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第一章系统仿真的基本概念与方法

第一章控制系统及仿真概述 控制系统的计算机仿真是一门涉及到控制理论、计算数学与计算机技术的综合性新型学科。这门学科的产生及发展差不多是与计算机的发明及发展同步进行的。它包含控制系统分析、综合、设计、检验等多方面的计算机处理。计算机仿真基于计算机的高速而精确的运算，以实现各种功能。 第一节控制系统仿真的基本概念 1．系统： 系统是物质世界中相互制约又相互联系着的、以期实现某种目的的一个运动整体，这个整体叫做系统。 “系统”是一个很大的概念，通常研究的系统有工程系统和非工程系统。 工程系统有：电力拖动自动控制系统、机械系统、水力、冶金、化工、热力学系统等。 非工程系统：宇宙、自然界、人类社会、经济系统、交通系统、管理系统、生态系统、人口系统等。 2．模型： 模型是对所要研究的系统在某些特定方面的抽象。通过模型对原型系统进行研究，将具有更深刻、更集中的特点。 模型分为物理模型和数学模型两种。数学模型可分为机理模型、统计模型与混合模型。 3．系统仿真： 系统仿真，就是通过对系统模型的实验，研究一个存在的或设计中的系统。更多的情况是指以系统数学模型为基础，以计算机为工具对系统进行实验研究的一种方法。 要对系统进行研究，首先要建立系统的数学模型。对于一个简单的数学模型，可以采用分析法或数学解析法进行研究，但对于复杂的系统，则需要借助于仿真的方法来研究。 那么，什么是系统仿真呢？顾名思义，系统仿真就是模仿真实的事物，也就是用一个模型（包括物理模型和数学模型）来模仿真实的系统，对其进行实验研究。用物理模型来进行仿真一般称为物理仿真，它主要是应用几何相似及环境条件相似来进行。而由数学模型在计算机上进行实验研究的仿真一般则称为数字仿真。我们这里讲的是后一种仿真。 数字仿真是指把系统的数学模型转化为仿真模型，并编成程序在计算机上投入运行、实验的全过程。通常把在计算机上进行的仿真实验称为数字仿真，又称计算机仿真。

实验3 Okumura-Hata方法计算计算机仿真

课程实验报告 课程3G移动通信实验 学院通信学院 专业通信工程 班级13083414 学号13081403 学生姓名李倩

实验Okumura-Hata 方法计算机仿真 【实验目的】 ? 加深对奥村模型的理解； ? 能够使用C 语言（或者Matlab ）利用Okumura-Hata 方法计算基本传输损耗； ? 比较奥村模型和Okumura-Hata 方法获得的基本传输损耗的差异，分析Okumura-Hata 方法的误差。 【实验内容】 ? 使用C 语言（或者Matlab ）利用Okumura-Hata 方法计算基本传输损耗； ? 分析Okumura-Hata 方法的误差； 【实验设备】 ? 一台PC 机 【实验步骤】 1. 采用Okumura-Hata 方法分别计算大城市市区地区准平滑地形、郊区和开阔区，基站天线高度是hb=200米，手机天线高度是hm=3米情况下，不同传播距离d 和不同载波频率f 条件下的传播损耗中值。画出相应的曲线。 050010001500 20002500300080100 120 140 160 180 200 大城市 频率/MHz 损耗中值/d B

2. 将计算结果和通过奥村模型实测测得的结果进行比较，验证计算结果的正确性。 050010001500 2000250030008090 100 110 120 130140150 160 170 180 郊区 频率/MHz 损耗中值/d B 050010001500 200025003000100120 140 160 180200 220 240开阔区 频率/MHz 损耗中值/d B

放大电路的组成及工作原理

2、4 放大电路的组成及工作原理 参考教材:《模拟电子技术基础》孙小子张企民主编西安:西安电子科技大学出版社 一、教学目标及要求 1、通过本次课的教学,使学生了解晶体管组成的基本放大电路的三种类型,掌 握放大电路的组成元器件及各元器件的作用,理解放大电路的工作原理。 2、通过本节课的学习,培养学生定性分析学习意识,使学生掌握理论结合生活 实际的分析能力。 二、教学重点 1、共发射极放大电路的组成元器件及各元器件作用; 2、共发射极放大电路的工作原理。 三、教学难点 1、共发射极放大电路的组成元器件及各元器件作用; 2、共发射极放大电路的工作原理。 四、教学方法及学时 1、讲授法 2、1个学时 五、教学过程 （一）导入新课 同学们,上节课我们已经学习了晶体管内部载流子运动的特性以及由此引起的晶体管的一些外部特性,比如说晶体管的输入输出特性等,在这里,我要强调一下,我们需要把更多的注意力放在关注晶体管的外部特性上,而没有必要细究内部载流子的特点。由晶体管的输出特性,我们知道,当晶体管的外部工作条件不同时,晶体管可以工作在三个不同的区间。分别为:放大区、截止区、饱与区,其中放大区就是我们日常生活中较为常用的一种工作区间。大家就是否还记得,晶体管工作在放大区时所需要的外部条件就是什么不(发射结正偏,集电结反偏)？这节课,我们将要进入一个晶体管工作在放大区时,在实际生活中应用的新内容学习。 2、4放大器的组成及工作原理 一、放大的概念 放大: 利用一定的外部工具,使原物体的形状或大小等一系列属性按一定的比例扩大的过程。日常生活中,利用扩音机放大声音,就是电子学中最常见的放大。其原理框图为: 声音声音 扩音器原理框图 由此例子,我们知道,放大器大致可以分为:输入信号、放大电路、直流电源、输出信号等四部分,它主要用于放大小信号,其输出电压或电流在幅度上得到了放大,输出信号的能量得到了加强。对放大电路的基本要求:一就是信号不失真,二就是要放大。 二、基本放大电路的组成

