搜档网
当前位置:搜档网 › 基于Simulink实现的数模混合控制系统仿真新方法_单泽彪

基于Simulink实现的数模混合控制系统仿真新方法_单泽彪

基于Simulink实现的数模混合控制系统仿真新方法_单泽彪
基于Simulink实现的数模混合控制系统仿真新方法_单泽彪

仿真操作流程

仿真操作流程: 1,选择机床:按下机床工具按钮,出现机床选择对话框,选FANUC系统—FANUC-0I----车床-----标准(平床身前置刀架)------OK 2,定义毛坯:按下“毛坯选择按钮”出现毛坯选择对话框,根据零件标注尺寸,确定毛坯直径和长度,OK 3,安装零件:按下“零件安装按钮”出现零件安装对话框,鼠标箭头指向所选毛坯(变蓝)------点击“零件安装”出现零件安装对话框------点击向右“+”使零件向右走到极限位置。 4,安装刀具:按下“选择刀具”按钮----确定刀位号-----选择刀片形状----刀柄形状(左向)主偏角95度,刀尖半径设为0度---OK 5,启动机床:按下“绿色”启动按钮,按下红色“急停”(只能按下奇次数,否则“机床报警灯”亮,不能操作) 6,机床回原点(或叫回参考点):点亮“回原点灯”按下“X”,再按下“+”,按下

“Z”再按下“+”,待“X原点灯”和 “Z原点灯”都亮以后。OK 7,对刀操作:将手动灯点亮,按亮X轴再按“-”使刀架靠近工件,再按亮Z轴再 按“-”使刀具靠近工件,如果想加速, 按下中间带螺纹的快速键。 Z轴对刀:在端面切削少量至中心,沿X 轴退出,离开工件,按系统面板OFFSET 按键,打开工具补正/并把(摩耗变成形状),在缓冲区输入:Z0,按下软键“测量”对应刀号Z下方出现正直,如果出现负值,说明刀具没有回原点, X轴对刀:手动在外圆处切削少量毛坯,沿Z轴退出,停止主轴,按下拉菜单“测量”保留小余1的圆弧半径,出现工件测量对话框,将鼠标箭头指向刚切削的外圆处,点击变黄,记下变蓝标号X下方的X值,输入此值到工具补正/形状的缓冲区X某值,点击软键“测量”X下方出现正值,如果出现负值,说明开始没有完成回原点工作。 8,编辑程序:点亮“编辑”工作灯,按下系统面板“PROG程序”按钮,输入

数模混合设计实验报告

数模混合设计 实验报告 作者:竹叶听筝 时间:2012年12月05日课程题目:声光报警系统

摘要:声光报警器在实际的生活中可以见到许多,运用于生活的许多方面。声光报警电路可作为防盗装置,在有情况时它通过指示灯闪光和蜂鸣器鸣叫,同时报警。声光报警器可用在危险场所,通过声音和光信号向人们发出示警信息。 Abstract: sound and light alarm can be seen in real life many, used in many aspects of life. Sound and light alarm circuit can be used as anti-theft device, when it lights flash and buzzer tweet, alarm at the same time. Sound and light alarms can be used in hazardous locations, issued a warning to people through sound and light signals. 关键词:报警器声音光信号示警 1、设计原理 根据设定的基准报警电压。当输入电压超出报警值时发出声和光报警信号。当输入电压信号减小恢复到报警值以下时,要求有一定的回程余量才能撤销报警信号。也就是要实现电压信号的迟滞比较功能。LED灯闪烁,蜂鸣器报警。 2、方案比较 方案一:通过单片机控制进行AD采样计算,当采样电压超过,设定输入电压时,通过单片机控制LED闪烁,蜂鸣器报警,当输入电压小于设定Vh电压时,单片机撤销报警信号。此方案性能稳定,思路清晰,但性价比不高,涉及微处理器,以及软件编程,开发难度较大。 方案二:采用LM311滞回比较器,比较输入电压值,当大于设定电压时,比较器输出端为高电平,通过光电耦合器,进行传递信号,通过555定时器输出1HZ频率脉冲,是LED灯闪烁,同时蜂鸣器报警,当输入电压小于阈值电压时,LM311输入低电平,撤销报警信号。此方案采用纯硬件方法实现神声光报警,具有成本低,调试容易且通过光耦合器进行数字电路和模拟电路的隔离,同样也具有较高的稳定性。三、系统总体方案描述

