14位Single―slope ADC行为级建模与仿真
摘要：单斜率型模/数转换器以其简单的结构、较高的分辨率和易于集成的优势，在红外焦平面读出电路设计中被广泛应用。基于Matlab软件环境下的Simulink工具，建立了一个14位Single?slope ADC的系统模型。其充分讨论Simulink工具下电路各单元模块的具体实现和信号间的时序关系，给出电路的行为级仿真结果，为Single?slope ADC的集成电路设计与实现提供参考。
关键词：单斜模/数转换器；行为级建模；红外焦平面；Simulink；集成电路设计；功能仿真
中?D分类号：TN492?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2018）16?0104?04
Abstract：As the single?slope ADC has the advantages of simple structure，high resolution，and easy integration，it has been widely used in the design of the infrared focal plane read?out circuit. Based on the Simulink tool in the Matlab software environment，a 14?bit single?slope ADC system model is built. The specific implementation utilizing the Simulink tool for each unit module of the circuit and the time sequence relationship among signals are fully discussed. The behavioral simulation results of the circuit are given，which
provides a reference for the design and implementation of the single?slope ADC integrated circuit.
Keywords：Single?slope ADC；behavioral modeling；infrared focal plane；Simulink；integrated circuit design；functional simulation 0 引言
红外焦平面成像系统在军事、医疗扫描、空间探测、环境监控以及民用消费电子方面有着广泛的应用[1]。红外探测器是红外焦平面成像系统的关键模块之一，其一般由探测器阵列和读出集成电路（Readout Integrated Circuit，ROIC）两部分组成。为了便于系统后续数字化处理，集成了模/数转换（Analog?to?Digital Converter，ADC）模块的ROIC电路，实现了数字化读出取代模拟读出链，成为人们研究的热点之一[2]。随着半导体工艺的提升和集成电路设计技术的进步，ADC一直朝着高精度、低功耗和高速的方向发展[3?5]。在全并行结构（FLASH）、分级型结构（Subranging）、流水线结构（Pipeline）和逐次逼近型结构（Successive Approximation Register，SAR）等多种不同结构和实现方式的ADC中，Single?slope ADC 以其较高的分辨率和结构简单的优势，非常适用于红外焦平面读出电路。
本文在深入掌握传统Single?slope ADC工作原理的基础上，结合红外焦平面阵列的读出电路特点，提出一种改进的Single?slope ADC架构。借助Matlab环境下的Simulink工具，
完成一个14位Single?slope ADC电路的行为级建模，并进行仿真分析，验证了改进架构的可行性。 1 电路工作原理一个典型的Single?slope ADC电路系统框图如图1a）所示，由图可见，该电路包含了一个斜坡发生器、一个时间间隔计数器、一个比较器、一个与门和一个产生输出码字的计数器[6]。转换周期开始时，模拟输入信号输入到比较器正相端，计数器被复位；时钟信号一方面作用于时间间隔计数器，触发斜坡发生器产生输出信号到比较器的反相端，另一方面作用于与门，控制信号输出；比较器的输出结果与时钟信号经与门后作为输出计数器的时钟信号，触发该计数器计数并输出当前模拟量的转换结果。该图中，当斜坡发生器的信号小于模拟输入信号时，比较器输出高电位，与时钟脉冲相与后触发计数器计数；随着斜坡信号的上升，当斜坡信号大于模拟输入信号时，比较器输出低电位，与门输出保持为低电位，计数器停止计数，输出当前的转换值。可见，Single?slope ADC是一种串行ADC，仅适用于红外焦平面系统的单通道ADC转换需求[7]。在红外焦平面阵列中，若仍采用这种传统Single?slope ADC架构，那么，随着通道数量的增加，读出电路的面积也增加，降低了系统的集成度。因此，本文提出一种如图1b）所示的改进型Single?slope ADC架构。在该架构中，输入通道增加了一个采样保持模块，但多个通道的模/数转换可以共用一个计数器，从而有效减小电路面积，降
低功耗，提高集成度。