运算放大器的工作原理

运算放大器的工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

运算放大器的工作原理 放大器的作用： 1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。原理:高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同， 运算放大器原理 运算放大器（Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP）是一种直流耦合﹐差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。最基本的运算放大器如图1-1。一个运算放大器模组一般包括 一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。 图1-1 通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。但是这并不代表运算放大器不能连接成正回

连续系统仿真的方法

第3章 连续系统仿真的方法 3.1 数值积分法 连续系统数值积分法，就是利用数值积分方法对广微分方程建立离散化形式的数学模型——差分方程，并求其数值解。可以想象在数学计算机上构造若干个数字积分器，利用这些数字积分器进行积分运算。在数字计算机上构造数字积分器的方法就是数值积分法，因而数字机的硬件特点决定了这种积分运算必须是离散和串行的。 把被仿真系统表示成一阶微分方程组或状态方程的形式。一阶向量微分方程及初值为 () (),00t Y Y t Y ???? ?????? Y =F = （3-1） 其中，Y 为n 维状态向量，F （t ，Y ）为n 维向量函数。 设方程（3-1）在011,,,,n n t t t t t +=…处的形式上的连续解为 ()()()()n+1n+1 t t n+10t t t =Y t +,(),n Y F t Y dt Y t F t Y dt =+ ?? （3-2） 设 n =() n Y Y t ，令 1n n n Y Y Q +=+ （3-3） 则有： ()1n+1t n Y Y += 也就是说， 1 (,)n n t n t Q F t Y dt +≈ ? （3-4） 如果n Y 准确解()n Y t 为近似值，n Q 是准确积分值的近似值，则式（3-4）

就是式（3-2）的近似公式。换句话说，连续系统的数值解就转化为相邻两个时间点上的数值积分问题。 因此，所谓数值解法，就是寻求初值问题（3-1）的真解在一系列离散点12n t t t <…<…上的近似解12,,,n Y Y Y ……，相邻两个时间离散点的间隔 1n n n t t +=-h ，称为计算步距或步长，通常取n =h h 为定值。可见，数值积分法的主要问题归结为对函数(,)F t y 的数值积分问题，即如何求出该函数定积分的近似解。为此，首先要把连续变量问题用数值积分方法转化成离散的差分方程的初值问题，然后根据已知的初值条件0y ，逐步地递推计算后续时刻的数值解(1,2,)i y i =…。所以，解初值问题的数值方法的共同特点是步进式的，采用不同的递推算法，就出现各种不同的数值积分方法。 3.2 替换法 基于数值积分的连续系统仿真方法具有成熟、计算精度比较高的优点，但算法公式比较复杂、计算量比较大，通常只有在对速度要求不高的纯数字仿真时使用。当进行实时仿真或在计算机控制系统中实现数字控制器的算法时，要求计算速度快，以便能在一个采样周期内完成全部计算任务，这就需要一些快速计算方法。 用数值积分方法在数字机上对一个连续系统进行仿真时，实际上已经进行了离散化处理，只不过在离散化过程中每一步都用到连续系统的模型，离散一步计算一步。那么，能否先对连续的模型进行离散化处理，得到一个“等效”的离散化模型，以后的每一步计算都直接在这个离散化模型基础上进行，而原来的连续数学模型不再参与计算呢？回答是肯定的。这些结构上比较简单的离散化模型，便于在计算机上求解，不仅用于连续系统数字仿真，而且也可用于数字控制器在计算机上实现。 替换法的基本思想是：对于给定的函数G （s ），设法找到s 域到z 域的的某种映射关系，它将S 域的变量s 映射到z 平面上，由此得到与连续系统传递函数G （s ）相对应的离散传函G （z ）。进而再根据G （z ）由z 反变换求的系统的时域离散模型——差分方程，据此便可以进行快速求解。

电路组成及工作原理

X1226具有时钟和日历的功能，时钟依赖时、分、秒寄存器来跟踪，日历依赖日期、星期、月和年寄存器来跟踪，日历可正确显示至2099年，并具有自动闰年修正功能。拥有强大的双报警功能，能够被设置到任何时钟/日历值上，精确度可到1秒。可用软件设置1Hz、4096Hz或32768Hz中任意一个频率输出。 X1226提供一个备份电源输入脚VBACK，允许器件用电池或大容量电容进行备份供电。采用电容供电时，用一个硅或肖特基二极管连接到Vcc和充电电容的两端，充电电容连接到Vback管脚，注意不能使用二极管对电池充电(特别是锂离子电池)。切换到电池供电的条件是Vcc=Vback-0.1V，正常操作期间，供电电压Vcc必须高于电池电压，否则电池电量将逐步耗尽。振荡器采用外接32.768kH的晶体，产生的振荡误差可通过软件对数字微调寄存器、模拟微调寄存器的数值进行调节加以修正，避免了外接电阻和电容的离散性对精度的影响。4Kb的EEPROM可用于存储户数据。 电路组成及工作原理 X1226可与各种类型的的微控制器或微处理器接口，接口方式为串行的I2C接口。其中数据总线SDA是一个双向引脚，用于输入或输出数据。其漏极开路输出在使用过程中需要添加4.7～10kΩ的上拉电阻。本文介绍89C51单片机与X1226的接口方法，由于89C51单片机没有标准的I2C接口，只能用软件进行模拟。 图1 为了更直观地看到时间的变化，采用8位LED数码管显示年、月、日或时、分、秒，用PS7219A驱动LED

