仿真实验指导书
LabVIEW及仿真实验指导书
《 LabVIEW及仿真》课程实验指导书段金英编西京学院机电工程系2014 年 2 月前言 (1)实验一Labview的认识性实验(2学时) (2)实验二Labview的基本操作（2学时） (4)实验三数据操作实验（2学时） (7)实验四labview结构在编程中的应用（6学时） (11)实验五labview中字符串、数组、簇的实验（4学时） (18)实验六图表和图形实验（4学时） (26)实验七专业测试系统的搭建实验（2学时） (31)实验八创建子VI（2学时） (36)实验九人机界面交互设计实验（2学时） (39)实验十波形编辑及频谱分析实验（4学时） (43)实验十一基于声卡的数据采集系统（2学时） (45)主要参考文献 (52)虚拟仪器设计是计算机科学与技术的一个前沿学科，它也是一个综合性的学科。
《LabVIEW及仿真》为测控技术与仪器专业的一门选修课，其目的是使学生初步了解虚拟仪器设计的基本原理，初步学习和掌握虚拟仪器的基本技术，以便拓宽知识面，并为进一步学习和应用奠定基础。
本书包括11个实验项目，共32学时。
适合自动化与测控技术与仪器专业的学生使用。
实验一 Labview的认识性实验(2学时)一、实验目的1、熟悉Labview的基本组件2、熟悉Labview的前面板、程序框图、快捷和下拉菜单3、掌握Labview的选项板及在线帮助二、仪器、设备1、WINDOWS2000仪器、设备（将显示属性中的分辨率设置为1024*768）2、Labview8.2软件三、内容与步骤：[练习1] 启动Labview，查找Labview示例步骤：1.打开文件VibrationAnalysis.vi(c:/ProgramFiles/National Instruments/LabVIEW 8.2/examples/apps/demos.llb)2.单击按钮Run运行该程序3.改变采样速率4.改变采样速度，验证希望速度与实际速度是否一致[练习2] 熟悉前面板与程序框图的切换及观察程序流的执行过程1.在练习1的基础上，利用快捷方式将前面板切换到程序框图。
哈工大仿真技术及应用实验指导书
仿真技术及应用实验指导书目录前言 (I)目录 (II)实验项目 (2)实验1 利用替换法构建系统仿真模型实验 (2)1.1 实验目的 (2)1.2 实验内容与要求 (2)1.5 实验报告要求 (3)实验2 利用根匹配法构建系统仿真模型实验 (4)2.1 实验目的 (4)2.2实验内容与要求 (4)2.5实验报告要求 (5)实验3 利用数值积分算法的仿真实验 (6)3.1 实验目的 (6)3.2 实验内容与要求 (6)3.5实验报告要求 (7)实验四基于Simulink控制系统仿真与综合设计 (8)4.1实验目的 (8)4.2实验内容与要求 (8)4.5 实验报告要求 (9)实验五基于Simulink三相电路仿真 (10)5.1实验目的 (10)5.2实验内容与要求 (10)5.5 实验报告要求 (12)实验六基于Simulink的直流斩波电路仿真实验 (13)6.1实验目的 (13)6.2实验内容与要求 (14)6.5 实验报告要求 (15)实验七基于Simulink的简单电力系统仿真实验 (16)7.1实验目的 (16)7.2实验内容与要求 (16)7.5 实验报告要求 (17)实验8 基于Simulink的伺服系统仿真 (17)8.1实验目的 (17)8.2实验内容与要求 (18)实验项目实验1 利用替换法构建系统仿真模型实验1.1 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) 掌握利用替换法构造系统离散模型的方法,并对仿真结果进行分析。
1.2 实验内容与要求1.2.1 实验内容系统电路如图 1.1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 。
电力系统仿真实验指导书
电力系统仿真实验指导书本指导书以电力系统仿真实验为主题，介绍了电力系统仿真实验的基本原理、实验步骤以及实验注意事项。
通过本实验的学习，能够加深对电力系统仿真的理解，掌握基本的仿真技术和方法，为后续电力系统相关实验的学习打下基础。
本实验采用仿真软件实现，所需软件主要为MATLAB和SIMULINK。
学生需要提前熟悉MATLAB和SIMULINK的基本操作和常用函数，具备一定的电力系统基础知识。
一、实验原理电力系统仿真实验是通过电力系统的模型来模拟和控制真实电力系统的运行，以实现对电力系统的研究和分析。
通过仿真实验，可以1观察和分析电力系统在不同工况下的运行特性，验证电力系统的稳定性和可靠性，优化电力系统的运行参数等。
电力系统仿真实验的基本原理是将真实电力系统抽象成数学模型，并通过计算机软件来模拟和控制这个数学模型。
模型的输入是电力系统的初始条件和外部扰动，输出是电力系统的动态响应和稳态结果。
通过对模型输入的控制和模型输出的观测，可以实现对电力系统的研究和分析。
二、实验步骤1. 确定仿真实验的目标和内容。
根据实验要求和实验目标，确定仿真实验的内容和范围。
2. 建立电力系统的数学模型。
根据实验要求和实验目标，将电力系统抽象成数学模型，并确定模型的输入和输出。
23. 编写仿真程序。
使用MATLAB和SIMULINK等软件，编写仿真程序，实现对电力系统模型的仿真和控制。
编写的程序应包括模型的输入和输出控制，仿真参数的设置，仿真结果的观测和分析等。
4. 运行仿真程序。
加载仿真程序，设置仿真参数，运行仿真程序，观察仿真结果。
5. 分析仿真结果。
根据仿真结果，分析电力系统的运行特性，验证仿真模型的准确性和有效性。
6. 优化仿真模型和参数。
根据实验结果，对仿真模型和参数进行优化，提高仿真模型的准确性和有效性。
三、实验注意事项31. 熟悉仿真软件的基本操作。
在进行电力系统仿真实验前，需要提前熟悉使用MATLAB和SIMULINK等仿真软件的基本操作和常用函数。
数控车床模拟仿真实验指导书
数控车床编程加工模拟仿真实验指导书一、实验目的1.了解数控车床编程仿真软件。
