基于simulink的系统仿真实验报告含电路、自控、数电实.doc

《系统仿真实验》 实 验 报 告 目 录 一 《电路》仿真实例 3 2.1 简单电路问题 3 2.1.1 Simulink中仿真 3 2.1.2 Multisim中仿真 4 2.2 三相电路相关问题 5 二 《自动控制原理》仿真实例 7 1.1 Matlab绘图 7 三 《数字电路》仿真实例 8 3.1 555定时器验证 8 3.2 设计乘法器 9 四 实验总结 9 一 《电路》仿真实例 2.1 简单电路问题 课后题【2-11】 如图所示电路，R0=R1=R3=4Ω，R2=2Ω,R4=R5=10Ω,直流电压源电压分别为10V、4V、6V，直流电流源电流大小为1A，求R5所在的支路的电流I。（Page49） 解：simulink和multisim都是功能很强大的仿真软件，下面就以这个简单的习题为例用这个两个软件分别仿真，进一步说明前者和后者的区别。 2.1.1 Simulink中仿真 注意事项：由于simulink中并没有直接提供DC current source，只有AC current source，开始的时候我只是简单的把频率调到了0以为这就是直流电流源了，但是并没有得到正确的仿真结果。后来问杨老师，在老师的帮助下发现AC current source的窗口Help中明确的说明了交流变直流的方法：A zero frequency and a 90 degree phase specify a DC current source.然后我把相角改成90度后终于得到了正确的仿真结果，Display显示I=0.125A，与课本上答案一致。 2.1.2 Multisim中仿真 结果：I=125mA=0.125A(因为电流表探针电压电流比是1V/mA)。 2.2 三相电路相关问题 【例】三相电路实际连接图如下所示，是通过功率表和电流的读数，验证课本上的相关结论。 解：Multisim中电路图连接如下所示： 解：观察各支路的功率和功率因素，验证了以下几点结论： 只有纯阻性支路的功率因素为1； 纯感性或纯容性支路的功率因素为0，有功功率也为0； 混合支路的（容阻、感阻、容感阻）功率因素在0到1之间。 分析支路1和3的线电流也可以知道电感元件在支路中类似于短路，其线电流趋向于无穷大。 二 《自动控制原理》仿真实例 1.1 Matlab绘图 【例5-3】已知单位负反馈控制系统如图所示，其开环传递函数为 G(s)=100(s+20)/s(s+1)(s+20) 试绘制开环系统伯德图。 解：在matlab中实现： num=[100,2000] num = 100 2000 den=conv([1,0],conv([1,1],[1,20])) den = 1 21 20 0 bode(num,den) 例5-3开环系统伯德图 三 《数字电路》仿真实例 3.1 555定时器验证 【例10.6.1】分析用555定时器接成的多谐振荡器，求出输出电压的波形和震荡频率。 解：在Multisim中连接的电路图如下所示： 由前面的理论知识可知这个电路的震荡周期的计算公式，并且带入参数： T=T1+T2=(R1+2R2)C1In2=92ms 可见和Multisim模拟分析得到的结果完全符合。输出电压的波形见如下示波器的图示。 3.2 设计乘法器 【例】设计一个简单的二进制乘法电路，要求输入两个二进制数A、B，立即就能显示出输出数（含有显示模块）。 解：可知两个二进制数最大的乘积为9，输出用四位二进制数表示，（1）列输入输出的真值表如下： A1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 A0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 B1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 B0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Y3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Y2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 Y1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 Y0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 （2）运用Multisim中逻辑函数分析仪得： Y3=A1A0B1B0 Y2=A1(A0)’B1+A1B1(B0)’ Y1=A1(A0