由图1b）可见，本文设计的Single?slope ADC电路包括采样保持电路、斜坡发生器电路、比较器电路、锁存器电路和计数器电路。首先，输入的模拟信号经采样保持电路后送到比较器的同相端，斜坡发生器的输出信号被送到比较器的反相端。接着，比较器对输入的两路信号进行比较，当输入的模拟信号大于等于斜坡发生器的输出信号时，比较器输出高电平；当输入的模拟信号小于斜坡发生器的输出信号时，比较器输出低电平。然后，比较器的输出信号被作为锁存器的锁存控制信号，不断进行周期计数的计数器输出作为锁存器的锁存输入信号。当输入模拟信号小于斜坡发生器的输出信号，比较器输出低电平时，锁存器停止锁存，并输出此时的计数器状态，从而实现模拟电平到数字电平的转换。 2 改进架构的Single?slope ADC行为建模
根据图1b）所示的Single?slope ADC系统框图，在Matlab 软件环境下的Simulink工具中搭建一个14位Single?slope ADC系统模型的过程与分析如下。
2.1 采样保持模块
采样保持电路用以确保Single?slope ADC在转换期间保持输入信号不变，以供后续电路进行量化处理。结合计数器清零的要求，采样保持电路时钟CLK1与系统时钟CLK2的周期?P系如下：
2.2 斜坡发生器模块
斜坡发生器是Single?slope ADC的关键模块之一[8]，利用Simulink中Repeating Sequence模块可产生一个线性的斜坡信号。该斜坡信号的取值范围必须与输入的模拟信号幅值变化范围一致。本文取模拟输入的范围为：0～1 V，所以斜坡发生器的信号输出范围也为：0～1 V。此外，斜坡信号产生的时间周期和采样时间周期相同，即0.163 85 ms。因此，Matlab中Repeating Sequence模块参数设置如图2所示。
2.3 比较器模块
比较器用来比较采样保持后输出电压和斜坡发生器输
出电压：当采样保持电路的输出电压大于等于斜坡发生器的输出电压时，比较器的输出为高电位；当采样保持电路的输出电压小于斜坡发生器的输出电压时，比较器的输出为低电位[9]。
2.4 计数器模块
计数器不断地进行周期性计数的同时还为锁存器提供
触发锁存信号。在设计仿真中，为了保证被量化的模拟输入电平能够得到相对应的二进制码，产生斜坡信号的时间周期和计数器计数的时间周期相同[10]。按照量化单位与输入模拟量的关系：[?=12nVin]，当转换位数n为14，模拟输入电压Vin为0～1 V时，[?=1214 V]。于是得到量化模拟输入电平与二进制码的关系见表1。
利用Simulink中带有清零功能的D触发器，可实现n
位同步计数器。图3为使用14个D触发器的模214同步计数器行为级模型示意图，其中，CLK是计数器的时钟输入信号，CLR是清零信号，out0～out13为计数器的数字输出。
2.5 锁存器模块
锁存器电路是连接模拟输入转化为数字输出的桥梁。利用Simulink中带有触发功能的D锁存器，搭建了14位锁存器行为级模型，实现同步锁存的功能。图4给出14位锁存器的行为级建模示意图。其中：输入端C连接比较器的输出，进行高有效锁存；输入端D接计数器模块的输出端为out0～out13；Q0～Q13为锁存后的数字输出。比较器输出高电位时，锁存器对当前时刻的数值状态进行锁存并输出；当比较器翻转输出为低电位时，锁存器锁存的输出值始终保持在翻转时刻的数字状态，直到下个时刻当比较器输出为高电位时再进行高有效位的锁存。 3 Single?slope ADC的行为级功能仿真
利用Simulink工具，本文还搭建了一个14位D/A转换电路，用来检验在相同时刻下，数字输出再经过D/A转换电路后的输出波形与采样保持的输出波形是否一致。设输入信号的周期为6.554 ms，采样保持电路的周期为0.163 85 ms，仿真时间为10 ms。模拟输入信号经采样保持后的输出波形与数字输出经过D/A转换电路的输出波形如图5所示，可以
看出，相同时刻下，数字输出再经过D/A转换后的波形和采样保持后输出的波形一致。比较器的输出如图6所示，可以看出采样保持的电位越高，比较器高电位保持的时间越长，反之越短。当输入为0.5 V时，经D/A转换电路得到的输出波形如图7所示，此时的模拟值为0.5 V，对应的数字量为8 192，锁存器的输出值为：10000000000000。与表1中给出的量化模拟输入电平与二进制码所对应关系10000000000000一致。4 结语
针对传统Single?slope ADC架构在红外焦平面阵列的读出集成电路应用中的不足，提出一种改进的Single?slope ADC架构。利用Matlab环境下的Simulink工具，建立了改进型Single?slope ADC的行为级仿真模型，并进行了仿真验证分析。仿真结果表明，本文提出的改进方案切实可行，为集成电路的晶体管级设计提供了有效参考。参考文献
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带你认识行为建模 一、行为建模的基本概念 随着计算机技术和网络技术的发展，分布式仿真技术在军事、民用等领域得到了广泛的应用。我们知道仿真是建立在建模的基础之上的，只有设计出反映研究对象的真实有效的模型，仿真结果才是可信的。 一般而言，可以将仿真中的计算机建模分为以下两种主要类型：一是数学模型（或物理模型）；二是行为模型。前者主要反映研究对象的物理本质及其内在的工作机理，如系统的动力学模型、传感器模型、武器系统的火控模型和毁伤评估模型等，这一类模型的实现方法比较成熟，主要有连续系统的微分方程组或差分方程组建模、离散事件系统建模等，对于此类模型，相关的参考文献很多，这里不做过多的介绍。下面，我们将重点讨论行为建模问题。 