2.利用仿真软件，学习数控车床的编程加工仿真过程，为实际FANUC 0 i—TC数控车床操作加工打下良好基础。
3.能够对给出零件图进行模拟仿真编程加工。
二、实验设备计算机、宇龙数控仿真软件三、预习与参考1.数控车床的加工特点数控车床是数字程序控制车床（CNC 车床）的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型普通车床的特点于一身，是国内使用量最大、覆盖面最广的机床之一。
数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的加工，能够自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩、铰孔和各种回转曲面的加工。
数控车床具有加工效率高，精度稳定性好，加工灵活、操作劳动强度低等特点，特别适用手复杂形状的零件或中、小批量零件的加工。
2.车床原点、车床参考点、程序原点车床原点又称机械原点，它是车床坐标系的原点。
该点是车床上的一个固定点，是车床制造商设置在车床上的一个物理位置，通常不允许用户改变。
车床原点是工件坐标系、车床参考点的基准点。
车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面的点。
车床参考点是机床制造商在机床上用行程开关设置的一个物理位置，与机床原点的相对位置是固定的，车床出厂之前由机床制造商精密测量确定。
程序原点是编程员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点，有时也称为工件原点，是由编程人员根据情况自行选择的。
3. FANUC 0 i—TC车床面板操作说明按钮名称功能说明进给倍率调节进给倍率，调节范围为0~150%。
置光标于旋钮上，点击鼠标左键，旋钮逆时针转动，点击鼠标右键，旋钮顺时针转动。
单段将此按钮按下后，运行程序时每次执行一条数控指令。
空运行进入空运行模式跳段当此按钮按下时，程序中的“/”有效。
机床锁住机床锁住尾架暂不支持回零进入回零模式，机床必须首先执行回零操作，然后才可以运行。
合成氨仿真实验指导书(正式)
合成氨尿素生产过程仿真实验指导书一、实验目的1．通过使用合成氨尿素生产仿真软件，进一步学习合成氨和尿素生产工艺原理，熟悉工艺步骤与重要参数，了解计算机控制系统对大型化工生产过程的作用。
2．通过操作计算机进行仿真实习，初步掌握生产中开停车，正常操作，事故处理等环节的内容，了解仿真与实际控制之间的关系，培养生产安全意识。
3．通过实验学习，提高理论联系实际和严谨求实的工作作风，以及独立思考与综合解决问题的能力二、实验原理本软件是在某化工厂年产30万吨合成氨和52万吨尿素装置的基础上，进行仿真开发而成。
软件操作界面与实际生产所采用的DCS软件完全一致，可在仿真机上反复进行开车、停车、正常操作，事故处理等训练。
本软件具有较强交互性，提供快门设定、工况冻结、成绩评定、事故设置、报警记录等各项功能。
通过仿真实习，可以建立起对大型化工生产过程的直观概念，对于各种类型的生产参数有明确的辨识。
进行仿真实习，主要分为两个环节：（1）学习和掌握合成氨与尿素生产的全部工艺原理、工艺流程、控制系统流程、仿真操作步骤；（2）在教师指导下，上机进行仿真实习。
第一环节必须完全理解和掌握，在第二环节中，必须严格按照操作手册执行各个步骤。
三、实验仪器普通PC机一台，打印机一台四、实验内容与步骤1．实验内容合成氨生产概况合成氨生产过程包括以下三大主要步骤：1）制气包括气化、CO变换工序2）净化包括硫化物脱除、CO2脱除和最终净化工序3）压缩和合成包括压缩、氨合成工序其过程为：原料气的硫化物脱除→一段转化→二段转化→高温变换→低温变换→CO2脱除→甲烷化→压缩→氨合成→氨尿素生产概况尿素的工业生产以NH3和CO2为原料，在高温、高压下进行化学反应：2NH3+CO2CO(NH2)2+ H2O + Q现代尿素生产均采用循环回路流程。
其过程主要包括：尿素合成、循环回收、尿液浓缩、结晶造粒四部分。
NH3、CO2→合成→分离→浓缩→结晶造粒→尿素↑↓回收仿真软件概况仿真软件分为两大部分：合成氨生产系统仿真与尿素生产系统仿真。
交通仿真实验指导书
长沙理工大学
综合性、设计性实验指导书
实验名称：交通仿真实验
课程名称：交通仿真
所在部门：交通运输学院
设计人：李顺
实验一建立仿真路网
一、实验目的：
通过本实验使学生认识和了解微观交通仿真软件VISSIM，掌握建立仿真路网的基本方法与步骤。
二、实验内容：
安装VISSIM软件，建立仿真路网。
三、实验要求：
要求学生自选底图，在VISSIM软件上建立仿真路网，以备进行交通流特性及行驶规则的设置。
四、实验学时：4学时
五、实验步骤：
1．安装VISSIM软件。
2．建立仿真路网
1)导入底图
2)根据底图建立路网
实验二交通流特性及行驶规则的设置
一、实验目的：
掌握VISSIM交通流特性及行驶规则的设置基本操作方法与步骤。
二、实验内容：
微观交通流参数设置；
宏观交通流参数设置；
车辆行驶规则设置；
三、实验要求：
在实验一的基础上，进行交通流特性及行驶规则的设置。
四、实验学时：6学时
五、实验步骤：
1.微观交通流参数设置；
1)车辆的期望车速设置；
2)车辆加、减速特性设置；
3)车辆的几何尺寸设置；
4)交通行为参数设置；
2.宏观交通流参数设置；
1)车辆分类；
2)交通组成；
3)输入流量；
4)路径选择；
3.车辆行驶规则设置；
1)速度控制规则；
2)超车规则；
3)优先规则；
4)信号控制规则（重点）。
《结构力学》实验课程——结构数值仿真-实验指导书(全套完整版)
《结构力学》实验课程结构数值仿真实验实验教学指导书土木工程学院结构实验中心《结构力学》结构仿真实验指导书1.实验内容对《结构力学》课程中静定结构、超静定结构的内力、位移计算和结构影响线的基础上，采用结构数值的计算方法，通过计算软件完成同一结构的仿真分析，并将两种计算结果进行对比，找到数值分析方法和《结构力学》基本求解方法的差异，并对电算原理进行初探性学习。