电子竞赛中作品设计的一般步骤

电子竞赛中作品设计的一般步骤

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

6.2 电子竞赛作品设计制作步骤 与一般的电子产品设计制作不同的是,电子设计竞赛作品设计制作一方面需要遵守电子产品设计制作的一般规律,另一方面要在限定时间、限定人数、限制设计制作条件、限制交流等情况下完成作品的设计制作,电子竞赛作品设计制作有自己的规律。电子竞赛作品设计制作大约需经过题目选择、系统方案论证、子系统、部件设计与制作、系统综合、调试与测量等步骤,最后完成作品和设计总结报告。 6.2.1 题目选择 全国大学生电子设计竞赛作品设计制作时间是4天3晚,3人一组。竞赛题目一般为5~6题,题目在竞赛开始时(第1天的8.00)开启。以2003年第6届为例共有6题:电压控制LC振荡器(A题)、宽带放大器(B题)、低频数字式相位测量仪(C题)、简易逻辑分析仪(D题)、简易智能电动车(E题)、液体点滴速度监控装置(F题)。 正确地选择竞赛题目是保证竞赛成功的关键。参赛队员应仔细阅读所有的竞赛题目,根据自己组3个队员的训练情况,选择相应的题目进行参赛制作。 选择题目按照如下原则进行: (1)明确设计任务,即“做什么?”。选择题目应注意题目中不应该有知识盲点,即要能够看懂题目要求。如果不能看懂题目要求,原则上该题目是不 可选择的。因为时间是非常紧张的,没有更多的时间让你去重新学习,另外根 据竞赛纪律,也不可以去请教老师。 (2)明确系统功能和指标,即“做到什么程度?”。注意题目中的设计要求一般分基本要求和发挥部分两部分,各占50分。应注意的是基本部分的各 项分值题目中是没有给出的,但在发挥部分往往会给出的各小项的分值。选择 时要仔细分析各项要求,综合两方面的要求,以取得较好的成绩。 (3)要确定是否具有完成该设计的元器件、最小系统、开发工具、测量仪器仪表等条件。 在没有对竞赛题目进行充分地分析之前,一定不能够进行设计。题目一旦选定,原则上是应保证不要中途更改。因为竞赛时间只有4天3晚,时间上不允许返工重来。 6.2.2 系统方案论证 题目选定后,需要考虑的问题是如何实现题目的各项要求,完成作品的制作,即需要

simulink模拟通信系统仿真及仿真流程

基于Simulink的通信系统建模与仿真 ——模拟通信系统 姓名:XX 完成时间:XX年XX月XX日

一、实验原理(调制、解调的原理框图及说明) AM调制 AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。AM调制原理框图如下 AM信号的时域和频域的表达式分别为 式中,为外加的直流分量;可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为0,即。 AM解调 AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。 AM信号的解调方法有两种:相干解调和包络检波解调。 AM相干解调原理框图如下。相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。 AM包络检波解调原理框图如下。AM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。 DSB调制 在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络(=1),调制信号 中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号(DSB)。DSB调制原理框图如下

DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,其时域和频域表示式分别为 DSB解调 DSB只能进行相干解调,其原理框图与AM信号相干解调时完全相同,如图 SSB调制 SSB调制分为滤波法和相移法。 滤波法SSB调制原理框图如下所示。图中的为单边带滤波器。产生SSB信号最直观方法的是,将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器,从而只让所需的一个边带通过,而滤除另一个边带。产生上边带信号时即为,产生下边带信号时即为。 滤波法SSB调制的频域表达式 相移法SSB调制的原理框图如下。图中,为希尔伯特滤波器,它实质上是一个宽带相移网络,对中的任意频率分量均相移。

PID控制系统的Simulink仿真分析

实验报告 课程名称:MATLAB语言与控制系统仿真 实验项目:PID控制系统的Simulink仿真分析专业班级: 学号: 姓名: 指导教师: 日期: 机械工程实验教学中心

注:1、请实验学生及指导教师实验前做实验仪器设备使用登记; 2、请各位学生大致按照以下提纲撰写实验报告,可续页; 3、请指导教师按五分制(优、良、中、及格、不及格)给出报告成绩; 4、课程结束后,请将该实验报告上交机械工程实验教学中心存档。 一、实验目的和任务 1.掌握PID 控制规律及控制器实现。 2.掌握用Simulink 建立PID 控制器及构建系统模型与仿真方法。 二、实验原理和方法 在模拟控制系统中,控制器中最常用的控制规律是PID 控制。PID 控制器是一 种线性控制器,它根据给定值与实际输出值构成控制偏差。PID 控制规律写成传递 函数的形式为 s K s Ki K s T s T K s U s E s G d p d i p ++=++==)1 1()() ()( 式中,P K 为比例系数;i K 为积分系数;d K 为微分系数;i p i K K T =为积分时间常数; p d d K K T =为微分时间常数;简单来说,PID 控制各校正环节的作用如下: (1)比例环节:成比例地反映控制系统的偏差信号,偏差一旦产生,控制器立即产 生控制作用,以减少偏差。 (2)积分环节:主要用于消除静差,提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积 分时间常数i T ,i T 越大,积分作用越弱,反之则越强。 (3)微分环节:反映偏差信号的变化趋势(变化速率),并能在偏差信号变得太大 之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度,减少调 节时间。 三、实验使用仪器设备(名称、型号、技术参数等) 计算机、MATLAB 软件 四、实验内容(步骤) 1、在MATLAB 命令窗口中输入“simulink ”进入仿真界面。 2、构建PID 控制器:(1)新建Simulink 模型窗口(选择“File/New/Model ”),在 Simulink Library Browser 中将需要的模块拖动到新建的窗口中,根据PID 控制器的 传递函数构建出如下模型:

复杂过程控制系统设计与Simulink仿真

银河航空航天大学 课程设计 (论文) 题目复杂过程控制系统设计与Simulink仿 真 班级 学号 学生姓名 指导教师

目录 0. 前言 (1) 1. 总体方案设计 (2) 2. 三种系统结构和原理 (3) 2.1 串级控制系统 (3) 2.2 前馈控制系统 (3) 2.3 解耦控制系统 (4) 3. 建立Simulink模型 (5) 3.1 串级 (5) 3.2 前馈 (5) 3.3 解耦 (7) 4. 课设小结及进一步思想 (15) 参考文献 (15) 附录设备清单 (16)

复杂过程控制系统设计与Simulink仿真 姬晓龙银河航空航天大学自动化分校 摘要:本文主要针对串级、前馈、解耦三种复杂过程控制系统进行设计,以此来深化对复杂过程控制系统的理解,体会复杂过程控制系统在工业生产中对提高产品产量、质量和生产效率的重要作用。建立Simulink模型,学习在工业过程中进行系统分析和参数整定的方法,为毕业设计对模型进行仿真分析及过程参数整定做准备。 关键字:串级;前馈;解耦;建模;Simulink。 0.前言 单回路控制系统解决了工业过程自动化中的大量的参数定制控制问题,在大多数情况下这种简单系统能满足生产工艺的要求。但随着现代工业生产过程的发展,对产品的产量、质量,对提高生产效率、降耗节能以及环境保护提出了更高的要求,这便使工业生产过程对操作条件要求更加严格、对工艺参数要求更加苛刻,从而对控制系统的精度和功能要求更高。为此,需要在单回路的基础上,采取其它措施,组成比单回路系统“复杂”一些的控制系统,如串级控制(双闭环控制)、前馈控制大滞后系统控制(补偿控制)、比值控制(特殊的多变量控制)、分程与选择控制(非线性切换控制)、多变量解耦控制(多输入多输出解耦控制)等等。从结构上看,这些控制系统由两个以上的回路构成,相比单回路系统要多一个以上的测量变送器或调节器,以便完成复杂的或特殊的控制任务。这类控制系统就称为“复杂过程控制系统”,以区别于单回路系统这样简单的过程控制系统。 计算机仿真是在计算机上建立仿真模型,模拟实际系统随时间变化的过程。通过对过程仿真的分析,得到被仿真系统的动态特性。过程控制系统计算机仿真,为流程工业控制系统的分析、设计、控制、优化和决策提供了依据。同时作为对先进控制策略的一种检验,仿真研究也是必不可少的步骤。控制系统的计算机仿真是一门涉及到控制理论、计算机数学与计算机技术的综合性学科。控制系统仿真是以控制系统的模型为基础,主要用数学模型代替实际控制系统,以计算机为工具,对控制系统进行实验和研究的一种方法。在进行计算机仿真时,十分耗费时间与精力的是编制与修改仿真程序。随着系统规模的越来越大,先进过程控制的出现,就需要行的功能强大的仿真平台Math Works公司为MATLAB提供了控制系统模型图形输入与仿真工具Simulink,这为过程控制系统设计与参数整定的计算与仿真提供了一个强有力的工具,使过程控制系统的设计与整定发生了革命性的变化。

数模混合仿真详细文档

用SpectreVerilog进行模数混仿,以Sigma-Delta ADC为例 SpectreVerilog模数混仿, 模拟部分用Spectre, 数字部分用Verilog-XL. 所以还需要安装Cadence LDV软件, 其内含Verilog-XL仿真器. 这里以自行设计的二阶全差分Sigma-Delta ADC为例, 详细介绍用SpectreVerilog的仿真过程. 所用工艺库为TSMC 0.18u,电源电压:1.8V. 1. 准备 Sigma-Delta ADC分模拟和数字部分两块, 其中模拟部分为调制器, 数字部分为数字滤波器. 如下图. 其中out为调制器的输出, 这里是1位0,1数据流. 数字滤波器为Verilog RTL级代码. Schematic: Symbol:

Verilog Code: module DigitalFilter (in2out, out, clk, clr, in); output in2out; output [`wordsize-1:0] out; input clk; input clr; input in; reg in2out; wire clk_half1, clk_half2; …… Endmodule 同时为了直观的观看输出结果,因此把输出的数字字转化为模拟量,这里用Verilog-A做一个理想的DA转换器。 因此最好事先用Spectre仿真模拟部分, 用ModelSim或Verilog-XL等仿真数字部分. 这里假定我们已有: 1) 模拟部分的原理图(包括Symbol); 2) 数字部分的Verilog代码,DigitalFilter.v, 模块名:DigitalFilter(in2out,out,clk, clr,in); 3) 数字部分的TestBench代码, DigitalFilter_TB.v, 模块名: DigitalFilter_TB. 下图为最终的系统图:

实验四 PID控制系统的Simulink

自动控制理论 上 机 实 验 报 告 学院:机电工程学院 班级:13级电信一班 姓名: 学号:

实验四 PID 控制系统的Simulink 仿真分析 一、实验目的和任务 1.掌握PID 控制规律及控制器实现。 2.掌握用Simulink 建立PID 控制器及构建系统模型与仿真方法。 二、实验原理和方法 在模拟控制系统中,控制器中最常用的控制规律是PID 控制。PID 控制器是一种线性控制器,它根据给定值与实际输出值构成控制偏差。PID 控制规律写成传递函数的形式为a s K s Ki K s T s T K s U s E s G d p d i p ++=++==)11()()()( 式中,P K 为比例系数;i K 为积分系数;d K 为微分系数;i p i K K T = 为积分时间常数;p d d K K T =为微分时间常数; 简单来说,PID 控制各校正环节的作用如下: (1)比例环节:成比例地反映控制系统的偏差信号,偏差一旦产生,控制器立 即产生控制作用,以减少偏差。 (2)积分环节:主要用于消除静差,提高系统的无差度。积分作用的强弱取决 于积分时间常数i T ,i T 越大,积分作用越弱,反之则越强。 (3)微分环节:反映偏差信号的变化趋势(变化速率),并能在偏差信号变得太大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度,减少调节时间。 三、实验使用仪器设备 计算机、MATLAB 软件 四、实验内容(步骤) 1、在MATLAB 命令窗口中输入“simulink ”进入仿真界面。 2、构建PID 控制器:(1)新建Simulink 模型窗口(选择“File/New/Model ”),在Simulink Library Browser 中将需要的模块拖动到新建的窗口中,根据PID 控制器的传递函数构建出如下模型:

数模混合IC设计流程

数模混合IC设计流程 1.数模混合IC设计 近十年来,随着深亚微米及纳米技术的发展,促使芯片设计与制造由分离IC、ASIC 向SoC转变,现在SoC芯片也由数字SoC全面转向混合SoC,成为真正意义上的系统级芯片。如今人们可以在一块芯片上集成数亿只晶体管和多种类型的电路结构。此时芯片的制造工艺已经超越了传统制造理论的界限,对电路的物理实现具有不可忽略的影响。因此,片上系统所依赖的半导体物理实现方式,面临着多样化和复杂化的趋势,设计周期也越来越长。目前越来越多的设计正向混合信号发展。最近,IBS Corp做过的一个研究预测,到2006年,所有的集成电路设计中,有73%将为混合信号设计。目前混合信号技术正是EDA业内最为热门的话题。设计师在最近才开始注意到混合信号设计并严肃对待,在他们意识到这一领域成为热点之前,EDA公司已经先行多年。EDA业内领头的三大供应商Mentor Graphics、Synopsys和Cadence在几年前即开始合并或研发模拟和混合信号工具和技术。其中Mentor Graphics是第一个意识到这一点,并投入力量发展混合信号技术的EDA供应商。 我们先分析数模混合IC设计的 流程,简单概括如图: 首先要对整个IC芯片进行理论 上的设计。对于模拟部分,可以直接 在原理图的输入工具中进行线路设 计;而对于数字部分,主要通过各种 硬件描述语言来进行设计,比如通用 的VHDL及Verilog,数字部分的设 计也可以直接输入到原理图工具中。 当完成原理图的设计时,必须对设计 及时的进行验证。如果原理设计没有 问题,就说明设计是可行的,但这还 停留在理论的阶段,接下来必须将它 转换为实际的产品。这时需要用版图 工具将电路设计实现出来,对于模拟 电路部分,可以使用定制版图工具; 对于数字电路部分,也可以采用P&R (自动布局布线)工具实现。在完成 整个电路各个模块的版图后,再将它 们拼装成最终的版图。这时的版图并 不能最终代表前面所验证过的设计, 必须对它进行验证。首先版图要符合 流片工艺的要求,这时要对版图做DRC(Design Rule Check)检查;而版图的逻辑关系是不是代表原理图中所设计的,同样要进行LVS(Layout Versus Schematic)检查;最后,由于在实现版图的过程中引入了许多寄生效应,这些寄生的电阻电容有可能对我们的设计产生致

spectraverilog数模混合仿真

Cadence 的数模混合仿真工具spectraverilog能够实现数字模拟电路联仿的功能,对于模拟电路的输入信号可以利用数字接口很方便的进行设置。主要用来进行功能仿真。 步骤: 1.准备schematic,如电路单元mix 2.从库管理器中建立mix单元的config view. 在use template中选择spectraverilog,然后ok 将top cell中的myview改为实际的schemtic,然后ok

正确的结果如下图 保存,点击open打开config后的schematic,在tools中选择mix signal opts. 在mix-signal菜单中,尝试第二项的每一个小项,可以看到模拟和数字的相关划分。 由于数字部分默认的电压为5V,转换电平为1.5V和3.5V,因此,如果电路的电源电压不同的与5V,需要对于数模混合接口部分进行设置,在mix-signal菜单中的第三项中进行设置。对于模拟部分来讲,其按照模型进行计算,无需在数模接口部分进行端口设置,对于数字接口来讲,需要将默认的5V电平以及1.5V,3.5V转换电平变为与模拟部分相符的电压

值,比如电源3V,转换电平为1.5V和3.5V。设置如下, 对于与模拟器件相连接的数字输出端,将高电平由5V改为3V 对于与模拟器件相连接的数字输入端,将转换电平由1.5V改为3.5V改为1V和2V