数码管，数码管选择0.5英寸共阴极红色或绿色LED数码管。由于PS7219A器件内含IMP810单片机监控器件，复位输出高电平有效，因此在使用51系统时，无须添加监控器件，使用PS7219A的复位输出给51单片机复位即可，监控电压为4.63V。硬件设计原理图如图1所示。 在硬件通电调试过程中，不能用手去触摸X1226的晶体振荡器，否则可能会导致振荡器停振，恢复振荡器起振的方法是关闭电源(包括备份电源)后重新上电。另外需要说明的是，测量振荡器时，不要用示波器的探头去测量X2的振荡输出，应该用探头测量PHZ/IRQ的振荡输出，以确定是否起振和振荡频率是否准确，测量时建议在该脚加一个5.1kΩ的上拉电阻。 软件设计 X1226内含实时时钟寄存器(RTC)、状态寄存器(SR)、控制寄存器(CONTROL)、报警寄存器(Alarm0、Alarm1)和客户存储数据的存储器。由于实时时钟寄存器和状态寄存器需要进行频繁的写操作，因此其存储结构为易失性SRAM结构。其他寄存器均为EEPROM结构，写操作次数通常在10万次以上。X1226初始化程序框图如图2所示，子程序YS4的作用是延时4μs。 图2

实验三_Okumura-Hata方法计算机仿真

姓名：123学号：321杭州电子科技大学 实验一Okumura-Hata方法计算机仿真 【实验目的】 ?加深对奥村模型的理解； ?能够使用Matlab利用Okumura-Hata方法计算基本传输损耗； ?比较奥村模型和Okumura-Hata方法获得的基本传输损耗的差异，分析 Okumura-Hata方法的误差。 【实验内容】 ?使用Matlab利用Okumura-Hata方法计算基本传输损耗； ?分析Okumura-Hata方法的误差； 【实验设备】 ?一台PC机 【实验步骤】 1.采用Okumura-Hata方法分别计算大城市市区地区准平滑地形、郊区和开阔区，基站天线高度 是200米，手机天线高度是3米情况下，不同传播距离和不同载波频率条件下的传播损耗中值。画出相应的曲线。 2.将计算结果和通过奥村模型实测测得的结果进行比较，验证计算结果的正确性。 3.分析Okumura-Hata方法在何距离以及何频率范围内存在较大的误差。 【实验内容】 1.大城市 clear; hb=200; hm=3; for d=[125103060100] f1=150:0.1:300; Lb11=69.55+26.16*log10(f1)-13.82*log10(hb)-(8.29*log10(1.54*hm).^2-1.1) +(44.9-6.55*log10(hb))*log10(d); f2=300:0.1:1920; Lb12=69.55+26.16*log10(f2)-13.82*log10(hb)-(3.2*(log10(11.75*hm)).^2-4. 97)+(44.9-6.55*log10(hb))*log10(d); f=[f1f2]; Lb1=[Lb11Lb12]; figure(1); hold on; plot(f,Lb1,'r'); end grid; title('大城市'); xlabel('频率/MHz');

-放大电路的组成及工作原理

2.4 放大电路的组成及工作原理 参考教材：《模拟电子技术基础》孙小子张企民主编西安：西安电子科技大学出版社 一、教学目标及要求 1、通过本次课的教学，使学生了解晶体管组成的基本放大电路的三种类型， 掌握放大电路的组成元器件及各元器件的作用，理解放大电路的工作原理。 2、通过本节课的学习，培养学生定性分析学习意识，使学生掌握理论结合生 活实际的分析能力。 二、教学重点 1、共发射极放大电路的组成元器件及各元器件作用； 2、共发射极放大电路的工作原理。 三、教学难点 1、共发射极放大电路的组成元器件及各元器件作用； 2、共发射极放大电路的工作原理。 四、教学方法及学时 1、讲授法 2、1个学时 五、教学过程 （一）导入新课 同学们，上节课我们已经学习了晶体管内部载流子运动的特性以及由此引起的晶体管的一些外部特性，比如说晶体管的输入输出特性等，在这里，我要强调一下，我们需要把更多的注意力放在关注晶体管的外部特性上，而没有必要细究内部载流子的特点。由晶体管的输出特性，我们知道，当晶体管的外部工作条件不同时，晶体管可以工作在三个不同的区间。分别为：放大区、截止区、饱和区，其中放大区是我们日常生活中较为常用的一种工作区间。大家是否还记得，晶体管工作在放大区时所需要的外部条件是什么吗（发射结正偏，集电结反偏）？这节课，我们将要进入一个晶体管工作在放大区时，在实际生活中应用的新内容学习。 2.4放大器的组成及工作原理 一、放大的概念 放大：利用一定的外部工具，使原物体的形状或大小等一系列属性按一定的比例扩大的过程。日常生活中，利用扩音机放大声音，是电子学中最常见的放大。其原理框图为： 声音声音 扩音器原理框图 由此例子，我们知道，放大器大致可以分为：输入信号、放大电路、直流电源、输出信号等四部分，它主要用于放大小信号，其输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。对放大电路的基本要求:一是信号不失真,二是要放大。

基于MATLAB的数字模拟仿真..