2.实验目的1）锻炼学生计算分析能力，激发学生的学习兴趣；2）通过仿真试验可拓展专业课的教学空间,激发学生学习兴趣,增加教与学的互动性,使学生更多地了解复杂结构的试验过程,从而更深刻地理解所学《结构力学》课程内容。
3）通过数值仿真计算和《结构力学》中解析法(力法、位移法等)，验证所学结构力学方法的正确性；4）对电算原理及有限元理论有初步认识，并开始初探性学习；3.实验要求计算机，安装有MIDAS/civil等有限元计算软件。
预习指导书和数值计算仿真过程录像。
二、实验指导内容每个学生必须掌握的主要内容有：1、连续梁结构仿真分析；2、桁架结构仿真分析；3、框架结构仿真分析；4、影响线及内力包络图分析。
三、实验报告要求1、每人一个题目，完成结构的《结构力学》的手算计算，手算计算需要详细，要求手写在实验报告之中；2、在完成上述手算工作后，进行结构数值仿真计算，描述重要操作过程；3、结构数值仿真计算结果打印在实验报告之中；4、将结构数值仿真计算结果与《结构力学》手算结果进行对照，误差分析；初级课程: 连续梁分析概述比较连续梁和多跨静定梁受均布荷载和温度荷载（上下面的温差）时的反力、位移、内力。
3跨连续两次超静定3跨静定3跨连续1次超静定图 1.1 分析模型➢材料钢材: Grade3➢截面数值 : 箱形截面 400×200×12 mm➢荷载1. 均布荷载 : 1.0 tonf/m2. 温度荷载 : ΔT = 5 ℃ (上下面的温度差)设定基本环境打开新文件，以‘连续梁分析.mgb’为名存档。
vissim5.4实验任务指导书(学生版)
VISSIM5.4（学生版）仿真实验任务指导书目录1. VISSIM简介 (1)2定义路网属性 (3)2.1物理路网 (3)2.1.1准备底图的创建流程 (3)2.1.2 SYNCHRO 输入 (5)2.1.3添加路段（Links） (6)2.1.4连接器 (7)2.2定义交通属性 (8)2.2.1定义分布 (8)2.2.2目标车速变化 (11)2.2.3 交通构成 (13)2.2.4 交通流量的输入 (14)2.3路线选择与转向 (14)2.4 信号控制交叉口设置 (16)2.4.1信号参数设置 (16)2.4.2信号灯安放及设置 (17)2.4.3优先权设置 (18)2.4.4冲突区域设置 (19)3仿真 (21)3.1 参数设置 (22)3.2 仿真 (22)4评价 (23)4.1 行程时间 (23)4.2 延误 (25)4.3 数据采集点 (26)4.4 排队计数器 (27)5实验内容与实验报告 (29)6 思考题 (30)1. VISSIM简介VISSIM为德国PTV公司开发的微观交通流仿真软件系统，用于交通系统的各种运行分析。
该软件系统能分析在车道类型、交通组成、交通信号控制、停让控制等众多条件下的交通运行情况，具有分析、评价、优化交通网络、设计方案比较等功能，是分析许多交通问题的有效工具。
VISSIM采用的核心模型是Wiedemann于1974年建立的生理-心理驾驶行为模型。
该模型的基本思路是：一旦后车驾驶员认为他与前车之间的距离小于其心理（安全）距离时，后车驾驶员开始减速。
由于后车驾驶员无法准确判断前车车速，后车车速会在一段时间内低于前车车速，直到前后车间的距离达到另一个心理（安全）距离时，后车驾驶员开始缓慢地加速，由此周而复始，形成一个加速、减速的迭代过程。
VISSIM提供两种驾驶行为：Wiedemann74（适用于城市道路）和Wiedemann99（适用于郊区或高速公路）。
图1.1 VISSIM中的跟车模型(Wiedemann 1974)VISSIM的主要应用包括：除了内建的定时信号控制模块外，还能够应用VAP、TEAPAC、VS-PLUS等感应信号控制模块。
系统建模与仿真实验指导书ⅠARENA二维仿真建模实验
系统建模与仿真实验指导书ⅠARENA二维仿真建模实验一、实验目的：1简单流水线建模实验掌握ARENA二维仿真软件的基本操作，掌握ARRIVE、DEPART、SEVER、INSPECT、SIMULATION等模块的应用与连接，学会采用该软件建立一条简单的生产流水线，并进行逻辑模块的参数设置和物理模块的界面设计，建成的仿真系统能运行并返回需要的统计数据。
2生产制造过程仿真建模实验借助工业工程综合实验——装配线设计实验的成果——装配线的结构与布局以及各主要工位的操作数据，通过ARENA软件进行仿真建模，比较系统运行的结果，对综合实验的设计方案进行验证实验，调整参数，寻求优化方案，进行优化设计实验。
二、实验步骤主要解决的四个问题：1）模型的建立,确定该系统需要的模块类型和数量：输入(Arrive)，输出(Depart)，加工操作(Sever)，检验操作(Inspect)以及他们的先后顺序和连接关系2）参数设置：包括模块内参数设置和系统参数设置3）统计分析功能的建立：成品及废品平均流程时间、成品率、废品率以及其方差设置和实现，并能对此进行分析和评价，重新调整参数以实现系统优化；4)界面优化，利用系统工具或者画图工具，对仿真运行界面进行优化，体现更清晰的运动状态和物流路径，模拟加工过程的实现附：上机操作指导软件工具介绍一、Arena 软件工具的特点Arena是一个Microsoft Windows下的工具，所以它的基本界面你应该早已熟悉,但是由于Arena仿真软件是属于专业软件，并不常见，国内对该软件的操作方面的资料甚少，而且还都是外文版，所以有必要对Arena的操作界面以及相关的仿真建模操作和模块进行介绍。
（一）、操作界面图 3-1 Arena的界面1 File 菜单在这个菜单里，你可以新建Arena模型文件，打开现有模型，关闭窗口，存储模型或创建一个只许观看的模型，你也可以引进CAD图形，将AUTOCAD作为Arena 的支持工具，而在一些情况下，活动元素将允许你使用现有的详尽的机器设备的图形。
通信原理SystemView仿真实验指导书
实验一图符库的使用一、实验目的1、了解SystemVue图符库的分类；2、掌握SystemVue各个功能库常用图符的功能及其使用方法。
二、实验内容按照实例使用图符构建简单的通信系统，并了解每个图符的功能。
