计算机辅助电路仿真技术实验报告

计算机仿真技术实验报告

实验三利用数值积分算法的仿真实验

- I -

- 2 - 实验三 利用数值积分算法的仿真实验

一． 实验目的

1) 熟悉MATLAB 的工作环境；

2) 掌握MATLAB 的 .M 文件编写规则，并在命令窗口调试和运行程序；

3) 掌握利用欧拉法、梯形法、二阶显式Adams 法及四阶龙格库塔法构建系统仿

真模型的方法,并对仿真结果进行分析。

二． 实验内容

系统电路如图 2.1所示。电路元件参数：直流电压源V E 1=，电阻Ω=10R ，电感

H L 01.0=，

电容F C μ1=。电路元件初始值：电感电流A i L 0)0(=，电容电压V u c 0)0(=。系统输出量为电容电压)(t u c 。

连续系统输出响应)(t u c 的解析解为：

))/sin (cos 1()(ωωωa t t e U t u at s c ?+?-=- （2-1）

其中，L R a 2=，221??

? ??-=L R LC ω。

)

(t u c 图2.1 RLC 串联电路

三、要求

1） 利用欧拉法、梯形法、二阶显式Adams 法及显式四阶Runge-Kutta 法构建系统仿真模型，并求出离散系统的输出量响应曲线；

- 3 - 2） 对比分析利用欧拉法

课 程 教 案

课程名称： 计算机仿真技术实验 任课教师： 汤群芳 所属院部： 电气与信息工程学院 教学班级： 电气1403-04班 教学时间：2015—2016学年第2学期

湖 南 工 学 院

课程基本信息

课程 名称 课程代码 计算机仿真技术实验 G0401834 总计： 16 学时 学 分 1 讲课： 学时 实验： 16 学时 类别 必修课（√） 选修课（ ） 理论课（ ） 实验课（ √ ） 上机： 16 学时 课程设计： 周 任课 汤群芳 职称 讲师 教师 授课 专业班级： 电气1403-4班 共 2 个班 对象 课 计算机仿真实验课是计算机仿真课程重要的实践教学环节，其目的是使程 学生掌握MATLAB的基本编程技巧，熟练地编写MATLAB程序；熟悉SimuLink简 仿真的基本方法和元件构成；了解MATLAB符号运算工具箱的使用方法，使学介 生具备一定的使用MATLAB语言进行本专业具体实例进行编程和仿真的能力。（不其主要内容有：熟练掌握MATLAB中的矩阵运算、多项式处理、控制语句、绘超过制二维、三维图形和一些常用函

计算机仿真技术

1. 绪论

自我介绍：张绍阳，交通信息工程系， 课程名称：系统仿真技术。

1.1. 关于教材

不进行指定，广泛的参考，大多教材都是介绍性的，应用型的可以参考具体的软件的帮助，理论性的研究大多在最新的论文中。

1.2. 导论

大家都听过的名次：仿真、模拟，已经成为一门学科。

美国国家关键技术委员会1991年确定仿真技术为影响美国安全和繁荣的22个关键技术之一。在军事、航空、航天、原子能、工程、交通、制造行业等已经具有了广泛的用途。

仿真技术种类繁多，大家听说过的matlab仿真、有限元仿真、虚拟现实仿真、离散系统仿真等都是仿真，

1、 他们之间有什么样的规律，如何认识， 2、 在进行应用时如何去选取合适的工具， 3、 如果研究仿真技术，其研究领域是什么 这些都将在本门课中进行解决。

1.3. 研究生教学的特点

本门课程是导论性的课，虽然是学位课，但是希望大家了解研究生教学的特点：研究生培养目标是独立解决问题的能力，而不是纯粹的知识或者技能，用一个例子来理解：挖金子，对于本科生培养的是认识金子、认识工具、使用工具的方法；对于研究生则是金矿的形成规律、工具的选择、方法的选择等；对于博士生，则是为什么要挖的问题了。

1.4. 系统仿真

第6讲:用adams进行仿真简介

虚拟样机技术的定义:虚拟样机（Virtual Prototyping 简称VP）技术又称为机械系统动态

仿真技术，是一项计算机辅助工程（CAE）技术。

工程师在计算机上建立样机模型，对模型进行各种动态性能分析，然后改进样机设计方案，用数字化形式代替传统的实物样机实验。

虚拟样机技术的特点:1.强调在系统层次上模拟产品的外观、功能及特定环境 下的行为；

2.可以辅助物理样机进行设计验证和测试；

3.可以在相同时间内“试验”更多的设计方案，从而易于

获得最优设计方案；

4.用于产品开发的全生命周期，并随着产品生命周期的 演进而不断丰富和完善；

5.支持产品的全方位测试、分析与评估；

6.减少产品开发时间(Product Developments)，产品尽快上市； 7.减少了设计费用(Design Cost);

虚拟样机技术应用软件:目前世界范围内流行使用的机械系统的仿真软件有 ADAMS和比利

时LMS的DADS（Dynamic Analysis and Desi

数字电路仿真

实验报告

姓名： 学号： 班级：

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实验一 组合逻辑电路设计与分析 ................................................................................................... 5

1. 实验目的 .............................................................................................................................. 5 2. 实验原理 .............................................................................................................................. 5 3. 实验电路及步骤........................................................................................

