机电系统设计与仿真― Matlab 工程应用
课程编码：202721 课程英文译名：EngineeringApplicationofMatlab 课程类别：专业课
开课对象：机械自动化专业开课学期：第 6 学期
学分： 2.5 学分；总学时：40 学时；理论课学时：32 学时；实验学时：学时；上机学时：8 学时
先修课程：高等数学、工程数学、大学物理、 C 语言、控制工程基础等教材：《掌握和精通MATLAB 》，张志涌、刘瑞桢，机械工业出版社，1999 （暂定）参考书：【1 】MATLAB 基础及其应用，清源计算机工作室编著，机械工业出版社，2000 。
【2】MATLAB 语言与自动控制系统设计，魏克新、王云亮，机械工业出版社，
2001 。
一、课程的性质、目的和任务
MATLAB 语言是国际上公认的最优秀的科技应用软件之一，它以复数矩阵为基本计算单元，功能强大且界面友好，是应用学科计算机辅助分析、设计、仿真、教学乃至科技文字处理不可缺少的基础软件。学习该课程的目的是使学生掌握MATLAB 语言的基本编程技能，同时学会使用该软件对各种具体问题进行分析研究的基本方法，为从事科学研究奠定基础。
二、课程的基本要求
1 ．熟练掌握MATLAB 语言的数字计算功能、数据可视化功能和建模仿真功能。
2 ．理解和掌握MATLAB 语言在线性代数、矩阵分析、数字计算和优化、控制理论分析、
过程控制、建模和仿真等领域的理论研究和工程分析中的应用，掌握相应的MATLAB 语言工具箱。
3 ．具备一定的编程能力，能利用MATLAB 对实际问题进行分析的能力。
三、课程的基本内容及学时分配
第一章概论（ 1 学时）
1. MATLAB 简介；
2. Maple 的概述；
3. Mathmatica 概述；
4. MathCAD 概述。
第二章MATLAB 的基础准备及入门（1 学时）
1. 对外部系统的要求；
2. MATLAB 的安装；
3. MATLAB 的目录结构与环境变量；
4. MATLAB 入门；
5. MATLAB 的在线查询；
6. 用户目录的建立和搜索路径。
第三章MATLAB 的数值计算功能（10 学时）；
1. 数值矩阵的创建、保存和数据格式；
2. 矩阵运算和数组运算；
3. 矩阵除和数组除；
4. 矩阵乘方和数组乘方；
5. 数组函数和矩阵函数；
6. 关系运算、逻辑运算及其函数；
7. 矩阵分解函数；
8. 量和矩阵处理；
9. 多项式；
10. 数据分析；
11. 数字信号处理；
12. 稀疏矩阵；
13. 功能函数；
第四章计算结果的可视化（9 学时）
1. 曲线图形；
2. 曲面的表现；
3. 四维表现和切片图；
4. 图形的标注；
5. 图形的控制与表现；
6. 色彩的控制与表现；
7. 两个特殊图形操作指令；
8. 动态图形；
9. 图形的输出和打印；
11. 图形句柄的操作；
第五章MATLABNotebook（2 学时）
1. 中文Word 简介；
2. Notebook 的运行环境；
3. Notebook 的运作方法；
4. 路径管理器和内存浏览器；
5. Notebook 使用须知；
第六章SIMULINK 动态仿真集成环境（6 学时）
1. 模型的构造；
2. 数值分析；
3. 仿真系统的线性化模型；
4.S —函数及其应用
第七章MATLAB 的程序设计（3 学时）
1. M 文件的功能和特点；
2. M 文件的形式；
3. 程序结构；
4. 数据结构及全局变量；
5. 程序流的控制；
6. 字符与字符串；
7. 函数调用及变量传递；
8. 数据的输入与输出。
四、课内实验安排
五、习题及课外教学要求
上机完成大作业3-6 次，要求学生课前预习。
六、考核方式及成绩评定
1．考核方式：大作业报告。
2．成绩评定：根据大作业报告，结合上机考查和软件使用方法掌握情况评定考核成绩拟稿人:许杨剑审定人:梁利华
交通信控制仿真系统开 发 The manuscript was revised on the evening of 2021
摘要 随着我国经济的增长，人民的生活越来越好。汽车作为一种代步工具，得到了许多人的青睐，很多人都买了车，这直接导致了城市的交通压力剧增，城市道路经常会出现交通堵塞的情况。交通事故的频发时刻在提醒着我们需要一个更加智能的交通控制系统。随着计算机的普及，各行各业在日常的生产中依赖于计算机的情况越来越普遍。智能交通也有了一席之地，利用计算机技术来控制交通逐渐演变成了新型的交通控制方式。在一个交通控制方案正式投入使用之前，需要对其可行性进行精准的可行性分析。否则，如果这个方案有错误，将会直接带来巨大的经济损失，以及对人民的生命安全带来巨大的威胁。在这样的前提下，智能交通控制系统的仿真就应运而生了。智能交通仿真可以在无真人参与的情况下，实际模拟出交通运行的真实情况，极大的方便了交通控制方案的可行性的检验，并且可以节省许多成本。 