三、基本原理SystemVue的图符库功能十分丰富，一共分为以下几个大类1.基本库SystemView的基本库包括信源库、算子库、函数库、信号接收器库等，它为该系统仿真提供了最基本的工具。
（信源库）：SystemView为我们提供了16种信号源，可以用它来产生任意信号（算子库）功能强大的算子库多达31种算子，可以满足您所有运算的要求（函数库）32种函数尽显函数库的强大库容！（信号接收器库）12种信号接收方式任你挑选，要做任何分析都难不倒它2.扩展功能库扩展功能库提供可选择的能够增加核心库功能的用于特殊应用的库。
它允许通信、DSP、射频/模拟和逻辑应用。
（通信库）：包含有大量的通信系统模块的通信库，是快速设计和仿真现代通信系统的有力工具。
这些模块从纠错编码、调制解调、到各种信道模型一应俱全。
（DSP库）：DSP库能够在你将要运行DSP芯片上仿真DSP系统。
该库支持大多DSP芯片的算法模式。
例如乘法器、加法器、除法器和反相器的图标代表真正的DSP算法操作符。
还包括高级处理工具：混合的Radix FFT、FIR和IIR滤波器以及块传输等。
（逻辑运算库）：逻辑运算自然离不开逻辑库了，它包括象与非门这样的通用器件的图标、74系列器件功能图标及用户自己的图标等。
（射频/模拟库）：射频/模拟库支持用于射频设计的关键的电子组件，例如：混合器、放大器和功率分配器等。
3.扩展用户库扩展的用户库包括有扩展通信库2、IS95/CDMA、数字视频广播DVB等。
通信库2: 扩展的通信库2主要对原来的通信库加了时分复用、OFDM调制解调、QAM编码与调制解调、卷积码收缩编解码、GOLD码以及各种衰落信道等功能。
4.5版中，通信库2已被合并到基本通信库中。
自动控制理论实验指导书(仿真).详解
实验一典型环节的MATLAB仿真Experiment 1 MATLAB simulation of typical link一、实验目的1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。
2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。
3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、SIMULINK的使用MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。
1．运行MATLAB软件，在命令窗口栏“>>”提示符下键入simulink命令，按Enter 键或在工具栏单击按钮，即可进入如图1-1所示的SIMULINK仿真环境下。
2．选择File菜单下New下的Model命令，新建一个simulink仿真环境常规模板。
3．在simulink仿真环境下，创建所需要的系统。
以图1-2所示的系统为例，说明基本设计步骤如下：1）进入线性系统模块库，构建传递函数。
点击simulink下的“Continuous”，再将右边窗口中“Transfer Fen”的图标用左键拖至新建的“untitled”窗口。
2）改变模块参数。
在simulink仿真环境“untitled”窗口中双击该图标，即可改变传递函数。
其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数，数字之间用空格隔开；设置完成后，选择OK，即完成该模块的设置。
3）建立其它传递函数模块。
按照上述方法，在不同的simulink的模块库中，建立系统所需的传递函数模块。
例：比例环节用“Math”右边窗口“Gain”的图标。
4）选取阶跃信号输入函数。
用鼠标点击simulink下的“Source”，将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“untitled”窗口，形成一个阶跃函数输入模块。
电力系统仿真实验指导书
电力系统仿真实验指导书杨静编南京工业大学电气工程与控制科学学院2015年5月目录实验一大电流接地系统短路故障仿真实验... 错误!未定义书签。
实验二简单电力系统暂态稳定性仿真 ... 错误!未定义书签。
实验三电力系统潮流计算仿真实验....... 错误!未定义书签。
参考资料.................................................. 错误!未定义书签。
实验一大电流接地系统短路故障仿真实验一、实验目的与要求通过实验教学加深学生的基本概念，掌握电力系统各类短路故障的特点，使学生通过系统进行物理模拟和数学模拟，对大电流接地系统进行输电线路短路故障仿真实验，以达到理论联系实际的效果，提高学生的感性认识及对电力系统仿真过程的分析能力。
本实验要求学生掌握Simulink中电力系统常用元件的模型及使用方法，并了解建模的基本过程，以及完成模型的仿真，结合短路相关的理论知识对仿真结果加以分析。
二、实验内容搭建如图1-1所示的系统模型并仿真，该系统有3个电源，4条输电线路，在Line1的末端设置各种类型的短路故障，观察示波器中的电压和电流波形，记录下故障电压电流的有效值。
图1-1 大电流接地系统短路故障的Simulink仿真模型三、实验仪器设备及耗材1.每组计算机1台、软件套。
四、实验原理1、SimuLink简要说明SimuLink是基于MATLAB的图形化仿真设计环境，它是MATLAB提供对系统进行建模、仿真和分析的一个软件包。
它使用图形化的系统模块对动态系统进行描述，并在此基础之上采用MATLAB引擎对动态系统在时域内进行求解。
进入SimuLink的2种方法：1)在MATLAB命令行中敲出SimuLink，回车，就打开了SimuLink。
2)点击工具栏中的按钮，看图：图1-2 进入Simulink2、SimPowerSystems说明SimuLink下的SimPowerSystems可以实现电路、电力系统、电机、电力电子电路的建模与仿真分析，它提供了典型的电气设备和元件，比如变压器、传输线、电机、电力电子器件等等。
《HFSS软件设计与仿真实验》的实验指导书