基于MATLAB的数字模拟仿真 摘要：本文阐述了计算机模拟仿真在解决实际问题时的重要性，并较为系统的介绍了使用计算机仿真的原理及方法。对于计算机模拟仿真的三大类方法：蒙特卡罗法、连续系统模拟和离散事件系统模拟，在本文中均给出了与之对应的实例及基于MATLAB模拟仿真的相关程序，并通过实例深入的分析了计算机模拟解决实际问题的优势及不足。 关键词：计算机模拟；仿真原理；数学模型；蒙特卡罗法；连续系统模拟；离散事件系统模拟 在实际问题中，我们通常会面对一些带随机因素的复杂系统，用分析方法建模常常需要作许多简化假设，这样进行处理过后的模型与我们面临的实际问题可能相差很远，以致求解得到答案根本无法应用，这时，计算机模拟几乎成为唯一的选择。本文通过对计算机模拟仿真进行系统地介绍，寻求利用模拟仿真来解决问题的一般方法，并深入探讨了这些方法的长处和不足。我们定义一些具有特定的功能、相互之间以一定的规律联系的对象所组成的总体为一个系统，模拟就是利用物理的、数学的模型以系统为问题解决对象，来类比、模仿现实系统及其演变过程，以寻求过程规律的一种方法。模拟的基本思想是建立一个实验的模型，这个模型包含所研究系统的主要特点，这样做的目的就是通过对这个实验模型的运行，获得所要研究系统的必要信息。另外，系统的运行离不开算法，仿真算法是将系统模型转换成仿真模型的一类算法，在数字仿真模型中起核心和关键作用。 1、所谓计算机仿真 计算机仿真是利用计算机对一个实际系统的结构和行为进行动态演示，以评价或预测该系统的行为效果。它是解决较复杂的实际问题的一条有效途径。针对一个确定的系统，根据运行的相似原理，利用计算机来逼真模仿研究对象（研究对象可以是真实的系统，也可以是设想中的系统），计算机仿真是将研究对象进行数学描述，建模编程，且在计算机中运行实现。 对比于物理模拟通常花费较大、周期较长，且在物理模型上改变系统结构和系数都较困难的诸多缺陷，计算机模拟不怕破坏、易修改、可重用，有更强的系统适应能力。但是计算机模拟也有缺陷，比如受限于系统建模技术，即系统数学模型不易建立、程序调试复杂等。 计算机仿真可以用于研制产品或设计系统的全过程中，包括方案论证、技术指标确定、设计分析、生产制造、试验测试、维护训练、故障处理等各个阶段。 2、计算机仿真的目的 对于一个系统，是否选择进行计算机模拟的问题，基于判断计算机模拟与非计算机模拟方法孰优孰劣的问题。归纳以下运用计算机模拟的情况： （1）在一个实际系统还没有建立起来之前，要对系统的行为或结果进行分析研究时，计算机仿真是一种行之有效的方法。 （2）在有些真实系统上做实验会影响系统的正常运行，这时进行计算机模拟就是为了避免给实际系统带来不必要的损失。如在生产中任意改变工艺参数可能会导致废品，在经济活动中随意将一个决策付诸行动可能会引起经济混乱。 （3）当人是系统的一部分时，他的行为往往会影响实验的效果，这时运用系统进行仿真研究，就是为了排除人的主观因素的影响。

计算机仿真概述

计算机仿真 概述

引言 仿真技术作为一门独立的科学已经有50多年的发展历史了，他不仅用于航天、航空、各种系统的研制部门，而且已经广泛应用于电力、交通运输、通信、化工、核能等各个领域。特别是近20年来，随着系统工程与科学的迅速发展，仿真技术已从传统的工程领域扩充到非工程领域，因而在社会经济系统、环境生态系统、能源系统、生物医学系统、教育系统也得到了广泛的应用。 在系统的规划、设计、运行、分析及改造的各个阶段，仿真技术都可以发挥重要作用。随着研究对象的规模日益庞大，结构日益复杂，仅仅依靠人的经验及传统技术难以满足愈来愈高的要求。基于现代计算机及其网络的仿真技术，不但能提高效率，缩短研究开发周期，减少训练时间，不受环境及气候限制，而且对保证安全、节约开支、提高质量尤其具有突出的功效。 现在，仿真技术成已为各个国家重点发展的一门高新技术，从某种角度上，它代表着一个国家的科技实力的强弱，同时在某些方面也制约着一些国家的现代化建设和发展。 从理论上讲，我们日常生活中以及自然界中碰到的一切问题，都可以利用计算机进行模拟。因此，要跟上时代的发展要求，学习和了解一定的仿真技术是必要的。 一、系统、模型与仿真 在认识仿真之前，首先要了解与仿真相关的两个概念：系统与模型。 系统：一般来说，所谓“系统”就是指按照某些规律结合起来，相互作用、相互依赖、相互依存的所有实体的集合。描述系统的“三要素”――实体、属性、活动。实体确定了系统的构成；属性也称为描述变量，用来描述每一实体的特性；活动定义了系统内部实体之间的相互作用，从而确定了系统内部发生的过程。举个例子说，我们可以把一个理发馆定义为一个系统。该系统的“实体”包括服务员和顾客，顾客到达模式和服务质量分别是顾客和服务员两个实体的“属性”，而整个服务过程就是“活动”。 模型：所谓“模型”就是系统某种特定功能的一种描述，它集合了系统必要的信息，通过模型可以描述系统的本质和内在的关系。它一般分为物理模型和数学模型两大类。物理模型与实际系统有相似的物理性质，它们与实际系统外貌相似，只不过按比例改变尺寸，如各种飞机、轮船的模型等。数学模型是用抽象的数学方程描述系统内部各个量之间的关系而建立的模型，这样的模型通常是一些数学方程。如带电粒子在电场中运动的数学模型，我们关心的是粒子的速度、位移随时间的变化。于是我们将系统的特征如电场强度，时间，粒子