所有数模混合接口的相关的数字端口都需要改动,如下图所示的数模接口部分 3.调出analog仿真工具,并设置为spectreverilog

4.编写端口的输入激励文件 设置传输分析的时间长度

20120523-数模混合电路设计流程

数模混合电路设计流程 马昭鑫 2012/5/23 本文主要面向模拟电路设计者,讲解了从行为级代码形式的数字电路到数模混合版图之间的流程,默认模拟版图和数字电路的行为级代码、testbench已经完成。阅读者需确定自己会编写Verilog或Spice格式的网表,熟悉Linux的文件操作,了解Spectre、Virtuoso、Calibre、Modelsim、Design Compiler(dc)、Astro等EDA工具的使用方法。 由于本人才疏学浅,经验不足,难免会在文中出现一些错误,恳请高手给予指正。 数模混合电路的仿真方法 一般的设计流程中数字电路和模拟电路是分开进行设计的,但有些时候希望能将数字电路和模拟电路放在一起仿真来验证设计,这就需要用到混合电路的仿真方法。在Cadence 工具中有专门用作混合电路仿真的仿真器spectreVerilog,其实现方法是首先将模拟模块与数字模块区分开并设置接口电平,然后在ADE中设置数字电路的测试代码,调用不同的仿真器分别对数字模块和模拟模块进行仿真,最后将结果汇总显示或输出。 下面将以一个简单实例的形式讲解混合电路的仿真方法。 一、建立数字模块 ①在命令行中输入下面的命令设置NC-Verilog和Cadence并启动Cadence; setdt ldv setdt ic icfb& ②建立Library的方法不再累述,创建Cell view时注意Tool选择Verilog-Editor,View Name 填写functional;

③点击OK后会弹出有模块代码框架的vi窗口,将设计需要的代码输入或粘贴进去; ④保存并关闭后如果没有错误会弹出创建Symbol View的询问对话框,确定后会进入Symbol编辑器,并自动生成了Symbol(注意在Cadence中总线用尖括号<>表示); ⑤保存并关闭Symbol编辑器。 至此已经完成了数字模块的创建。 二、建立模拟模块 模拟电路的创建方法无需赘述,这里搭建了一个输出频率为10MHz的环形振荡器。

PID控制系统的Simulink仿真分析

实验报告 课程名称: MATLAB语言与控制系统仿真 实验项目: PID控制系统的Simulink仿真分析专业班级: 学号: 姓名: 指导教师: 日期: 机械工程实验教学中心

注:1、请实验学生及指导教师实验前做实验仪器设备使用登记; 2、请各位学生大致按照以下提纲撰写实验报告,可续页; 3、请指导教师按五分制(优、良、中、及格、不及格)给出报告成绩; 4、课程结束后,请将该实验报告上交机械工程实验教学中心存档。 一、实验目的和任务 1.掌握PID 控制规律及控制器实现。 2.掌握用Simulink 建立PID 控制器及构建系统模型与仿真方法。 二、实验原理和方法 在模拟控制系统中,控制器中最常用的控制规律是PID 控制。PID 控制器是一种线性控制器,它根据给定值与实际输出值构成控制偏差。PID 控制规律写成传递函数的形式为 s K s Ki K s T s T K s U s E s G d p d i p ++=++==)11()()()( 式中,P K 为比例系数;i K 为积分系数;d K 为微分系数;i p i K K T =为积分时间常数; p d d K K T =为微分时间常数;简单来说,PID 控制各校正环节的作用如下: (1)比例环节:成比例地反映控制系统的偏差信号,偏差一旦产生,控制器立即产 生控制作用,以减少偏差。 (2)积分环节:主要用于消除静差,提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积 分时间常数i T ,i T 越大,积分作用越弱,反之则越强。 (3)微分环节:反映偏差信号的变化趋势(变化速率),并能在偏差信号变得太大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度,减少调

PSpice AD基本仿真

PSpice A/D数模混合仿真 孙海峰Cadence的PSpice A/D可以对电路进行各种数模混合仿真,以验证电路的各个性能指标是否符合设计要求。PSpice A/D主要功能是将Capture CIS产生的电路或文本文件(*.cir)进行处理和仿真,同时附属波形观察程序Probe对仿真结果进行观察和分析。 PSpice A/D数模仿真技术主要包括以下几类仿真: 1、直流扫描分析(DC Sweep):电路的某一个参数在一定范围内变化时,电路直流输出特性的分析和计算。 2、交流扫描分析(AC Sweep):计算电路的交流小信号线性频率响应特性,包括幅频特性和相频特性,以及输入输出阻抗。 3、噪声分析(Noise):在设定频率上,计算电路指定输出端的等效输出噪声和指定输入端的等效输入噪声电平。 4、直流偏置点分析(Bias Point):当电路中电感短路,电容断路时,电路静态工作点的计算。进行交流小信号和瞬态分析之前,系统会自动计算直流偏置点,以确定瞬态分析的初始条件和交流小信号条件下的非线性器件的线性化模型参数。 5、时域/瞬态分析(Transient):在给定激励下,电路输出的瞬态时域响应的计算,其初始状态可由用户自定义,也可是直流偏置点。 6、蒙特卡洛分析(Monte-Carlo):根据实际情况确定元件参数分布规律,然后多次重复进行指定电路特性的分析,每次分析时的元件参数都采用随机抽样方式,完成多次分析后进行统计分析,就可以得到电路特性的分散变化规律。 7、最坏情况分析(Worst):电路中元件处于极限情况时,电路输入输出特性分析,是蒙特卡洛的极限情况。