【关键词】交通压力计算机交通控制仿真 Abstract With the development of China’s economy, people’s life becomes better and better. As a tool of transportation, vehicles are becoming more and more popular .Many people in our country have cars which directly cause the dramatic increase of the traffic pressure and many traffic jams in our city every day. Many traffic accidents remind us that we need a more intelligent traffic control system. With the popularity of computers, relying on using computers in our diverse daily productions will be more and more pervasive. Intelligent transportation also can play
二○一三～二○一四学年第二学期 信息科学与工程学院课程设计报告书 课程名称：通信原理 班级：电信（DB）1103 学号：201112135090 姓名：阮珊珊 指导教师：杨莘 二○一四年六月
摘要 数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。然而，实际中的大多数信道（如无线信道）因具有带通特性而不能直接传送系带信号，这是因为数字基带信号往往含有丰富的低频分量。为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。在接收端通过解调器把贷通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调。通常把调制和解调过程的数字传输系统叫做数字带通传输系统。 一般来说，数字调制与模拟调制的原理基本相同，但是数字信号有离散取值的特点。因此数字调制技术有两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法，对载波的振幅、频率和相位进行键控，即可获得ASK、FSK、PSk三种基本数字调制方式。 本次课程设计主要是运用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台设计一个2PSK数字信号调制解调系统。 设计采用的是键控法进行调制。 关键字：Matlab Simulink 2P
目录 一、课程设计目的 (4) 二、课程设计时间安排 (4) 三、课程设计及要求 (4) 1.基本工作原理 (4) 1）数字通信系统 (4) 2）调制方法：键控法 (5) 3）解调方法：相干解调法 (5) 2、设计系统 (5) 1）Simulink仿真框图 (5) 2）工作原理 (6) 3）设定参数 (7) 3 .MATLAB仿真 (12) 1）波形仿真图 (12) 4）分析基带信号和已调信号的功率谱密度 (15) 5）误码率分析 (16) 四、课程设计心得体会 (19) 五、参考文献 (20)
《机电一体化系统设计基础》形成性考核作业参考答案 形成性考核作业1参考答案 一、判断题（正确的打√，错误的打×） 1．× 2．√ 3．√ 4．× 5．× 6．× 7．× 8．× 9．× 10．√ 11．× 12．× 二、单选题 1．C 2．A 3．B 4．A ，A 5．D 6．B 7．A 8．D 三、简答题 1．完善的机电一体化系统主要包括哪几部分？ 答：机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件和信息处理及控制系统五部分相互协调，共同完成所规定的目的功能。通过接口及相应软件有机结合在一起，构成内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。 2．简述机电一体化系统中的接口的作用。 机电一体系统是机械、电子和信息等性能各异的技术融为一体的综合系统，其构成要素和子系统之间的接口极其重要。从系统外部看，输入/输出是系统与人、环境或其他系统之间的接口；从系统内部看，机电一体化系统是通过许多接口将各组成要素的输入/输出联系成一体的系统。 3．机械运动中的摩擦和阻尼会降低效率，但是设计中要适当选择其参数，而不是越小越好。为什么？ 阻尼比公式:02mK B = ξ,由公式可知阻比除了与机械系统的粘性阻尼系数B 有关外，还 与系统刚度K 0和质量m 有关。因此，在机械结构设计时，应当通过对刚度、质量和摩擦系数等参数的合理匹配，得到机械系统阻尼比ξ的适当取值，以保证系统的良好动态特性。 4．简述机械系统的刚度对系统动态特性的影响。 机械系统的刚度对系统的主要影响表现为以下几方面： （1）失动量 系统刚度越大，因静摩擦力的作用所产生的传动部件的弹性变形越小，系统的失动量也越小； （2）固有频率 机械系统刚度越大，固有频率越高，可远离控制系统或驱动系统的频带宽度，从而避免产生共振； （3）稳定性 刚度对开环伺服系统的稳定性没有影响，而对闭环伺服系统的稳定性有很大影响，提高刚度可增加闭环系统的稳定性。 四、计算题 1．解： 2 52t m 3.16610kg m 2G J π-??==?? ???