仿真方法

仿真方法 仿真方法是一种求解问题的方法。它可以运用各种模型和技术，对实际问题进行建模，通过模型采用人工试验的手段，来理解需要解决的实际问题。通过仿真，可以评价各种替代方案，证实哪些措施对解决实际问题有效。 仿真方法的一个突出优点是能够解决用解析方法难以解决的十分复杂的问题。有些问题不仅难以求解，甚至难以建立数学模型，当然也就无法得到分析解。仿真可以用于动态过程。可以通过反复试验(Trial－and－error)求优。与实体试验相比，仿真的费用是比较低的，而且可以在较短的时间内得到结果。 仿真方法是建立系统的数学模型并将它转换为适合在计算机上编程的 仿真模型，然后对模型进行仿真试验的方法。由于连续系统和离散事件系统的数学模型有很大差别，所以仿真方法基本上分为两大类：连续系统仿真方法和离散事件系统仿真方法。 连续系统的数学模型一般是用微分方程来描述的，模型中的变量随时间连续变化。根据仿真时所采用的计算机不同，可分为模拟仿真法、数字仿真法和混合仿真法三类。①模拟仿真法：采用模拟计算机对连续系统进行仿真的方法，主要包括建立模拟电路图，确定仿真的幅度比例尺和时间比例尺，并根据这些比例尺修改仿真模型中的参数。②数字仿真法：采用数字计算机对连续系统进行仿真的方法，主要是将连续系统的数学模型转换为适合在数字计算机上处理的递推计算形式。③混合仿真法：采用混合计算机对连续系统进行仿真的方法，还包括采用混合模拟计算机的仿真方法。除上述仿真方法的内容外，还需要解决仿真任务的分配、采样周期的选择和误差的补偿等特殊问题。 离散事件系统仿真方法 离散事件系统的状态只在离散时刻发生变化，通常用“离散事件”这一术语来表示这样的变化。离散事件系统中的实体依其在系统中存在的时间特性可分为临时实体（或称顾客）和永久实体（或称服务台）。临时实体的到达和永久实体为临时实体服务完毕，都构成离散事件。描述这类系统的数学模型一般不是一组数学表达式，而是一幅表示数量关系和逻辑关系的流程图，可分为三部分：到达模型，服务模型和排队模型。前两者一般用一组不同概率分布的随机数来描述，而包括排队模型在内的系统活动则由一个运行程序来描述。对这类系统，主要使用数字计算机进行仿真。仿真方法解决的问题是：产生不同概率分布的随机数和设计描述系统活动的程序。

实验三_Okumura-Hata方法计算机仿真

姓名：123 学号：321 杭州电子科技大学 实验一Okumura-Hata方法计算机仿真 【实验目的】 ?加深对奥村模型的理解； ?能够使用Matlab利用Okumura-Hata方法计算基本传输损耗； ?比较奥村模型和Okumura-Hata方法获得的基本传输损耗的差异，分析 Okumura-Hata方法的误差。 【实验内容】 ?使用Matlab利用Okumura-Hata方法计算基本传输损耗； ?分析Okumura-Hata方法的误差； 【实验设备】 ?一台PC 机 【实验步骤】 1.采用Okumura-Hata方法分别计算大城市市区地区准平滑地形、郊区和开阔区，基站天线高度是200米，手机天线高度是3米情况下，不同传播距离和不同载波频率条件下的传播损耗中值。画出相应的曲线。 2.将计算结果和通过奥村模型实测测得的结果进行比较，验证计算结果的正确性。 3.分析Okumura-Hata方法在何距离以及何频率范围内存在较大的误差。 【实验内容】 1.大城市 clear; hb=200; hm=3; for d=[1 2 5 10 30 60 100] f1=150:0.1:300; Lb11=69.55+26.16*log10(f1)-13.82*log10(hb)-(8.29*log10(1.54*hm).^2-1.1) +(44.9-6.55*log10(hb))*log10(d); f2=300:0.1:1920; Lb12=69.55+26.16*log10(f2)-13.82*log10(hb)-( 3.2*(log10(11.75*hm)).^2-4 .97)+(44.9-6.55*log10(hb))*log10(d); f=[f1 f2]; Lb1=[Lb11 Lb12]; figure(1); hold on; plot(f,Lb1,'r'); end grid; title('大城市' ); xlabel('频率/MHz');

各类整流电路图及工作原理

桥式整流电路图及工作原理介绍 桥式整流电路如图1所示，图（a）、（b）、（c）是桥式整流电路的三种不同画法。由电源变压器、四只整流二极管D1~4 和负载电阻RL组成。四只整流二极管接成电桥形式，故称桥式整流。 图1 桥式整流电路图 桥式整流电路的工作原理 如图2所示。

在u2的正半周，D1、D3导通，D2、D4截止，电流由TR次级上端经D1→ RL →D3回到TR 次级下端，在负载RL上得到一半波整流电压。 在u2的负半周，D1、D3截止，D2、D4导通，电流由Tr次级的下端经D2→ RL →D4 回到Tr次级上端，在负载RL 上得到另一半波整流电压。 这样就在负载RL上得到一个与全波整流相同的电压波形，其电流的计算与全波整流相同，即 UL = 0.9U2 IL = 0.9U2／RL 流过每个二极管的平均电流为 ID = IL／2 = 0.45 U2／RL 每个二极管所承受的最高反向电压为 什么叫硅桥,什么叫桥堆 目前，小功率桥式整流电路的四只整流二极管，被接成桥路后封装成一个整流器件，称"硅桥"或"桥堆"，使用方便，整流电路也常简化为图Z图1（c）的形式。桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点，但多用了两只二极管。在半导体器件发展快，成本较低的今天，此缺点并不突出，因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。 二极管整流电路原理与分析 半波整流 二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单向导电特性。

当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管导通，输出电压v o=v i-v d。当输入电压处于交 流电压的负半周时，二极管截止，输出电压v o=0。半波整流电路输入和输出电压的波形如图所 示。 二极管半波整流电路 对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备，半波整流输出的脉动电压就足够了。但对于电子电路，这种电压则不能直接作为半导体器件的电源，还必须经过平滑（滤波）处理。平滑处理电路实际上就是在半波整流的输出端接一个电容，在交流电压正半周时，交流电源在通过二极管向负载提供电源的同时对电容充电，在交流电压负半周时，电容通过负载电阻放电。 电容输出的二极管半波整流电路仿真演示 通过上述分析可以得到半波整流电路的基本特点如下： （1）半波整流输出的是一个直流脉动电压。 （2）半波整流电路的交流利用率为50%。 （3）电容输出半波整流电路中，二极管承担最大反向电压为2倍交流峰值电压（电容输出 时电压叠加）。 （3）实际电路中，半波整流电路二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。