数字逻辑与CPU 仿真实验报告

姓名： 班级： 学号：

仿真实验

摘要：Multisim是Interactive Image Technologies公司推出的以Windows为基础的仿真工具，具有丰富的仿真分析能力。本次仿真实验便是基于Multisim软件平台对数字逻辑电路的深入研究，包括了对组合逻辑电路、时序逻辑电路中各集成元件的功能仿真与验证、对各电路的功能分析以及自行设计等等。

一、 组合逻辑电路的分析与设计

1、 实验目的

（1） 掌握用逻辑转换器进行逻辑电路分析与设计的方法。 （2） 熟悉数字逻辑功能的显示方法以及单刀双掷开关的应用。 （3） 熟悉字信号发生器、逻辑分析仪的使用方法。 2、 实验内容和步骤

（1） 采用逻辑分析仪进行四舍五入电路的设计

①运行Multisim，新建一个电路文件，保存为四舍五入电路设计。 ②在仪表工具栏中跳出逻辑变换器XLC1。

图1-1 逻辑变换器以及其面板

③双击图标XLC1，其出现面板如图1-1所示

④依次点击输入变量，并分别列出实现四舍五入功能所对应的输出状态（点击输出依次得到0、1、x状态）。

⑤点击右侧不同的按钮，得到输出变量与输入变量之间的函数关系式、简化的表达式、电路图及非门

1. MATLAB/SIMULINK系统建模与仿真基础 P31 学会MATLAB/SIMULINK系统建模与仿真的方法 2. 基本通信模块的建模与分析 P170 实例3.11

掌握利用FFT进行信号频谱分析的原理和方法 3. 模拟通信系统的建模仿真（一） P231 实例5.1

学会对广播通信系统进行建模并仿真

4. 模拟通信系统的建模仿真（二） P256 实例5.13

学会对电视和图像信号进行MATLAB函数处理 5. 模拟信号数字化 P268实例6.3

掌握AD、DA转换的MATLAB/SIMULINK仿真实现过程 6. 数字通信系统的建模仿真（一） P288实例7.2

熟悉各种基带传输波形编码的方法以及如何通过编程和框图建模来仿真实现

7. 数字通信系统的建模仿真（二）P297实例7.9

掌握数字接收机中的定时提取方法和仿真模型的设计 8. 数字通信系统的建模仿真（三） P308实例7.13

应用SIMULINK通信工具箱中数字调制模块，结合数字调制的原理对数字调制系统进行建模和仿真测试

专业： 学号： 姓名：

实验一MATLAB/SIMULINK系统建模与仿真基础

一、实验目的

学会MATLAB/SIMULINK系统建模与

一、什么叫系统？系统具有哪些特点？

系统：为实现规定功能以达到某一目标而构成的相互关联的一个集合体或装置(部件)。 系统具有以下四个特点：

①系统是由部件组成的，部件处于运动状态； ②部件之间存在着联系；

③系统行为的输出也就是对目标的贡献，系统各主量和的贡献大于各主量贡献之和，即系统的观点1+1>2；

④系统的状态是可以转换的，在某些情况下系统有输入和输出，系统状态的转换是可以控制的。

二、系统性能好坏的评价指标有哪些？

系统的好坏可以由以下四点观察：

目标明确:每个系统（部件）均为一个目标而运动。系统的好坏要看它运行后对目标的贡献。因而目标明确是评价系统的第一指标。

结构合理:子系统的联接方式组成系统的结构。联接清晰，路径通畅，冗余少等，以达到合理实现系统目标的目的。

接口清楚:子系统之间有接口，系统和外部的联接也有接口，好的接口其定义应十分清楚。 能观能控:通过接口，外界可以输入信息，控制系统的行为，可以通过输出观测系统的行为。只有系统能观能控，系统才会有用，才会对目标作出贡献。

三、系统模型的定义、类型及特征？

系统模型的定义：是指以某种确定的形式（如文字、符号、图表、实物、数学公式等），对系统某一方面本质属性的描述。

系统

电路仿真实验报告

2015年12月

姓名： 班级： 学号：

自强、弘毅、求是、拓新

目录

实验一直流电路 .............................................................................................................................. 3

实验目的 ................................................................................................................................... 3 实验内容 ................................................................................................................................... 3 实验二直流电路（二）..

一、数值计算，编程完成以下各题（共20分，每小题5分） 1、脉冲宽度为d，周期为T的矩形脉冲的傅里叶级数如下式描述：

?dsin(n?d/T)f(?)?[1?2?cos(2?n?)

Tn?d/Tn?1当n?150，dT?14，?1/2???1/2，绘制出函数f(?)的图形。 解： syms n t;

f=((sin(n*pi/4))/(n*pi/4))*cos(2*pi*n*t); s=symsum(f,n,1,150); y=(1+2*s)/4; x=-0.5:0.01:0.5; Y=subs(y,'t',x); plot(x,Y)

2、画出函数

f(x)?(sin5x)e20.05x2?5x5cos1.5x?1.5x?5.5?x5在区间[3,

5]的图形，求出该函数在区间[3, 5]中的最小值点xmin和函数的最小值fmin.

解：程序如下 x=3:0.05:5;

y=(sin(5*x).^2).*exp(0.05*x.^2)-5*(x.^5).*cos(1.5*x)+1.5*abs(x+5.5)+x.^2.5; mix_where=find(y==min(y)); xmin=x(mix_where); hold on; plot(x,