目前，计算机生成兵力（Computer GeneratedForces）建模已成为分布式仿真领域的一个重要研究方向，在民用领域又称为计算机生成人员（CGA）建模，其建模思想和实现方法、技术是一致的，只是应用方向不同。 那么，什么是CGF呢？它是指用计算机模型来实现参与仿真的作战人员或武器系统等仿真对象，其目的在于减少真实作战人员和武器装备的参与，降低系统的代价。虽然它也包含上面介绍的数学模型的实现，但主要的研究工作都集中在行为建模方面。 所谓行为建模，按照美国国防部的定义，它是指“对在军事仿真中需要表示的人的行为或表现进行建模”。由于仿真的规模越来越大，仿真对象的模型越来越复杂，原有的建模方法已无法满足当前的需求，尤其是在军用仿真领域，随着C~3I 系统的应用，仿真中行为建模的重要性日益突出。 二、行为建模的发展情况 行为建模是人工智能技术在仿真领域的应用，由于军事、航空航天等领域的需求牵引，20世纪80年代以来，陆续出现了一些应用较为成功的典型建模环境和系统，如： 1．由密歇根大学开发成功的基于符号表示和规则推理的Agent建模环境Soar，利用这一环境，可以建立行为模型的规则库和推理引擎，从而有效地实现行为建模。 2．由美国陆军STRICOM资助，分别由LoralSystem公司和Saic公司研制的半自主兵力生成系统ModSAF和CCTT SAF，在美国军方的许多仿真系统都得到了成功的应用，前者的行为模型采用有限状态机实现，后者由基于规则的知识来表示。目前，美国军方正以这两个系统为基础，开发一个更为通用的SAF系统OneSAF。
基于PSCAD4.2电力系统距离保护的仿真分析 摘要:简要地介绍了PSCAD4.2软件及其工具箱，分析了输电线路距离保护的基本原理，并利用软件提供的工具箱搭建了距离保护仿真模型，设置了输电线路可能发生的接 地故障和相间故障，最终得出了不同故障类型下输电线路的电压、电流以及其他量 的变化规律的波形，从而实现了三段式距离保护的作用。仿真波形结果表明：利用 该软件建立的模型是能够准确反应距离保护的作用机理，即距离保护装置能够快速 响应故障信号并动作于断路器，实现输电线路的保护。 关键词: PSCAD4.2；距离保护；接地故障；仿真 Analysis of power system distance protection simulation based on PSCAD4.2 Abstract: Briefly introducing PSCAD4.2 software and its toolbox ,then analyzing the basic principle of the transmission line distance protection , and use the toolbox that the software provides to build a protection simulation model and set a ground fault and phase transmission line failures the system may occur, at last obtain the voltage, current and waveform variation of other different types of transmission line failures , enabling three- distances protection. Simulation waveform results showed that: using the model of the software is accurately able to establish the reaction mechanism of the distance protection , distance protection device can quickly respond to the circuit breaker failure signal and act on it to achieve protection of transmission lines . Key words: PSCAD4.2；Distance Protection；Ground Fault；Simulation 0 引言 电力系统保护中，输电线路的保护主要是距离保护，其不受运行方式的影响，继电保护性能得到提高，因而获得广泛的应用[1]。文献[2]过对继电器模块的搭建来得到对电力系统的继电保护，但如果保护原理发生变化则相应的继电器模块也会发生变化，保护模块的移植性不强。目前，虽然电力系统的保护已经进入微机自动化时[3]，但距离保护体系并不十分完善， 其中接地电阻对距离保护的影响表现突出，文献[4-6] 详述了采用自适应的方法来消除接地电阻对距离保护的影响。 PSCAD4.2是一种电力系统电磁暂态仿真软件，尤其在控制系统、无功补偿系统、高压直流输电以及继电保护系统等领域较为活跃，该软件主要对电力系统时域和频率等变量进行 仿真分析，其结果一般以简单易懂的图形界面输出，使得仿真过程清晰、准确而灵活[7-8]。 1 电力系统距离保护的原理 在电力系统继电保护中，距离保护扮演着重要的角色。它满足电力系统的选择性、灵敏性、可靠性以及能够快速切除故障，从而快速恢复电网的正常稳定运行。距离保护是反应于保护安装地点到故障发生处之间的距离(阻抗)，以此来根据阻抗的大小而整定动作时间的一 种保护装置[9]。为了满足选择性、速动性和灵敏性的要求，现在广泛采用的是三段式距离保护，其网络接线如图1。