模拟仿真教学方法初探

模拟仿真教学方法初探 《山西导游讲解》这门课程是中等职业学校旅游服务与管 理专业的一门专业核心课程，是学生从事导游服务岗位工作所需掌握的必修课程。同时也是山西省旅游局导游资格证考试中口试必考科目，本课程还承担着山西省的技能大赛考核。本文重点探讨了模拟仿真教学法在这门课程中的应用，以激发学生学习的积极性。 标签：模拟仿真教学法山西导游讲解应用 1 模拟仿真教学法 模拟仿真教学法，是指在教师指导下，学生模拟扮演某一角色进行技能训练的一种教学方法。模拟教学能在很大程度上弥补客观条件的不足，为学生提供近似真实的训练环境，提高学生职业技能。 2 《山西导游讲解》课程分析 2.1 课程性质本课程是中等职业学校旅游服务与管理专业的一门专业核心课程，是学生从事导游服务岗位工作所需掌握的必修课程。其功能在于让学生在熟悉山西概况以及主要景区景点的基础上，掌握导游讲解的基本规范和技巧，具备从事导游服务工作相关的职业能力。 2.2 课程定位（教材三部曲）01年教材叫《山西导游》--学院派教材，本书介绍了山西的107个景点，虽较为全面、系统、翔实地反映了我省旅游景观的基本情况，但书中学术性过强。02年叫《走遍山西》——精英导游词。选取山西的22个景点，即山西著名景区景点导游词选萃，不足之处就是缺少沿途导游词、专题导游词，不能满足实际导游的需要。05年至今叫《情系山西·旅行社导游词选编》，按工作过程编写，将原来的景区景点导游词，改编扩展为基本旅游线路导游词。全书分四部分编撰：专题文化、沿途讲解、基本旅游线路上的主要旅游区（点）讲解、旅游者较为关注山西的其他讲解资料。选取两条线路讲授（古建宗教游、晋商文化游）。 3 模拟教学应用于山西导游教学中的优点 3.1 创设情境激发学生学习的兴趣，吸引学生主动参与教学活动的主体是学生，让学生动起来，积极参与到教学过程中。不仅有助于更好地理解知识，更主要的是激发学生的生命活力，促进学生成长的需要。因此，激发学生学习的动力，培养他们的好奇心、求知欲，就应根据学生的身心发展规律，创设学生感兴趣的情境，只有这样学生才会产生好奇心和求知欲，才能积极主动地投入到学习中去。情境的创设既要符合学生的身心特点，让学生有兴趣参与其中，又要落实课堂目标，并使二者有机统一起来，使学生通过情境探究活动，既激“兴趣”，更

《计算机仿真技术》教学大纲

《计算机仿真技术（双语）》教学大纲 课程编号：0502016 课程性质：选修 英文名称：Computer Simulation Technology 适用专业：测控技术与仪器 开课部门：学院开课学期：第 6 学期 总学时：32学时总学分：2学分 理论学时：24学时实验学时：8学时课外学时：0学时 先修课程：高等数学、自动控制原理、C语言、电路原理、数字电子技术、模拟电子技术、大学物理、大学英语等 后续课程现代控制理论、最优控制与智能控制基础 参考教材：《Simulation with MATLAB and SIMULINK》，自编英文教材 参考书目：薛定宇：《基于MATLAB/SIMULINK的系统仿真技术与应用》清华大学出版社，2002 胡良剑：《MATLAB数学实验》，高等教育出版社，2006 薛定宇：《控制系统计算机辅助设计》，清华大学出版社，2006 一、课程在培养方案中的地位、目的和任务 本课程为测控技术与仪器专业的专业课，属于检测与控制模块的专题选修课。 教学目的和任务：掌握计算机仿真技术的数学建模、模型的计算求解等基础理论与基本原理；以MATLAB 语言为背景，掌握MATLAB 语言的基本应用，包括运算、数据结构、函数编写、图形绘制等；熟练掌握SIMULINK下数学模型的建立与仿真方法及常用模块的应用技巧；初步了解SIMULINK仿真的高级技术。启发学生今后学习和工作中，利用计算机仿真技术来解决实际问题，具有对实际控制系统进行设计、分析的能力。随着科技的发展，计算机仿真语言的种类也很多，在短时间要掌握几门的仿真语言或者是一门语言的所有内容几乎是不可能的。因此，本课程目的是抛砖引玉，开拓思路。 二、课程的教学内容、重点难点及教学要求 第一章Computer Simulation （1）教学内容：计算机仿真的基本定义，计算机仿真的历史及现状，计算机仿真的发展与展望，系统数学模型建立的基本方法，数值求解的基本概念，Euler方法、Runge-Kutta等数值求解方法。（2）重点：控制系统数学模型的建立。 （3）难点：数值求解的方法。 （4）教学要求：掌握系统建模的基本方法，理解数值求解中的一些问题。 第二章Introduction to MATLAB （1）教学内容：MATLAB入门，包括软件系统的安装、启动、退出，MA TLAB软件的操作界面窗口以及一些工具栏和菜单栏的作用，以及MATLAB的帮助功能。