交通信控制仿真系统开 发 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
摘要 随着我国经济的增长，人民的生活越来越好。汽车作为一种代步工具，得到了许多人的青睐，很多人都买了车，这直接导致了城市的交通压力剧增，城市道路经常会出现交通堵塞的情况。交通事故的频发时刻在提醒着我们需要一个更加智能的交通控制系统。随着计算机的普及，各行各业在日常的生产中依赖于计算机的情况越来越普遍。智能交通也有了一席之地，利用计算机技术来控制交通逐渐演变成了新型的交通控制方式。在一个交通控制方案正式投入使用之前，需要对其可行性进行精准的可行性分析。否则，如果这个方案有错误，将会直接带来巨大的经济损失，以及对人民的生命安全带来巨大的威胁。在这样的前提下，智能交通控制系统的仿真就应运而生了。智能交通仿真可以在无真人参与的情况下，实际模拟出交通运行的真实情况，极大的方便了交通控制方案的可行性的检验，并且可以节省许多成本。 【关键词】交通压力计算机交通控制仿真 Abstract With the development of China’s economy, people’s life becomes better and better. As a tool of transportation, vehicles are becoming more and more popular .Many people in our country have cars which directly cause the dramatic increase of the traffic pressure and many traffic jams in our city every day. Many traffic accidents remind us that we need a more intelligent traffic control system. With the popularity of computers, relying on using computers in our diverse daily productions will be more and more pervasive. Intelligent transportation also can play
（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！） PROTEUS —单片机系统设计与仿真软件 一、Proteus 6.7 Professional 界面简介 安装完Proteus后，运行ISIS 6.7 Professional，会出现以下窗口界面: 为了方便介绍，分别对窗口内各部分进行中文说明（见上图）。下面简单 介绍各部分的功能： 1.原理图编辑窗口（The Editing Window ）:顾名思义，它是用来绘制原理图的。蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。注意，这个窗口是没有滚动条的，你可用预览窗口来改变原理图的可视范围。 2.预览窗口（The Overview Window ）:它可显示两个内容，一个是：当你 在元件列表中选择一个元件时，它会显示该元件的预览图；另一个是，当你的鼠标焦点落在原理图编辑窗口时（即放置元件到原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口
中点击鼠标后），它会显示整张原理图的缩略图，并会显示一个绿色的方框，绿色 的方框里面的内容就是当前原理图窗口中显示的内容，因此，你可用鼠标在它上面点击来改变绿色的方框的位置，从而改变原理图的可视范围。 3．模型选择工具栏( Mode Selector Toolbar )：主要模型( Main Modes )： 1*选择元件(components)(默认选择的) 2* 放置连接点 3* 放置标签(用总线时会用到) 4* 放置文本 5* 用于绘制总线 6* 用于放置子电路 7* 用于即时编辑元件参数 (先单击该图标再单击要修改的元件) 配件( Gadgets)： 1*终端接口( terminals):有VCC、地、输出、输入等接口 2* 器件引脚：用于绘制各种引脚 3* 仿真图表( gra ph ) ：用于各种分析，如Noise Analysis 4* 录音机 5* 信号发生器( generators) 6* 电压探针：使用仿真图表时要用到 7* 电流探针：使用仿真图表时要用到 8* 虚拟仪表：有示波器等 2D 图形( 2D Graphics)： 1* 画各种直线 2* 画各种方框 3* 画各种圆 4* 画各种圆弧 5* 画各种多边形 6* 画各种文本 7* 画符号 8* 画原点等 4．元件列表( The Object Selector )：用于挑选元件( components)、终端接口 ( terminals)、信号发生器 (generators)、仿真图表(graph)等。举例，当你选择"元件 (components)”，单击"P”按钮会打开挑选元件对话框，选择了一个元件后(单击了“ OK ”后)，该元件会在元件列表中显示，以后要用到该元件时，只需在元件列表中选择即可。 5．方向工具栏( Orientation Toolbar )：旋转：旋转角度只能是90 的整数倍。 翻转：完成水平翻转和垂直翻转。使用方法：先右键单击元件，再点击（左击）相应的旋
摘要 随着我国经济的增长，人民的生活越来越好。汽车作为一种代步工具，得到了许多人的青睐，很多人都买了车，这直接导致了城市的交通压力剧增，城市道路经常会出现交通堵塞的情况。交通事故的频发时刻在提醒着我们需要一个更加智能的交通控制系统。随着计算机的普及，各行各业在日常的生产中依赖于计算机的情况越来越普遍。智能交通也有了一席之地，利用计算机技术来控制交通逐渐演变成了新型的交通控制方式。在一个交通控制方案正式投入使用之前，需要对其可行性进行精准的可行性分析。否则，如果这个方案有错误，将会直接带来巨大的经济损失，以及对人民的生命安全带来巨大的威胁。在这样的前提下，智能交通控制系统的仿真就应运而生了。智能交通仿真可以在无真人参与的情况下，实际模拟出交通运行的真实情况，极大的方便了交通控制方案的可行性的检验，并且可以节省许多成本。 【关键词】交通压力计算机交通控制仿真