《HFSS软件设计与仿真实验》的实验指导书1.HFSS软件入门：实验目的：熟悉hfss软件的工作界面及工作界面各个部分的作用作用与使用方法实验内容：菜单栏、工具栏、状态栏、工程管理窗口、属性窗口、进度窗口、信息管理窗口、3D模型窗口。
熟悉hfss软件的应用及其设计步骤：通过T型波导内场分析与优化设计的HFSS仿真实例，让学生对hfss操作步骤及设计流程有整体直观的了解及掌握，对每一个设计环节有一个初步定位。
Hfss的设计步骤如下：创建新的hfss工程设计，设置求解类型；创建T型波导模型（几何模型、设置边界条件、设置激励）；定义和添加变量；求解设置及扫频设置；运行仿真设计；仿真查看结果。
参考文献：ansoft hfss 磁场分析与应用实例Hfss原理与工程应用2.HFSS软件设计应用：实验目的：熟悉hfss软件的设计流程及操作步骤实验内容：（a）hfss软件的几何模型的创建:一维线模型（直线、曲线、圆弧）二维平面模型（矩形、圆形、椭圆、多边形）；三维模型（立方体、棱柱体、圆柱、球、圆锥）等的建立。
（b）边界条件的设置：理想导体边界、理想磁边界、辐射边界、理想匹配层、有限导体边界、阻抗边界、对称边界、主从边界、集总RLC边界，分层阻抗边界，无限大地平面边界等的设置。
（c）激励的设置:波端口激励、集总端口激励、磁偏置激励、照射波激励等的设置。
（d）材料属性的设置：相对电导率、相对磁导率、电导率、介质损耗角正切、磁损耗角正切、各向异性材料等的设置。
（e）求解的设置：求解类型、扫频、电场矢量、特性阻抗、阻抗乘法器等的设置及使用。
(f)优化设计的设置：优化方法、优化变量、目标函数、目标权值等的设置及其功能(g)结果查看的设置：阻抗、电磁场分布、谐振频率等的查看方法。
参考文献：ansoft hfss 磁场分析与应用实例Hfss原理与工程应用3.HFSS软件与天线设计实验一：对称振子天线的hfss软件仿真实验实验目的：掌握hfss工作界面、操作步骤及设计流程实验内容：T型波导内场分析与优化设计的HFSS仿真实例。
管理建模与仿真实验指导书（Witness仿真软件认识）
实验一Witness仿真软件认识一实验目的熟悉Witness的安装与启动;熟悉Witness2004用户界面（如下图）;熟悉Witness建模元素;熟悉Witness建模与仿真过程.二实验设备与仪器1. 微机;2. Witness仿真软件三实验计划与安排计划学时4学时,每次两个班50人左右;四实验步骤1. 了解Witness2004的硬件和软件必备环境;2. 启动Witness2004;3. 熟悉标题栏,菜单栏,工具栏,元素选择窗口,状态栏,用户元素窗口,以及系统布局区;4. 学习建模元素:离散型元素,连续型元素,运输逻辑型元素,逻辑元素,图形元素.5. 学习建模与仿真过程.五实验报告要求1. 写出Witness系统界面的各个构成;以及系统布局区的组成;以及每一部分的功能;2. 分析Witness完成仿真模型所必须的五类元素;3. 仿真过程应用举例..实验二流水线仿真实验一、实验目的1、学习、掌握Witness仿真软件的使用与主要功能；2、熟悉流水生产线的特点；3、了解影响流水线生产效率的因素和基本的改善方法。
二、实验内容流水生产是现代工业企业很重要的一种生产组织形式。
它是按照产品（零部件）的工艺顺序排列工作地，使产品（零部件）按照一定的速度，连续和有节奏地经过各个工作地依次加工，直到生产出成品。
流水生产线能够满足合理组织生产过程的要求，使企业生产的许多技术经济指标得到改善。
本实验运用WITNESS软件系统建立一个流水线的仿真模型，在模型中，零部件（widget ）要经过称重（weigh ）、冲洗（wash ）、加工（produce ）和检测（inspect ）四个工序的操作。
执行完每一步操作后零部件通过充当运输器和缓存器的输送链传送至下一步操作；经过检测以后零部件脱离模型；同时需要一个操作人员控制加工机器的各种加工活动。
模型的建立及其仿真运行分成六个阶段来进行，每一个阶段运行后都记录下相应的统计数据，以便前后对比分析。
模电仿真实验指导书
模拟电子技术基础实验指导书计算机与信息技术学院二O一O年三月目录第一部分上机仿真实验实验一Multisim软件的介绍与仿真实验二单管放大电路仿真分析实验三差动放大电路实验四比例运算放大电路仿真实验五加减运算放大电路实验六积分电路和微分电路实验七LC正弦波振荡电路的研究实验八OTL功率放大器仿真实验九串联型晶体管稳压电路实验十波形发生器电路仿真第二部分实验箱实验实验一单级交流放大电路实验二两级阻容耦合放大电路实验三负反馈放大电路实验四比例运算放大电路实验五加减运算放大电路实验六正弦波振荡器实验七整流滤波电路实验一Multisim软件的介绍与仿真一、实验目的1.初步掌握用multisim软件对电路进行仿真实验。
2.掌握电路的基本参数设置和测试方法。
二、实验内容1.电子仿真软件Multisim8简介：运行Multisim8，电子仿真软件后，先出现启动画面如图1所示，几秒钟后进入他的基本界面如图二所示。
基本界面最上方是菜单栏，共11项；菜单栏下方左边为系统工具栏共11项图1Multisim8启动画面图2Multisim8基本界面中间为设计工具栏共8项；再向右是使用中的元件列表和帮助按钮；右上角为仿真开关。
基本界面的左侧为元件工具栏，其中23个元件库中分别放置同一类的元件，左列从上到下分别是：电源库，基本元件库，二极管库，晶体管库，模拟元件库，TTL器件库，CMOS器件库，各种数字元件库，混合器件库，指示器件库，其他元件库，射频元件库等，右列为与实际元件相对应的现实性仿真元件模型快捷键按钮。
2.元件的放置和连接2.1电阻的放置单击基本界面左侧元件库左列第2个基本元件图表，将出现Select a compinent对话框如图3所示图3在Family栏下单击RESISTOR,在Component栏中选100ohm-5%,注意ohm 表示欧姆,单击OK,再在平台上单击左键即可将电阻R1放置到平台上,继续单击左键可连续放置电阻,单击右键停止放置退出,右击R1,可在下拉菜单中单击90 Cloxkwise,可将R1顺时针转90度竖立放置。