逆变电路的基本工作原理

第５章逆变电路 主要内容:换流方式,电压型逆变电路，电流型逆变电路，多重逆变电路与多电平逆变电路。 重点:换流方式,电压型逆变电路。 难点:电压型逆变电路,电流型逆变电路。 基本要求：掌握换流方式，掌握电压型逆变电路,理解电流型逆变电路,了解多重逆变电路与多电平逆变电路。 逆变概念： 逆变——直流电变成交流电，与整流相对应。 本章无源逆变逆变电路得应用： 蓄电池、干电池、太阳能电池等直流电源向交流负载供电时,需要逆变电路。交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置得核心部分都就是逆变电路。 本章仅讲述逆变电路基本内容,第６章ＰWM控制技术与第8章组合变流电路中,有关逆变电路得内容会进一步展开 １换流方式 (1)逆变电路得基本工作原理 单相桥式逆变电路为例： S1~S4就是桥式电路得4个臂,由电力电子器件及辅助电路组成。S1、S4闭合,S２、S3断开时，负载电压ｕo为正S1；S1、S4断开,S2、S3闭合时,u o为负,把直流电变成了交流电。改变两组开关切换频率,可改变输出交流电频率。 图5-１逆变电路及其波形举例 与ｕo得波形相同，相位也相同。阻感负载时,iｏ滞后于ｕo,波形电阻负载时,负载电流i ｏ 也不同（图5-１b)。 前：S1、S4通,ｕo与i o均为正。 ｔ １ ｔ1时刻断开Ｓ1、S4,合上S2、S3,u o变负,但ｉo不能立刻反向。

i o从电源负极流出,经Ｓ2、负载与S3流回正极,负载电感能量向电源反馈,i o逐渐减小，t2时刻降为零,之后i o才反向并增大 (2)换流方式分类 换流——电流从一个支路向另一个支路转移得过程,也称换相。 开通:适当得门极驱动信号就可使其开通。 关断：全控型器件可通过门极关断。 半控型器件晶闸管,必须利用外部条件才能关断,一般在晶闸管电流过零后施加一定时 间反压,才能关断。 研究换流方式主要就是研究如何使器件关断。 本章换流及换流方式问题最为全面集中,因此在本章讲述 1、器件换流 利用全控型器件得自关断能力进行换流（Dｅｖicｅmutation)。 2、电网换流 由电网提供换流电压称为电网换流(Ｌine ｍutation)。可控整流电路、交流调压电路与采用相控方式得交交变频电路,不需器件具有门极可关断能力,也不需要为换流附加元件。 ３、负载换流 由负载提供换流电压称为负载换流（Ｌｏａｄmuｔation)。负载电流相位超前于负载电压得场合,都可实现负载换流。负载为电容性负载时,负载为同步电动机时,可实现负载换流。 图5-2 负载换流电路及其工作波形 基本得负载换流逆变电路: 采用晶闸管,负载:电阻电感串联后再与电容并联，工作在接近并联谐振状态而略呈容 , i d基本没有脉动。性。电容为改善负载功率因数使其略呈容性而接入，直流侧串入大电感L ｄ 工作过程: 4个臂得切换仅使电流路径改变，负载电流基本呈矩形波。负载工作在对基波电流接近并联谐振得状态,对基波阻抗很大,对谐波阻抗很小，u o波形接近正弦。 t1前:ＶT１、VT4通，VT2、ＶT３断，u o、i o均为正,VT2、VT3电压即为uｏ t1时:触发VＴ2、VT3使其开通,u o加到VＴ4、ＶT１上使其承受反压而关断,电流从VＴ1、VT4换到ＶＴ3、VT2。

一种简易模拟旋压的数值仿真方法

一种简易模拟旋压的数值仿真方法 旋压加工技术是一种节能优质的先进加工工艺，具有节能、环保等优点，但是由于加工工艺复杂，目前在工业制造中还没有普遍运用。特别是gf6输出支架壳体这类具有复杂的几何结构的旋压工艺技术，目前没有详细的资料，被欧美等一些企业所垄断，这对于我国自行研发该产品的系列具有一定的困难。因此有必要提出一种关于旋压加工虚拟仿真方法以减少该产品研发周期和成本。尽管有限元模拟仿真技术已经在冷加工成型方面得到了广泛的应用，但是与旋压有关的有限元模拟仿真报道很少，特别是本文所讨论的具有内花键的复杂几何结构的模拟仿真还未见报道。本文在旋压加工技术三维模拟仿真的基础上，提出一种简 易的数值仿真方法。 1 旋压加工的有限元模型 旋压加工过程是一个强非线性、大变形的金属塑性加工过程。笔者曾运用mar。软件进行该产品三维模型的强力旋压加工模拟，但是对于一个运用三维实体单元模拟旋压过程中的强非线性接触问题，划分单元数达到数万个以上，计算时间很长，每次计算要持续几十天时间。而且对计算机的配置要求非常高，可知数值模拟耗费的代价很高，因此有必要寻找一种较为简便的模拟方法。根据文献，采用平面应变的方法近似模拟旋压加工过程。再根据实际观察旋压加工过程和三维有限元模拟计算结果可知，旋转加工的过程，如果忽略加工毛坯旋转加工产生的偏斜率，那么观察毛坯件在沿纵向变形的情况，将是由旋轮对毛坯件产生的向下压力和沿纵向的推力。当用平面应变问题来近似模拟时，滚轮单纯对毛坯件沿纵向截面所产生的作用一面向下压，一面沿纵向推进的加工过程。具体建立有限元模型方法如下。 采用abaqus软件expcilit模块，由于只关心毛坯件旋压加工中变形情况，将下模和旋压的滚轮设定为刚体，毛坯为变形体，按照实际加工进给路线设计出刚体滚轮的前进路线。由于旋压零件关于上下对称，因此只考虑其上半部分具体模型，见图1所示。其中，节点总数1039，刚性线性单元280个，可变形平面单元918个。滚轮与毛坯、下模与毛坯的接触面根据实际情况进行定义。 加工的毛坯材料分别考虑两种材料，即所提供的冷轧钢材和经过热处理后的材料。由于模拟仿真需要用到