Abstract With the development of China’s economy, people’s life becomes better and better. As a tool of transportation, vehicles are becoming more and more popular .Many people in our country have cars which directly cause the dramatic increase of the traffic pressure and many traffic jams in our city every day. Many traffic accidents remind us that we need a more intelligent traffic control system. With the popularity of computers, relying on using computers in our diverse daily productions will be more and more pervasive. Intelligent transportation also can play a role in using the technology of computer to control the transportation which is becoming a new way to control the traffic. Before a new traffic solution is putting into reality using, we need to do lots of analysis about its feasibility whereas if this solution is not correct, it will bring us a huge economic lose and at the same time it is a big threat to people’s life.In this condition, the simulation system of traffic has being come up with. The simulation system of traffic can really simulate the traffic operation without the participation of human beings which is not only very convenient to test the feasibility of the controlling traffic solution but also can save lots of the cost . 【keywords】traffic pressure computer control simulation
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) PROTEUS —单片机系统设计与仿真软件 一、Proteus 6.7 Professional 界面简介 安装完Proteus 后，运行ISIS 6.7 Professional，会出现以下窗口界面： 为了方便介绍，分别对窗口内各部分进行中文说明（见上图）。下面简单 介绍各部分的功能： 1．原理图编辑窗口（The Editing Window）：顾名思义，它是用来绘制原理 图的。蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。注意，这个窗口是没有滚动条的，你可用预览窗口来改变原理图的可视范围。 2．预览窗口（The Overview Window）：它可显示两个内容，一个是：当你 在元件列表中选择一个元件时，它会显示该元件的预览图；另一个是，当你的鼠标焦点落在原理图编辑窗口时（即放置元件到原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口中点击鼠标后），它会显示整张原理图的缩略图，并会显示一个绿色的方框，绿色
的方框里面的内容就是当前原理图窗口中显示的内容，因此，你可用鼠标在它上面点击来改变绿色的方框的位置，从而改变原理图的可视范围。 3．模型选择工具栏（Mode Selector Toolbar）： 主要模型（Main Modes）： 1* 选择元件（components）（默认选择的） 2* 放置连接点 3* 放置标签（用总线时会用到） 4* 放置文本 5* 用于绘制总线 6* 用于放置子电路 7* 用于即时编辑元件参数（先单击该图标再单击要修改的元件） 配件（Gadgets）： 1* 终端接口（terminals）：有VCC、地、输出、输入等接口 2* 器件引脚：用于绘制各种引脚 3* 仿真图表（graph）：用于各种分析，如Noise Analysis 4* 录音机 5* 信号发生器（generators） 6* 电压探针：使用仿真图表时要用到 7* 电流探针：使用仿真图表时要用到 8* 虚拟仪表：有示波器等 2D图形（2D Graphics）： 1* 画各种直线 2* 画各种方框 3* 画各种圆 4* 画各种圆弧 5* 画各种多边形 6* 画各种文本 7* 画符号 8* 画原点等 4．元件列表（The Object Selector）： 用于挑选元件（components）、终端接口（terminals）、信号发生器（generators）、仿真图表（graph）等。举例，当你选择“元件（components）”，单击“P”按钮会打开挑选元件对话框，选择了一个元 件后（单击了“OK”后），该元件会在元件列表中显示，以后要用到该 元件时，只需在元件列表中选择即可。 5．方向工具栏（Orientation Toolbar）：