合成氨仿真实验指导书(正式)
合成氨尿素生产过程仿真实验指导书一、实验目的1．通过使用合成氨尿素生产仿真软件，进一步学习合成氨和尿素生产工艺原理，熟悉工艺步骤与重要参数，了解计算机控制系统对大型化工生产过程的作用。
2．通过操作计算机进行仿真实习，初步掌握生产中开停车，正常操作，事故处理等环节的内容，了解仿真与实际控制之间的关系，培养生产安全意识。
3．通过实验学习，提高理论联系实际和严谨求实的工作作风，以及独立思考与综合解决问题的能力二、实验原理本软件是在某化工厂年产30万吨合成氨和52万吨尿素装置的基础上，进行仿真开发而成。
软件操作界面与实际生产所采用的DCS软件完全一致，可在仿真机上反复进行开车、停车、正常操作，事故处理等训练。
本软件具有较强交互性，提供快门设定、工况冻结、成绩评定、事故设置、报警记录等各项功能。
通过仿真实习，可以建立起对大型化工生产过程的直观概念，对于各种类型的生产参数有明确的辨识。
进行仿真实习，主要分为两个环节：（1）学习和掌握合成氨与尿素生产的全部工艺原理、工艺流程、控制系统流程、仿真操作步骤；（2）在教师指导下，上机进行仿真实习。
第一环节必须完全理解和掌握，在第二环节中，必须严格按照操作手册执行各个步骤。
三、实验仪器普通PC机一台，打印机一台四、实验内容与步骤1．实验内容合成氨生产概况合成氨生产过程包括以下三大主要步骤：1）制气包括气化、CO变换工序2）净化包括硫化物脱除、CO2脱除和最终净化工序3）压缩和合成包括压缩、氨合成工序其过程为：原料气的硫化物脱除→一段转化→二段转化→高温变换→低温变换→CO2脱除→甲烷化→压缩→氨合成→氨尿素生产概况尿素的工业生产以NH3和CO2为原料，在高温、高压下进行化学反应：2NH3+CO2CO(NH2)2+ H2O + Q现代尿素生产均采用循环回路流程。
其过程主要包括：尿素合成、循环回收、尿液浓缩、结晶造粒四部分。
NH3、CO2→合成→分离→浓缩→结晶造粒→尿素↑↓回收仿真软件概况仿真软件分为两大部分：合成氨生产系统仿真与尿素生产系统仿真。
控制系统仿真实验指导书及解答
实验一 MATLAB 软件操作练习一、 实验目的1. 熟悉MATLAB 软件的基本操作；2. 学会利用MATLAB 进行基本数学计算的方法；3. 学会用MATLAB 进行矩阵创建和运算。
二、实验设备计算机一台，MATLAB 软件三、实验内容1. 使用help 命令，查找 sqrt （开方）、roots (求根)等函数的使用方法；2. 用MATLAB 可以识别的格式输入以下矩阵75350083341009103150037193......A ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥-⎢⎥⎣⎦并将A 矩阵的右下角2×3子矩阵赋给D 矩阵。
赋值完成后，调用相应的命令查看MATLAB 工作空间的占用情况。
3. 矩阵运算（1）矩阵的乘法已知A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8];求A^2*B（2）矩阵除法已知 A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3];A\B,A/B（3）矩阵的转置及共轭转置已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i];求A.', A'（4）使用冒号选出指定元素已知： A=[3 2 3;2 4 6;6 8 10];求A 中第3列前2个元素；A 中所有列第2，3行的元素；4. 分别用for 和while 循环结构编写程序，求出6323626302122222i i K ===++++++∑并考虑一种避免循环的简洁方法来进行求和。
四、实验步骤1. 熟悉MATLAB 的工作环境，包括各菜单项、工具栏以及指令窗口、工作空间窗口、启动平台窗口、命令历史窗口、图形文件窗口和M 文件窗口；2． 在指令窗口中完成实验内容中规定操作并记录相关实验结果；3. 完成实验报告。
实验二 M 文件编程及图形处理一、实验目的1．学会编写MATLAB 的M 文件；2．熟悉MATLAB 程序设计的基本方法；3. 学会利用MATLAB 绘制二维图形。
二、实验设备计算机一台，MATLAB 软件三、实验内容1. 选择合适的步距绘制出下面的图形（1）sin(tan )tan(sin )t t -，其中(,)t ππ∈-（2）-0.5t y=e sin(t-)3π，t ∈[0，20]（3）在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5)， t ∈[0，2π]2.基本绘图控制绘制[0，4π]区间上的x1=10sint 曲线，并要求：（1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号；（2）给横坐标标注’t ’，纵坐标标注‘y(t)‘，3.M 文件程序设计（1）编写程序，计算1+3+5+7+…+(2n+1)的值（用input 语句输入n 值）；（2）编写分段函数⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-<≤=其它021210)(x x x x x f的函数文件，存放于文件ff.m 中，计算出)2(f ，)3(-f 的值四、实验要求1. 预习实验内容，按实验要求编写好实验程序；2. 上机调试程序，记录相关实验数据和曲线，3. 完成实验报告。
自动控制原理MATLAB仿真实验指导书(4个实验)
自动控制原理MATLAB仿真实验实验指导书电子信息工程教研室实验一典型环节的MA TLAB仿真一、实验目的1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。
2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。