基本放大电路的概念及工作原理

基本放大电路的概念及工作原理里 基本放大电路一般是指有一个三级管和场效应管组成的放大电路。放大电路的功能是利用晶体管的控制作用，把输入的微弱电信号不失真的放到所需的数值，实现将直流电源的能量部分的转化为按输入信号规律变化且有较大能量的输出信号。放大电路的实质，是用较小的能量去控制较大能量转换的一种能量装换装置。 利用晶体管的以小控大作用 ，电子技术中以晶体管为核心元件可组成各种形式的放大电路。其中基本放大电路共有三种组态：共发射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路，如图1所示。 (a)共发射极放大电路 (b)共集电极放大电路

(c)共基极放大电路 图1基本放大电路的三种组态 无论基本放大电路为何种组态，构成电路的主要目的是相同的：让输入的微弱小信号通过放大电路后，输出时其信号幅度显著增强。 1、放大电路的组成原则 需要理解的是，输入的微弱小信号通过放大电路，输出时幅度得到较大增强，并非来自于晶体管的电流放大作用，其能量的提供来自于放大电路中的直流电源。。晶体管再放大电路中只是实现的对能量的控制，是指转换信号能量，并传递给负载。因此放大电路组成的原则首先是必须有直流电源，而且电源的设置应保证晶体管工作在线性放大电路状态。其次，放大电路中各元件的参数和安排上，要保证被传输信号能够从放大电路的输入端尽量不衰减地输出，在信号传输的过程中能够不失真的放大，最后经放大电路输出端输出，并且满足放大电路的性能指标要求。 综上所述，放大电路必须具备以下条件。 ○1保证放大电路的核心元件晶体管工作在放大电路状态，及要求其发射极正偏，集电结反偏。 ○2输入回路的设置应当是输入信号耦合到晶体管的输入电极，并形成变化的基极电流i B ，进而产生晶体管的电流控制关系，变成集电极电流i C 的变化。

计算机模拟仿真技术

实验7 计算机模拟仿真技术 7.1 计算机模拟仿真技术 计算机技术的高速发展，使人类社会进入了信息时代。教育作为社会发展的一个重要支柱，其现代化的实现是必然趋势。计算机多媒体教学近十年来在国际、国内已经有了很大的发展。 计算机模拟实验又称计算机仿真实验或计算机虚拟实验，是近几年在计算机多媒体教学中开辟的新领域。它通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合为一体，形成了一部活的、可操作的物理实验教科书和根据需要在瞬间建立的模拟实验室。 计算机模拟物理实验的出现打破了教与学、理论与实验、课内与课外的界限，它更加强调实验的设计思想和实验方法，更强调实验者的主动学习；通过计算机模拟实验，学生对物理思想、方法、仪器的结构和设计原理的理解，都可以达到训练实验技能、学习物理知识的目的，增强了学生对物理实验的兴趣，提高了物理实验的水平。目前，模拟实验已成为现代化物理实验的重要手段。 计算机模拟实验系统运用了人工智能、控制理论和教师专家系统对物理实验和物理仪器建立其内在模型，用计算机可操作的仿真方式，实现了物理实验教学的各个环节。 计算机模拟实验的系统设计如图7-1-1所示。在主模块下由系统简介、实验目的、实验原理、实验内容、数据处理、实验思考题等六个模块组成。每个模块在主模块后调用。 图7-1-1 模拟实验模块的设计图7-1-2模拟实验设计过程模拟实验系统通过解剖教学过程，使用键盘和鼠标控制仿真仪器画面动作，来模拟真实实验仪器，完成各模块中相应的内容。在软件设计上，把完成各模块中的内容看作是问题空间到目标空间的一系列变化，从此变化中找到一条达到目标求解的途径，从而完成仿真实验过程。在此过程中，利用丰富教学经验编制而成的指导系统可对学生进行启发引导，系统可按照知识处理过程对模块进行设计，其设计过程如图7-1-2所示。 系统给出需要求解的问题，即需要进行的操作。系统通过用户接口给出相应的图像、文字和指导内容，用户根据得到的信息进行判断、输入。输入的信息由预处理部分转化为内部命令，模型接收到指令后，在指导系统的参与下，利用产生式的规则处理得到相应的结果，并将结果传输到图像模拟部分，最终以图像和文字的形式显示在计算机屏幕上。同时，指导系统根据得到的相应结果，在计算机屏幕上显示出指导信息，用户通过软件中指导系统和模型算法的交替作用过程，完成仿真实验内容。 计算机模拟实验具体操作说明，参见计算机中的模拟仿真实验软件。 计算机模拟仿真物理实验（即物理虚拟实验）简介： 在虚拟实验室内提供了力学、热学、电磁学、光学和近代物理实验的平台。并提供有相应的虚拟仪器，如示波器、干涉仪、分光计、单摆、三线摆、伏特表、安培表、滑线变阻器等，学生可根据实验要求完成各类虚拟实验，并在实验报告环节完成实验报告，提交服务器或教师批改。 1.实验预习 实验预习包括有对实验内容、实验方法、实验仪器的了解。在这个环节中，将实验相关的内容以文字、图像、动画、课件等方式通过网页发布，或提过给教师审阅；学生可以先在计算机上熟悉仪器设备，模拟操作和预习实验，并可通过交互方式提出问题并解答。为了检查学生的预习情况和效果，对学生的实验方案设计和预习思考题解答，教室和实验室管理人员可通过网络（或课前）进行收集整理、审阅，以决定学生是否可以进行实验。