《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 (11)
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：
（1）只有纯阻性支路的功率因素为1；
（2）纯感性或纯容性支路的功率因素为0，有功功率也为0；
（3）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)
M a g n i t u d e (d B )10
10
10
10
10
P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Frequency (rad/sec)
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：
（2）运用Multisim中逻辑函数分析仪得：
Y3=A1A0B1B0
Y2=A1(A0)’B1+A1B1(B0)’
Y1=A1(A0)’B0+(A1)’A0B1+A1(B1)’B0+A0(B0)’B1
Y0=A0B0
(3)在Simulink中搭建的图示如下：
当输入A=（10）=2，B=（01）=1时，输出Display为（0010）=2，其他验证也都正确，该电路实现了乘法器的功能。
四实验总结
从大二到现在陆陆续续的学了许多专业基础课和专业课，包括信号与系统、数电模电、自控、电路等等，这些以前我们学起来都感觉很分立的课在这次系统仿真中都得到了不同程度的模拟与实现，我才发现其实这些课好多处理方法都是类似的，处理问题的思想有共同的地方，还有要借助的工具许多都是通用的，想传递函数啊，自控有，信号与系统都有，很重要，只不过在不同的域上而已。
这次系统仿真实验让我收获很大，学了它相当于把之前许多重要的东西都梳理了一遍，虽然做的题目都很简单，但是我们获得的是处理的方法和思想，以后当再要深入学习研究的时候，我们知道流程是什么，知道自己去搭建系统去分析，这就是一笔宝贵的财富。
还有谢谢杨老师在实验课过程中循循善诱的授课和良心用苦的指导，帮助我解决了很多问题。