8、参数扫描分析(Parametric Sweep )电路中指定元件参数暗规律变化时,电路特性的分析计算。 9、温度分析(Temperature ):在指定温度条件下,分析电路特性。 10灵敏度分析(Sensitivity ):计算电路中元件参数变化对电路性能的影响。 以上就是PSpice A/D 所能进行的电路数模混合仿真的内容,下面就介绍具体如何使用PSpice A/D 来对电路进行数模仿真。 运用PSpice 仿真的基本流程如下图: 一、绘制仿真原理图 调用软件自带的仿真模型库(Tools/Capture/Library/PSpice )中的元件,这里的元件模型都是具有电气特征的,可以直接进行PSpice A/D 仿真。原理图绘制方法和Capture 中一样,不再赘述,绘制以下RC 单通道放大器原理图如下: 绘制仿真原理图 仿真 观察分析仿真结果 调整电路 调整仿真参数 设置仿真参数

matlab控制系统仿真课程设计

课程设计报告 题目PID控制器应用 课程名称控制系统仿真院部名称机电工程学院专业 班级 学生姓名 学号 课程设计地点 课程设计学时 指导教师 金陵科技学院教务处制成绩

一、课程设计应达到的目的 应用所学的自动控制基本知识与工程设计方法,结合生产实际,确定系统的性能指标与实现方案,进行控制系统的初步设计。 应用计算机仿真技术,通过在MATLAB软件上建立控制系统的数学模型,对控制系统进行性能仿真研究,掌握系统参数对系统性能的影响。 二、课程设计题目及要求 1.单回路控制系统的设计及仿真。 2.串级控制系统的设计及仿真。 3.反馈前馈控制系统的设计及仿真。 4.采用Smith 补偿器克服纯滞后的控制系统的设计及仿真。 三、课程设计的内容与步骤 (1).单回路控制系统的设计及仿真。 (a)已知被控对象传函W(s) = 1 / (s2 +20s + 1)。 (b)画出单回路控制系统的方框图。 (c)用MatLab的Simulink画出该系统。 (d)选PID调节器的参数使系统的控制性能较好,并画出相应的单位阶约响应

曲线。注明所用PID调节器公式。PID调节器公式Wc(s)=50(5s+1)/(3s+1) 给定值为单位阶跃响应幅值为3。 有积分作用单回路控制系统 无积分作用单回路控制系统

大比例作用单回路控制系统 (e)修改调节器的参数,观察系统的稳定性或单位阶约响应曲线,理解控制器参数对系统的稳定性及控制性能的影响? 答:由上图分别可以看出无积分作用和大比例积分作用下的系数响应曲线,这两个PID调节的响应曲线均不如前面的理想。增大比例系数将加快系统的响应,但是过大的比例系数会使系统有比较大的超调,并产生振荡,使稳定性变坏;增大积分时间有利于减小超调,减小振荡,使系统的稳定性增加,但是系统静差消除时间变长,加入微分环节,有利于加快系统的响应速度,使系统超调量减小,稳定性增加。 (2).串级控制系统的设计及仿真。 (a)已知主被控对象传函W 01(s) = 1 / (100s + 1),副被控对象传函W 02 (s) = 1 / (10s + 1),副环干扰通道传函W d (s) = 1/(s2 +20s + 1)。 (b)画出串级控制系统方框图及相同控制对象下的单回路控制系统的方框图。(c)用MatLab的Simulink画出上述两系统。

数模混合仿真详细文档.

用 SpectreVerilog 进行模数混仿,以 Sigma-Delta ADC为例 SpectreVerilog 模数混仿 , 模拟部分用 Spectre, 数字部分用 Verilog-XL. 所以还需要安装 Cadence LDV软件 , 其内含 Verilog-XL 仿真器 . 这里以自行设计的二阶全差分 Sigma-Delta ADC为例 , 详细介绍用SpectreVerilog 的仿真过程 . 所用工艺库为 TSMC 0.18u,电源电压:1.8V. 1. 准备 Sigma-Delta ADC分模拟和数字部分两块 , 其中模拟部分为调制器 , 数字部分为数字滤波器 . 如下图 . 其中 out 为调制器的输出 , 这里是 1位 0, 1数据流 . 数字滤波器为 Verilog RTL级代码 . Schematic : Symbol :

Verilog Code: module DigitalFilter (in2out, out, clk, clr, in; output in2out; output [`wordsize-1:0] out; input clk; input clr; input in; reg in2out; wire clk_half1, clk_half2; …… Endmodule 同时为了直观的观看输出结果,因此把输出的数字字转化为模拟量,这里用Verilog-A 做一个理想的 DA 转换器。 因此最好事先用 Spectre 仿真模拟部分 , 用 ModelSim 或 Verilog-XL 等仿真数字部分 . 这里假定我们已有 :