仿真测试系统 系统概述 FireBlade系统仿真测试平台基于用户实用角度，能够辅助进行系统方案验证、调试环境构建、子系统联调联试、设计验证及测试，推进了半实物仿真的理论应用，并提出了虚拟设备这一具有优秀实践性的设计思想，在航电领域获得了广泛关注和好评 由于仿真技术本身具备一定的验证功能，因此与现有的测试技术有相当的可交融性。在航电设备的研制和测试过程中，都必须有仿真技术的支持：利用仿真技术，可根据系统设计方案快速构建系统原型，进行设计方案的验证；利用仿真验证成果，可在系统开发阶段进行产品调试；通过仿真功能，还可对与系统开发进度不一致的子系统进行模拟测试等。 针对航电设备产品结构和研制周期的特殊性，需要建立可以兼顾系统方案验证、调试环境构建、子系统联调联试、设计验证及测试的系统仿真平台。即以半实物仿真为基础，综合系统验证、系统测试、设备调试和快速原型等多种功能的硬件平台和软件环境。 目前，众多研发单位都在思索着如何应对航电设备研制工作日益复杂的情况。如何采取高效的工程技术手段，来保证系统验证的正确性和有效性，是航电设备系统工程的重要研究内容之一，FireBlade 系统仿真测试平台正是在这种大环境下应运而生的。 在航电设备研制工程中的定位设备可被认为是航电设备研制工程中的终端输出，其质量的高低直接关系到整个航电设备系统工程目标能否实现。在传统的系统验证过程中，地面综合测试是主要的验证手段，然而，它首先要求必须完成所有分系统的研制总装，才能进行综合测试。如果能够结合面向设备的仿真手段，则可以解决因部分设备未赶上研发进度导致综合测试时间延长的问题。在以往的开发周期中，面向设备的仿真技术并没有真正得到重视： （1）仿真技术的应用主要集中在单个测试对象上，并且缺乏对对象共性的重用； （2）仿真技术缺乏对复杂环境与测试对象的模拟； （3）仿真技术的应用缺乏系统性，比如各个阶段中仿真应用成果没有实现共享，
控制系统数字仿真课程设计 1．课程设计应达到的目的 1、通过Matlab仿真熟悉课程设计的基本流程； 2、掌握控制系统的数学建模及传递函数的构造； 3、掌握控制系统性能的根轨迹分析； 4、学会分析系统的性能指标； 2．课程设计题目及要求 设计要求 1、进行系统总体设计，画出原理框图。（按给出的形式，自行构造数学模型，构造成1 个零点，三个极点的三阶系统，主导极点是一对共轭复根） G（s）=10(s+2)/(s+1)(s2+2s+6) 2、构造系统传递函数，利用MATLAB绘画系统的开环和闭环零极点图；(分别得 到闭环和开环的零极点图)参考课本P149页例题4-30 clear; num = [10,20]; den =[1 3 8 6]; pzmap(num,den) 3、利用MATLAB绘画根轨迹图，分析系统随着根轨迹增益变化的性能。并估算超 调量=16.3%时的K值（计算得到）。参考课本P149页例题4-31 clear num=[10,20]; den=[1 3 8 6]; sys=tf(num,den); rlocus(sys) hold on jjx(sys); s=jjx(sys); [k,Wcg]=imwk(sys)
set(findobj('marker','x'),'markersize',8,'linewidth',1.5,'Color','k'); set(findobj('marker','o'),'markersize',8,'linewidth',1.5,'Color','k'); function s=jjx(sys) sys=tf(sys); num=sys.num{1}; den=sys.den{1}; p=roots(den); z=roots(num); n=length(p); m=length(z); if n>m s=(sum(p)-sum(z))/(n-m) sd=[]; if nargout<1 for i=1:n-m sd=[sd,s] end sysa=zpk([],sd,1); hold on; [r,k]=rlocus(sysa); for i=1:n-m plot(real(r(i,:)),imag(r(i,:)),'k:'); end end else disp; s=[]; end function [k,wcg]=imwk(sys) sys=tf(sys) num=sys.num{1} den=sys.den{1}; asys=allmargin(sys); wcg=asys.GMFrequency; k=asys. GainMargin;
3. EXata 智能仿真系统介绍 3.1 EXata 仿真系统概述及特点 EXata 是一套用来仿真大型有线网络和无线网络的完整平台。通过它先进的模拟和仿真技术，可以预测复杂的网络行为和性能表现，从而提高网络在设计、运营和管理方面的效率。 EXata可帮助用户解决一下几个方面的问题： 1）开发新技术： - 设计和开发新的网络技术：利用EXata 协议栈的OSI 型架构，来设计新的通信协议。 - 设计和开发与真实网络规模相当的无线网络：EXata 可以在双核或四核的计算机系统中评估具有成百上千个设备的大型无线网络。- 进行‘what-if’假设分析：分析网络的性能并予以优化。用户可以先设计网络，然后执行批量测试来验证网络在不同参数下的性能（例如不同的路由协议、不同的时段、和不同的发送功率等。 2）将EXata 仿真网络与现有的真实网络、网络业务和网络设备相连接： - 查看真实的业务在EXata 仿真网络上的执行情况：EXata 仿真平台上可以运行真实的网络业务，例如VoIP, 互联网浏览器，和流媒体视频，和在真实网络中没有任何区别。 - 在网络真正部署之前，利用仿真网络先进行充分的模拟练习：EXata 的出现，使得对尚处于设计中的新一代战术通信网络和通信设备进行精良的训练成为了可能。
