网上电工电子虚拟实验室的功能定位、基本要求和组成2.4.1 功能定位2.4.2 基本要求2.4.3 虚拟实验室的组成2.5 本章小结3 网上虚拟实验室的构建技术3.1 构建网上虚拟实验室的技术方案3.1.1 基于 Java 技术3.1.2 基于 ActiveX 技术3.1.3 基于 VRML 技术3.1.4 基于 QuickTime VR 技术3.1.5 基于 Flash 技术3.2 技术方案的比较与分析3.3 本章小结4 网上虚拟电工电子实验室的设计与实现4.1 系统总体设计与分析4.1.1 系统结构4.1.2 虚拟实验平台的体系结构4.1.3 系统组成及功能4.2 虚拟电路实验环境的设计4.3 组件控制系统的设计4.3.1 虚拟实验面板的构建4.3.2 虚拟实验元器件控制设计4.4 仿真系统的设计4.4.1 Spice 概述4.4.2 PSpice 介绍4.4.3 PSpice 程序设计4.4.4 分析指令格式4.4.5 输出指令格式4.5 虚拟电路实验平台仿真过程4.5.1 用户实验信息搜集及实验信息 .gra 文件格式封装4.5.2 实验信息到仿真要求的转换（生成.cir 文件）4.5.3 分析提取实验结果数据（.out文件解析）及数据及数据输出4.6 实验状态的保存和恢复设计4.6.1 实验状态的保存和恢复的必要性4.6.2 实验状态保存形式4.6.3 实验状态保存和恢复过程4.7 电子实验报告的生成与管理4.7.1 实验报告的生成4.7.2 实验报告的管理4.8 实验相似度分析系统的设计4.9 其他辅助功能的设计4.10 本章小结5 网上虚拟电工电子实验室的应用与测试5.1 网上虚拟电工电子实验室的操作流程5.2 应用实例5.2.1 登录环境5.2.2 实验环境5.2.3 基本操作5.2.4 实验过程5.3 测试过程及结果5.3.1 虚拟电路测试过程5.3.2 虚拟模拟电路测试结果5.4 本章小结6 结束语6.1 主要贡献和创新点6.2 存在的缺点与不足6.2.1 有关网上虚拟实验的思考6.2.2 系统存在的问题和不足6.3 与其它仿真软件比较6.3.1 LabVIEW 介绍6.3.2 EWB 介绍6.3.3 综合比较6.4 进一步设计与构想6.5 应用前景6.6 本章小结参考文献发表学术论文情况致谢
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