3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、SIMULINK的使用MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。
1．运行MA TLAB软件，在命令窗口栏“>>”提示符下键入simulink命令，按Enter键或在工具栏单击按钮，即可进入如图1-1所示的SIMULINK仿真环境下。
2．选择File菜单下New下的Model命令，新建一个simulink仿真环境常规模板。
图1-1 SIMULINK仿真界面图1-2 系统方框图3．在simulink仿真环境下，创建所需要的系统。
以图1-2所示的系统为例，说明基本设计步骤如下：1）进入线性系统模块库，构建传递函数。
点击simulink下的“Continuous”，再将右边窗口中“Transfer Fen”的图标用左键拖至新建的“untitled”窗口。
2）改变模块参数。
在simulink仿真环境“untitled”窗口中双击该图标，即可改变传递函数。
其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数，数字之间用空格隔开；设置完成后，选择OK，即完成该模块的设置。
3）建立其它传递函数模块。
按照上述方法，在不同的simulink的模块库中，建立系统所需的传递函数模块。
例：比例环节用“Math”右边窗口“Gain”的图标。
4）选取阶跃信号输入函数。
用鼠标点击simulink下的“Source”，将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“untitled”窗口，形成一个阶跃函数输入模块。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验一MATLAB的实验环境及基本命令一实验目的：1．学习了解MA TLAB的实验环境2．在MA TLAB系统命令窗口练习有关MA TLAB命令的使用。
二实验步骤1．学习了解MA TLAB的实验环境：在Windows桌面上，用mouse双击MA TLAB图标，即可进入MA TLAB系统命令窗口：图1-1 MA TLAB系统命令窗口①在命令提示符”>>”位置键入命令:help此时显示MA T ALAB 的功能目录， 其中有“Matlab\general ”，“toolbox\control ”等；阅读目录的内容；② 键入命令：intro此时显示MA TLAB 语言的基本介绍，如矩阵输入、数值计算、曲线绘图等。
要求阅读命令平台上的注释内容，以尽快了解MA TLAB 语言的应用。
③ 键入命令：help help显示联机帮助查阅的功能，要求仔细阅读。
④ 键入命令：into显示工具箱中各种工具箱组件和开发商的联络信息。
⑤ 键入命令：demo显示MA TLAB 的各种功能演示。
2． 练习MA TLAB 系统命令的使用。
① 表达式MA TLAB 的表达式由变量、数值、函数及操作符构成。
实验前应掌握有关变量、数值、函数及操作符的有关内容及使用方法。
练习1-1: 计算下列表达式:要求计算完毕后，键入相应的变量名，查看并记录变量的值。
②．向量运算： )6sin(/250π=d 2/)101(+=a )sin(3.2-=e c i b 53+=n 维向量是由n 个成员组成的行或列数组。
在MA TLAB 中，由分号分隔的方括号中的元素产生一个列向量；由逗号或空号分隔的方括号中的元素产生一个列向量；同维的向量可进行加减运算，乘法须遵守特殊的原则。
练习1-2已知：X=[2 ；-4；8]求 ：Y=R ＇；P=5*R ；E=X .*Y ；S=X ＇* Y练习1-3⑴产生每个元素为1的4维的行向量；⑵产生每个元素为0的4维的列向量；⑶产生一个从1到8的整数行向量，默认步长为1；⑷产生一个从π到0，间隔为π/3的行向量；③矩阵基本运算操作。
要求熟悉矩阵的输入方法及矩阵运算的有关命令。
练习1-4求出下列运算结果，并上机验证。
已知矩阵：（1） A （：，1） （2）A （2，：） （3）A （：，2：3） （4）A （2：3，2：3）（5） A （：，1：2：3） （6）A （2：3） （7）A （：） （8）A （：，：）（9） ones(2,2) (10)eye(2) (11)[A,[ones(2,2);eye(2)]](12)diag(A) (13)diag(A,1) (14)diag(A,-1) (15)diag(A,2)(16)fliplr(A) (17)flipud(A) (18)rot90(A) (19)tril(A)]5,9,4[-=πtg R ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=44434241343332312423222114131211A练习1-5 用MA TLAB 命令完成下列矩阵函数运算：（1） 输入如下矩阵A ：（2）求矩阵B 1, B 1中每一元素为对应矩阵A 中每一元素的正弦函数;（3）求矩阵B 2, B 2中每一元素为对应矩阵A 中每一元素的余弦函数;（4）求 B 1^2+B 2^2.。
练习1-6 利用基本矩阵产生3³3和5³5的单位阵、全1阵、全0阵、均匀分布随机阵（[-1，1]之间）、正态分布随机阵（均值为1、方差为4）。
练习1-7 产生一均匀分布在（-5，5）之间的随机阵（50³2），要求精确到小数点后一位。
练习1-8 编程实现当a ∈[-π，π]，间隔为1°时，求解正弦、余弦的值。
练习1-9 利用rand 函数产生（0，1）间均匀分布的10³10随机阵a ,然后统计a 中大于等于0.6的个数。
练习1-10 利用randn 函数产生均值为0，方差为1的10³10正态分布随机阵a ，然后统计a 中大于-0.5，小于0.5的元素个数。
3.退出MA TLAB 环境在命令提示符 ”>>” 位置键入命令:exit 或者 quit执行以上命令可以退出MA TLAB 环境。
⎥⎦⎤⎢⎣⎡=2/6/3/0πππA实验二程序文件与函数文件的应用一．实验目的：1．熟悉MATLAB系统M文件的基本操作；2．熟练应用MATLAB有关的图形函数，绘制函数图形。