3）利用业内通用的工具来分析和管理EXata 仿真网络： - 窥探数据包：EXata 带有一个sniffer 接口，可以允许第三方工具，如Wireshark 和微软的Network Monitor 来窥探/捕获来自EXata 仿真网络任何一个设备的数据包，并对其进行分析。这可让用户调试和 排查网络问题。 - 管理仿真网络：EXata 带有一个SNMP 代理，可以允许用户使用标准的SNMP 管理工具来查看、监控和控制EXata 仿真网络，就像管理真实网络一样。 EXata 仿真系统的突出优势有： 1）速度——实时仿真 EXata 支持实时仿真,可将不同的软件、硬件、网络行为引入系 统作半实物仿真。而在开发者或网络设计者进行‘what-if’ 假设分析时，则可以采用比实时更快的速度来做一系列模拟测试， 在短时间内完成对各种模型、网络和流量参数的评测和分析。 2）伸缩性——可模拟复杂的大型网络 以业界最先进的硬件和并行计算技术为后盾，EXata 可模拟上千个 节点的复杂大型网络。EXata可以运行在集群式计算系统（cluster）、多内核计算系统、或多处理器计算系统上，对大型网络进行精确的 仿真模拟。 3）精确性——丰富的高精度协议模型 EXata 拥有丰富的、经过精心设计的、符合标准的协议模型库，包 括许多先进的无线网络环境所需用到的模型，使用户可以更加精确
课程设计任务书 课程名称：专业课程设计 题目：基于matlab的4FSK系统设计仿真学院：电子系系：信息工程学院 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师：职称： 学院审核（签名）： 审核日期：
一、设计基本原理与系统框图 以前学过2FSK信号的产生，知道它有两种方法：调频法和开关法，前者是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，使其能输出两个不同频率的码元；后者是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出。2FSK键控法调频原理图如下： 这里我们要研究的是4FSK信号，是采用第二种方法得到的，即用基带四进制信号去键控四个频率不同的载波，就可以得到四进制频移键控信号，其中4FSK是采用四个不同的频率分别表示四进制的的四个码元00、01、10、11，每个码元都含有2bit的信息，其波形如图1-1所示，这时仍和2FSK时的条件相同，即要求每个载频之间的距离足够大，使不同频率的码元频谱能够用滤波器分离开，或者说使不同频率的码元相互正交。4FSK调制原理如下： 传“0”信号(或00)时，发送频率为f1的载波；传“1”信号(或10)时，发送频率为f2的载波；传“2”信号(或11)时，发送频率为f3的载波；传“3”信号(或01)时，发送频率为f4的载波。
系统方框图如图1-2所示 二、 各单元电路图设计 本次系统设计大致可分为四大模块：㈠晶体振荡器与信源共用，位于信源单元；㈡多级分频电路；㈢4FSK 调制中的逻辑电路单元；㈣二进制基带信号的串/并转换模块。 ㈠ 、 信源单元电路 晶振 4FSK 调制 串/并转换 NRZ 图1-2系统方框图 ÷2 ÷2 ÷2 滤波器 滤波器 滤波器 4FSK 1f 2 f 4f 3 f 图1-1 4FSK 信号波形
滨州职业学院毕业论文设计 题目：数控机床工作台与控制系统设计学号： 姓名： 专业班级: 教学单位：电气工程学院 指导教师：
滨州职业学院毕业论文（设计）任务书 电气自动化技术专业级 1、毕业论文（设计）题目数控机床工作台与控制系统设计 2、学生完成全部任务期限：2016年 6月10日 3、任务要求： 1）进程要求 1）提出选题的初步设想。 2）搜集、整理与毕业设计或论文有关的、充分的、准确的信息资料，扩充查阅范围。 3）分析、筛选已有的信息资料，提出研究设想与计划。 4）向指导教师提出开题报告（见附页）。 5）构思论文框架，编写论文提纲，撰写论文初稿。 6）提请指导老师审阅，并根据老师的指导意见做进一步修订，装订成册。 （2）成果要求 1）毕业设计应提交设计图纸和相应的说明书。图纸须规范、完整、清晰、正确，格式符合国家标准的要求；说明书须规范、详实，应包括：任务书、开题报告、正文（摘要、正文内容，结语，参考文献）、附录等。书写认真、清楚，字数不少于8000字。主要包括：前言、摘要、正文内容 2）毕业论文应包括：任务书、开题报告、正文（前言、摘要、关键词，正文内容、结语、参考文献）、附录等；书写认真、清楚，字数以15000字左右为宜。 4、实验（调研）部分内容要求： （1）实验内容与论文题目一致，数据真实。 （2）调研内容详实，调研结论应具备普遍性。 5、文献查阅及翻译要求： （1）参考文献应与论文内容相一致。 （2）参考文献不少于8篇。 （3）参考文献的格式参考滨州职业学院毕业论文格式要求。
（4）翻译文献应与原文内容一致。 指导教师：（签名） 学生：（签名） 摘要 当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动
Design and Development of Simulation Directing & Control Software Based on Stand-Alone Front-End and Back-End Xuelong HOU1 , Dengan CHEN1, Wenyun WANG2 1the Fifth Department, Naval Aeronautic and Astronautical University, Yantai, China, 264001 2 Research Department, Naval Aeronautic and Astronautical University, Yantai, China, 264001 Email : Abstract: Simulation directing & control software (SDCS was important in warfare simulation system. First, in order to reduce degree of coupling in model, view and control of simulation