PSpice_AD基本仿真

PSpice A/D数模混合仿真 孙海峰OrCAD中的PSpice A/D可以对电路进行各种数模混合仿真,以验证电路的各个性能指标是否符合设计要求。PSpice A/D主要功能是将Capture CIS产生的电路或文本文件(*.cir)进行处理和仿真,同时附属波形观察程序Probe对仿真结果进行观察和分析。 PSpice A/D数模仿真技术主要包括以下几类仿真: 1、直流扫描分析(DC Sweep):电路的某一个参数在一定范围内变化时,电路直流输出特性的分析和计算。 2、交流扫描分析(AC Sweep):计算电路的交流小信号线性频率响应特性,包括幅频特性和相频特性,以及输入输出阻抗。 3、噪声分析(Noise):在设定频率上,计算电路指定输出端的等效输出噪声和指定输入端的等效输入噪声电平。 4、直流偏置点分析(Bias Point):当电路中电感短路,电容断路时,电路静态工作点的计算。进行交流小信号和瞬态分析之前,系统会自动计算直流偏置点,以确定瞬态分析的初始条件和交流小信号条件下的非线性器件的线性化模型参数。 5、时域/瞬态分析(Transient):在给定激励下,电路输出的瞬态时域响应的计算,其初始状态可由用户自定义,也可是直流偏置点。 6、蒙特卡洛分析(Monte-Carlo):根据实际情况确定元件参数分布规律,然后多次重复进行指定电路特性的分析,每次分析时的元件参数都采用随机抽样方式,完成多次分析后进行统计分析,就可以得到电路特性的分散变化规律。 7、最坏情况分析(Worst):电路中元件处于极限情况时,电路输入输出特性分析,是蒙特卡洛的极限情况。

8、参数扫描分析(Parametric Sweep )电路中指定元件参数暗规律变化时,电路特性的分析计算。 9、温度分析(Temperature ):在指定温度条件下,分析电路特性。 10灵敏度分析(Sensitivity ):计算电路中元件参数变化对电路性能的影响。 以上就是PSpice A/D 所能进行的电路数模混合仿真的内容,下面就介绍具体如何使用PSpice A/D 来对电路进行数模仿真。 运用PSpice 仿真的基本流程如下图: 一、绘制仿真原理图 调用软件自带的仿真模型库(Tools/Capture/Library/PSpice )中的元件,这里的元件模型都是具有电气特征的,可以直接进行PSpice A/D 仿真。原理图绘制方法和Capture 中一样,不再赘述,绘制以下RC 单通道放大器原理图如下: 绘制仿真原理图 仿真 观察分析仿真结果 调整电路 调整仿真参数 设置仿真参数

课程设计专家PID控制系统simulink仿真

内蒙古科技大学 课程设计 题目:专家PID控制系统仿真 学生姓名: 学号: 专业:自动化 班级: 指导教师:

专家PID控制系统仿真 摘要 简单介绍了常规PID控制的优缺点和专家控制的基本原理,介绍了专家PID控制的系统结构,针对传递函数数学模型设计控制器。基于MATLAB的simulink仿真软件进行应用实现,仿真和应用实现结果均表明,专家PID控制具有比常规PID更好的控制效果,且具有实现简单和专家规则容易获取的优点。 论文主要研究专家PID控制器的设计及应用,完成了以下工作: (1)介绍了专家PID控制和一般PID控制的原理。 (2)针对任务书给出的受控对象传递函数G(s)=523500/(s3+87.35s2+10470s) ,并且运用MATLAB实现了对两种PID控制器的设计及simulink仿真,且对两种PID控制器进行了比较。 (3)结果分析,总结。 仿真结果表明,专家PID控制采用多分段控制,其控制精度更好,且具有优越的抗扰性能。 关键词:专家PID,专家系统,MATLAB,simulink仿真

Expert PID control system simulation Abstract The advantages and disadvantages of conventional PID control and the basic principle of expert control are briefly introduced, and the structure of expert PID control system is introduced. Simulink simulation software based on MATLAB is implemented. The simulation and application results show that the expert PID control has better control effect than the conventional PID, and has the advantages of simple and easy to get. This paper mainly studies the design and application of the expert PID controller: (1) the principle of PID control and PID control is introduced in this paper. (2) the controlled object transfer function G (s) =523500/ (s3+87.35s2+10470s), and the use of MATLAB to achieve the design and Simulink simulation of two kinds of PID controller, and the comparison of two kinds of PID controller. (3) result analysis, summary. The simulation results show that the control accuracy of the expert PID control is better than that of the control. Key words:Expert PID , MA TLAB, expert system, Simulink, simulation