二．实验内容1．MATLAB程序文件：①编辑程序文件当完成一个功能需要许多MATLAB命令时，可以将这些命令按特定的顺序组合在一起，存储在一个程序文件中，就得到了MATLAB程序，其文件名的后缀为*.M，故也称为M文件。
在命令窗口的FILE菜单或工具栏上选择NEW命令——M-file，即可开始编辑M文件。
MATLAB编辑器与其它WINDOWS编辑程序类似。
②保存M文件编辑M文件后，在命令窗口的FILE菜单或工具栏上选则SAVE AS 命令存盘，文件应以* .M为后缀。
③执行M文件在MATLAB系统命令窗口下，在提示符”>>”处键入所编辑的M文件名后，即可执行该文件。
在执行中若发现错误，系统将给出提示。
此时可再次进入编辑器中修改程序，直至程序能正确执行为止。
编写下列题目M文件，调试并运行:练习2-1．将图形窗口分割成1³2的空格，设ωt∈[0,2π], 以π/50为步长，绘制下列函数图形：（1）在左窗口，以ωt为横坐标，绘制V=120Sinωt和I=100Sin(ωt-π/4)曲线，线条分别用不同颜色表示；（2）在右窗口，绘制P=V ²I 曲线，线型用“*”符号。
练习2-2．绘制以下函数图形：且在X 轴写上“Time ”标号，Y 轴写上“Amplitude ”标号，图形的标题为“Decaying-oscillating Exponential ”.（2）在0≤t ≤10区间内绘制如下图形：在同一个图中绘制上述函数，求出Y(t=0)和Y(t=10)的点。
（注意弧度与角度的区别）。
（3）绘制如下图形：（4）在0≤ｔ≤20区间内，且在同一图中绘制如下函数图形：求y1的最小值与最大值。
（5）对应0≤ｔ≤25区域内，在同一图中绘制下列函数。
)80()sin(21)()1(≤≤-=-t t e t y t 625.0)24083.2cos(23.1)(++=︒t t y 625.0)(=t x )300(8.0)309.0cos(5)(22.0≤≤+︒-=--t e t e t y tt 6.0)(6.062.2)(6.0)17422.2cos(62.2)(325.0225.01=+=+︒+=--t y e t y t e t y t t求y 3(t)值： y(t=0)、y max 、y min 和y(t=12)练习2-3．绘制下列方程的极坐标图。
θ∈[0,2π],步长为π/200。
练习2-4．求函数Z 的三维图形。
定义区间与Z 函数表达式如下：2．编辑函数文件函数是MATLAB 扩展功能的M 文件。
许多MATLAB 命令与全部工具箱命令都是用M 文件格式写成的。
程序文件与函数文件的主要区别在于，函数允许通过数值进行参数传递，而且函数使用局部变量而不是对整个工作空间中变量的操作。
另外一个不同点是，函数文件的第一行必须包括“function ”这个词。
下面是一个典型的函数文件格式：function[out1,out2,…]=filename(in1,in2,…)tt tte t e t y e t y e t y ----+︒-===25.1)128554.0cos(02.2)(02.2)(25.1)(3.033.021)4/()5(3cos )4()sin 1(2)3()cos 1(2)2()cos 1(3)1(πθθθθθe r r r r r ==+=+=-=1)1()1(5.11)1()1(155,552222+-+--++++=≤≤-≤≤-y x y x z y x% optional comment lines for documentationMATLAB commands练习2-5 阅读计算阶跃响应特征参数的函数文件，并编写主程序调用该函数文件（见附录），求：⑴超调量σ%；⑵上升时间Tr; ⑶峰值时间Tp; ⑷过渡过程时间Ts;练习2-6 参考练习2-5程序，编写程序计算下列传递函数的阶跃响应特参数：⑴超调量σ%；⑵上升时间Tr; ⑶峰值时间Tp; ⑷过渡过程时间Ts;—-———————————————————————————附录：计算超调量σ%、上升时间Tr 、峰值时间Tp 、过渡过程时间Ts 的函数文件;% MATLAB PROGRAM EG2-4function [pos,tr,ts2,tp]=stepchar(t,y);%finding Pos and Tp[mp,ind]=max(y);dimt=length(t); yss=y(dimt); pos=100*(mp-yss)/yss; tp=t(ind);i=1;j=1;k=1;q=1;while y(i)<0.1;i=i+1;end ;t1=t(i);while y(j)<0.9;13321)(2224)(222)(2332221+++=+++=++=s s s S G s s s S G s s S Gj=j+1;end;t2=t(j);tr=t2-t1;%Finding settling time (two percent)Ts i=dimt+1;n=0;while n==0;i=i-1;if i==1;n=1;elseif y(i)>=1.02;n=1;end;end;t1=t(i);i=dimt+1;n=0;while n==0;i=i-1;if y(i)<=0.98;n=1;end;t2=t(i);if t1>t2;ts2=t1;elsets2=t2;end;end; %程序中，pos为超调量σ%。
实验三 控制系统的数学模型及转换方法一 实验目的1． 熟悉MATLAB 线性控制系统模型的基本描述方法；2． 熟悉MATLAB 控制系统三种模型的转换方法。
二．实验内容：1． 求多项式的根如果P 是包含多项式系数的行向量，由roots(p)命令得到一个列向量，其元素为多项式的根。
练习3-1 求多项式：2．由多项式的根求多项式如果r 是包含多项式根的一个行/列向量，用poly (r)命令得到一个行向量，其元素为多项式的系数；练习3-2：已知多项式的根为-1,-2,-3±j4，求多项式方程。
练习3-3：求下列矩阵的特征方程的根练习3-4：求下列函数的零、极点和增益。