system, a design method of simulation system based on stand-alone front-end (GUI and back-end(simulation engine was introduced; Second, according to the method based on stand-alone front-end and back-end, the external interface, internal hierarchical structure and main function of SDCS were described; Finally, two key technologies such as high level simulation framework based on memory reflection and operational plan interface description based on entity task modeling were solved. As a
虚拟仿真开发工具 介绍 编写日期2016.7.26
目录Virtools (33) clut3d (99) Quset3D (1313) eon studio (1515) VRP (1818) vr-platform (2424) Unity3D (2626)
Virtools 一、软件网址： 二、软件介绍 Virtools5.0，发布于2011年，后续版本为3D VIA。 2005年达索系统集团大约1200万欧元，收购法国virtools公司， 三、软件主要功能 一、软件特色 ? 全新概念的PCS（Product-Context-Scenario）制作流程，提供各阶层的参与者从初期产品设计、虚拟环境仿真到3D互动操作的完整体验。 ? 整合多种3D软件，延伸商品设计与3D/VR更丰富深度的结合，工业软件的共享格式3D XML（CATIA、DELMIA、ENOVIA、SMARTEAM、SolidWorks）与动画软件3ds Max、Maya、XSI、Lightwave、Collada。 ? 支持DirectX的HLSL与OpenGL 2.0的CgFX着色器语言，包含可用程序编写的顶点（Vertex）及像素(Pixel)着色功能。 ? 先进的播放环境3D Office/ XE/ 3DVIA Players，或整合至VR沉浸式虚拟展示系统，延伸出更多样化的3D/VR体验。 ? 直觉式的3D对象定位工具，可以让使用者很容易的在虚拟的环境里面去控制、调整对象。? 图形化的开发接口让开发人员只需拖曳所需要的行为模块即可建构出丰富的互动作品。? 超过700种的行为模块，搭配SDK或是其他用户所撰写的行为模块，让创意可以依照您
脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真 摘要: SystemView 仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。脉冲编码调制（PCM）是现代语音通信中数字化的重要编码方式。利用SystemV iew 实现脉冲编码调制(PCM)仿真，可以为硬件电路实现提供理论依据。通过仿真展示了PCM编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。 关键词: PCM 编译码 1、引言 随着电子技术和计算机技术的发展，仿真技术得到了广泛的应用。基于信号的用于通信系统的动态仿真软件SystemV iew具有强大的功能，可以满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用，并且提供了嵌入式的模块分析方法，形成多层系统，使系统设计更加简洁明了，便于完成复杂系统的设计。 SystemV iew具有良好的交互界面，通过分析窗口和示波器模拟等方法，提供了一个可视的仿真过程，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，尤其在信号分析、通信系统等领域。其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库和专业库。本文主要阐述了如何利用SystemV iew实现脉冲编码调制（PCM）。系统的实现通过模块分层实现，模块主要由PCM编码模块、PCM译码模块、及逻辑时钟控制信号构成。通过仿真设计电路，分析电路仿真结果，为最终硬件实现提供理论依据。 2、系统介绍 PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。PCM的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A律和μ律方式，我国采用了A律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用13 折线法编码,采用非均匀量化PCM编码示意图见图1。 图1 PCM原理框图 下面将介绍PCM编码中抽样、量化及编码的原理： (a) 抽样 所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。 (b) 量化
注射机仿真系统软件设计与开发论文 注射机仿真系统软件设计与开发论文 摘要：文章介绍了注塑机的发展历史，及将注塑系统与虚拟制造技术相结合，采用OpenGL建立图形控制平台，3D数字化技术、多传感交互技术以及高分辨显示的科学可视化技术。通过生成三维逼真的虚拟场景，使用户与场景进行实时交互，感知和操作虚拟的注射机。 一、注塑机综述 （一）注塑机的原理 现以XS—ZY—250A型注塑机液压系统为例介绍注塑机的原理。该注塑机采用了液压—机械式合模机构。合模液压缸通过对称五连杆机构推动模板进行开模和合模。连杆机构具有增力和自锁作用，依靠连杆弹性变形所产生的预紧力来保证所需的合模力。系统通过比例阀对多级压力（指开合模、注射座前移、注射、顶出、螺杆后退时的压力）和速度（指开合模、注射时的速度）的控制，油路简单，使用阀少、效率高，压力及速度变换时冲击小，噪声低，能实现远程控制和程控，也为实现计算机控制创造了条件。注射过程主要分为如下几个过程：合模–注射座前进–注射–保压–预塑–注射座后退–开模–顶出–螺杆后退。 （二）注塑机的发展 从注塑机出现起，大多数的中小型注塑机锁模力只达到1000～5000kN，注射量达到50～2000g。到七十年代末期，工程塑料取得了飞速的发展，特别是在宇航、汽车、机械、船舶以及大型家用电器方面的广泛应用，使大型注塑机的发展取得了巨大的进步，其中美国最为明显。在1980年全美国市场上大约有140多台10000kN以上锁模力的大型注塑机，到了1985年增加到500多台。目前，当今