第五章 控制系统的Simulink仿真

第五章控制系统的Simulink仿真 5.1 Simulink仿真的参数设置 5.1.1 系统模型的实时操作与仿真参数设置 1.系统模型的实时操作 在Simulink环境下创建系统仿真模型后,在菜单操作方式下可对系统模型或框图进行如下的实时操作: (1)被仿真模块的参数允许有条件地实时修改。 (2)离散模块的采样时间允许实时修改。 (3)允许用浮空示波器(Floating Scope)实时观察任何一点或几点的动态波形。 (4)在进行一个系统仿真的过程中,允许同时打开另一个系统进行处理。 2.仿真参数的设置方法 系统仿真前要对仿真算法、输出模式等各种参数进行设置,这就是“Simulation”下的“Simulation Parameters”菜单命令要完成的任务。打开一个仿真参数对话框后可以设置仿真参数,该对话框包含以下5个可相互切换的标签页: (1)Solver解算器标签页:设置仿真的起始时间与终止时间、仿真的步长大小与求解问题的算法等。 (2)Workspace I/O工作空间标签页:管理对MATLAB工作空间的输入和输出操作。 (3)Diagnostics标签页:设置在仿真过程中出现各类错误时的操作处理。 (4)Advanced标签页:设置高级仿真属性,如模块的简化、在仿真过程中使用逻辑信号等。(5)Real-Time Workshop标签页:设置实时工具中的参数,如允许用户选择目标语言模板、系统目标文件等。 5.1.2 Solver解算器标签页的参数设置 执行“Simulation”下的“Simulation Parameters”命令后,会弹出仿真参数设置对话框标签之一“Solver”解算器标签页。 “Solver”标签页参数设定是进行仿真工作前准备的必须步骤,基本参数设定包括仿真的起始时间与终止时间、仿真的步长大小与求解问题的算法等。 当选择算法是可变步长类型“Variable-step”时,“Solver”标签页如图5-1所示;当选择固定步长类型的算法“Fixed-step”时,“Solver”标签页如图5-2所示。 图5-1 “Solver”可变步长仿真参数设置窗口

IC设计流程之实现篇——全定制设计

IC设计流程之实现篇——全定制设计 要谈IC设计的流程,首先得搞清楚IC和IC设计的分类。 集成电路芯片从用途上可以分为两大类:通用IC(如CPU、DRAM/SRAM、接口芯片等)和专用IC(ASIC)(Application Specific Integrated Circuit),ASIC是特定用途的IC。从结构上可以分为数字IC、模拟IC和数模混合IC三种,而SOC(System On Chip,从属于数模混合IC)则会成为IC设计的主流。从实现方法上IC设计又可以分为三种,全定制(full custom)、半定制(Semi-custom)和基于可编程器件的IC设计。全定制设计方法是指基于晶体管级,所有器件和互连版图都用手工生成的设计方法,这种方法比较适合大批量生产、要求集成度高、速度快、面积小、功耗低的通用IC或ASIC。基于门阵列(gate-array)和标准单元(standard-cell)的半定制设计由于其成本低、周期短、芯片利用率低而适合于小批量、速度快的芯片。最后一种IC设计方向,则是基于PLD或FPGA器件的IC设计模式,是一种“快速原型设计”,因其易用性和可编程性受到对IC制造工艺不甚熟悉的系统集成用户的欢迎,最大的特点就是只需懂得硬件描述语言就可以使用EDA工具写入芯片功能。 从采用的工艺可以分成双极型(bipolar),MOS和其他的特殊工艺。硅(Si)基半导体工艺中的双极型器件由于功耗大、集成度相对低,在近年随亚微米深亚微米工艺的的迅速发展,在速度上对MOS管已不具优势,因而很快被集成度高,功耗低、抗干扰能力强的MOS管所替代。MOSFET工艺又可分为NMOS、PMOS和CMOS三种;其中CMOS工艺发展已经十分成熟,占据IC市场的绝大部分份额。GaAs器件因为其在高频领域(可以在0.35um下很轻松作到10GHz)如微波IC中的广泛应用,其特殊的工艺也得到了深入研究。而应用于视频采集领域的CCD传感器虽然也使用IC一样的平面工艺,但其实现和标准半导体工艺有很大不同。 在IC开发中,常常会根据项目的要求(Specifications)、经费和EDA工具以及人力资源、并考虑代工厂的工艺实际,采用不同的实现方法。 其实IC设计这个领域博大精深,所涉及的知识工具领域很广,本系列博文围绕EDA工具展开,以实现方法的不同为主线,来介绍这三种不同的设计方法:全定制、半定制和基于FPGA 的IC设计,这三种方法在EDA工具和流程上都有各自鲜明的特色,通过介绍这三种IC设计方法可以让大家对IC设计有个清晰的思路,也顺便介绍了其中涉及到的大多数EDA工具,并且避免了读者陷入IC领域的某些细节中而不能一窥全貌之嫌。其实,无论是IC和ASIC,还是I/O芯片、CPU芯片在EDA工具上的区别都不明显,并且涉及某些应用领域的特定的知识,需要读者具备一定的背景知识,不适合用来作为介绍IC的设计流程的入门级题材。 全定制IC设计方法,是按照规定的功能与性能要求,先设计出满足功能的电路,然后对电路的布局与布线进行专门的优化设计,以达到芯片的最佳性能。全定制IC设计的主要EDA 工具有Cadence的Virtuoso、Synopsys的Custom Designer(CD)等,这两款工具实际上提供一个集成设计环境,在这个环境里用户可以方便地配置和利用各家EDA的工具来完成各个设计阶段的任务。首先来看一看它的设计基本流程(如下图)。

相关主题