世界最大的注塑机是由日本名机公司制造的，其锁模力达到12万kN，注射量达到92kg。但是当前国内外尚无注塑机仿真系统软件的 开发与设计，只是单纯的注塑机优化设计，在教学与培训中只能有 昂贵的注塑机实体来进行。在注塑机仿真系统软件开发与设计领域，现在处于一片空白，塑料注射成型过程仿真集成系统是注射成形 CAE软件用来模拟、分析、优化和验证塑料零件和模具设计。所以 此软件的开发与设计具有广阔的前景。 （三）注塑机现状 注塑机是将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。由于塑料制品广泛应用于各个邻域，使得注塑机和注塑模具的应用也越来越广泛。注塑加工过程是 一个周期性的生产过程，现代化的注塑机械大都采用计算机控制， 自动化程度高，机械设备费用昂贵，一套精密模具动辄耗费数十万元，而且实际生产中有高温、高压的工作环境，因而对生产线的操 作人员有严格要求。 不恰当的误操作，不仅会损坏机械设备和模具，为企业带来巨大的经济损失，同时也会危害到操作人员的身体健康，因而对注塑机 械的操作人员一定要进行严格的培训。传统的注塑机操作培训必须 在实际机床上进行，这既占有了设备加工时间，又具有风险。因此，要使学生了解注塑成型机的结构、操作流程和工艺过程，到实际的 注塑成型机上实习是不太现实的。 二、注塑机仿真软件的介绍 （一）基本思路及创新点 基本思路：该选题将注塑系统与虚拟制造技术相结合，采用OpenGL建立图形控制平台，采用3D数字化技术、多传感交互技术 以及高分辨显示的科学可视化技术。通过生成三维逼真的虚拟场景，使用户与场景进行实时交互，感知和操作虚拟注射机。 创新点：研制开发出能模拟真实操作环境的虚拟注塑成型系统。该系统将多媒体技术与程序控制技术相结合，运用三维软件建立注 塑机和注塑模具的三维模型，运用动画制作软件制作注塑成型过程
（一）填空题 ★机电一体化系统常用的能源有电源、气压源和液压源。 ★市场预测的方法主要有定期预测和定量预测。 ★机电设计的质量管理主要体现在质量目标管理、实行可行性设计和进行手机质量评审 ★控制及信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件接口组成。 ★在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守先小后大原则。 ★机电系统中，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性和快速响应性等方面的要求。 ★影响系统传动精度的误差可分为传动误差和回程误差两种 ★对于线性控制系统，若要求在达到高精度的同时减小定位时间，则必须提高系统的固有频率。提高固有频率和阻尼可以提高闭环系统的稳定性。 ★液压系统的伺服控制元件主要有电液伺服阀和电液比例阀 ★典型开关量I/O模板的I/O电气接口的主要功能有滤波、电平变换、光电隔离和功率驱动。 ★计算机的指令进行D/A转换后，需经过信号调理环节才能驱动执行机构。 ★传感器由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。 ★传感器的静态特性参数主要有灵敏度、线性度、迟滞和重复精度。 ★传感器输入特性的主要参数是输入阻抗或静态刚度。 ★执行机构，选择较大传动比可使系统的相对阻尼系数增大，有利系统稳定。 ★机电产品设计类型可分为开发性设计、适应性设计、变参数设计三类。 ★当负载折算到电机轴上的惯量等于转子质量时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。 ★步进电机的最大动态转矩小于最大静转矩，并随着脉冲频率的升高而降低。 （二）选择题 ★开放式体系结构中的VLSI是指（超大规模集成电路） ★以下移动电话不属于机电一体化产品。 ★数控机床需要进行抗干扰设计。 ★幅频特性和相频特性（或频率响应函数）是传感器动态特性指标 ★丝杠螺母机构在闭环外，所以它回程误差和传动误差都影响输出精度 ★闭环控制，齿轮减速器在前向通道，它回程误差不影响输出精度，但传动误差影响 ★步进电机转动后，其输出转矩所工作频率增高而下降 ★采用脉宽调制进行直流电动机调速驱动是，通过改变脉冲宽度来改变电枢贿赂的平均电压而实现机的平滑调速。 ★数控机床进给系统的伺服电机属于设备的驱动部分。 ★分离活塞式油缸属于系统中的驱动部分 ★在工业机器人的设计中传感器的选择及精度分析是理论分析阶段要进行 ★为提高机话接卸传动系统的固有频率，应增大系统刚度。 ★机械系统的刚度对系统的主要影响表现为固有频率、精度、稳定性。 ★多齿轮传动中，各级传动比相等的分配原则适用于按输出轴的转角误差最小原则设计的传动链 ★前大后小的分配原则适用于重量最轻原则（大功率装置） ★频矩特性表示步进电机最大动态转矩与脉冲频率的关系 ★永磁式直流伺服电机又称为力矩电机 ★STD总线的A/D 转换接口模板中，出A/D转换器及STD总线接口逻辑外，还应有多路开关与采样保持器 （三）简答题 ★机电相关技术有哪些机械技术、计算机与信息处理技术、系统技术、自动控制技术、传感器测试技术和伺服驱动技术。 ★试述机电一体化产品的定义和分类方法。答：机电一体化产品是新型机械与微电子器件，特别是与微处理器、微型计算机相接合而开发的新一代电子化机械产品。按用途可分为信息机电一体化产品、产业机电一体化产品和家庭用机电一体化产品。 1