物流系统仿真 期末作业 题目：Manufacturing System Planning and Scheduling 班级：物流工程131 学号：1311393003 1311393008 姓名：黎宇帆张力夫 日期：2015-09-19 成绩：
制造系统规划与调度 翻译 2.1引言 现代生产调度工具是非常强大的，提供了广阔的范围内调整工具的行为的真实过程要求的选项和参数。 然而，更多的选项的存在，它就在实践中找到的工具的最佳配置更加困难。 即专家们经常无法预测的多种可能性的影响。 测试甚至一小部分在现实中可能的配置，对实际生产过程的影响可能需要几个月的时间，可能会严重降低整体性能。 因此，这样的试验在实践中是不可行的。 优化的生产调度仿真模型比使用真正的过程更安全，更便宜,更快，更容易测试。为了在一个中等规模的制造公司充分使用先进的调度工具的优势，找到它的一个最佳的规则和参数的优化配置。 模块化仿真模型的整个业务的制造系统和生产过程中阳极氧化阶段是建立以测试不同的调度配置的影响。调度工具的配置测试和优化进行了离线使用的仿真模型。实际生产过程不受干扰，可以非常快速、低成本的找到最优配置。 2.2问题描述 位于英国的一个中型制造商，生产一系列的不同的小压铝零件和一系列大批量的其他面向消费者的产品。典型的应用包括香水的喷雾组件和哮喘患者的分配器。这是一个高度竞争的行业，成功取决于是否能实现高效率和低成本制造。所以生产调度是非常重要的。 在过去，该公司安装的软件工具可以支持生产过程中的各个区域调度。全面提高公司绩效，增加产量和减少产品的交货时间，他们计划建立自动电抗器的供应链规划服务器–总调度系统协调当地所有的业务和生产区。为了提供最好的解决方案，调度工具供应商，预优国际（https://www.doczj.com/doc/a77632963.html,）决定使用模拟求解调度工具的优化配置。 问题是建立一个仿真工具，它将接受的到来客户订单和生产订单排序以满足这些需求。一个重要的地方是模型的生产过程本身，以确保它的主要阶段的最佳时刻加载。阳极氧化阶段是整个生产过程中特别重要的，因此，它必须是非常详细的模拟，以测试到整体订单的交货时间可以通过阳极氧化过程阶段优化减少到什么程度。 在这种情况下的研究主要目标是以下几个： （1）为了确定公司模型间的相关业务和生产过程和确定订单和交货时间， （2）在规划部门分析和优化业务流程，为了处理传入的需求和规划生产订单。 （3）测试的整体生产时间，提高灵敏度，特别是确定是否引入特定排序规则的生产订单将减少在阳极氧化处理阶段总的处理时间。
基于Matlab/Simulink的汽车建模与仿真 摘要 本文所研究的是基于Matlab/Simulink的汽车防抱死刹车系统（ABS）的仿真方法，本方法是利用了Simulink所提供的模块建立了整车的动力学模型，轮胎模型，制动系统的模型和滑移率的计算模型，采用的控制方法是PID控制器，对建立的ABS的数学模型进行了仿真研究，得到了仿真的曲线，将仿真曲线与与没有安装ABS系统的制动效果进行对比。根据建立的数学模型分析，得到ABS系统可靠，能达到预期的效果。 关键词 ABS 仿真建模防抱死系统PID
Modeling and Simulation of ABS System of Automobiles Based on Matlab/Simulink Abstract A method for building a Simulator of ABS base on Matlab/Simulink is presented in this paper.The single wheel vehicle model was adopted as a research object in the paper. Mathematical models for an entire car, a bilinear tire model, a hydraulic brake model and a slip ratio calculation model were established in the Matlab/Simulink environment. The PID controller was designed. The established ABS mathematical model was simulated and researched and the simulation curves were obtained. The simulation results were compared with the results without ABS. The results show that established models were reliable and could achieve desirable brake control effects. Key words ABS; control; modeling; simulation；Anti-lock Braking System; PID
昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （2012 —2013 学年第 2 学期） 课程名称：软件工程开课实验室：信自楼444 2013 年4月19日 一、实验目的： 1) 掌握系统的功能描述、性能描述方法； 2) 掌握UML的动态建模的方法。 3) 实践用UML建立动态模型 4) 熟悉使用PowerDesigner软件,绘制状态图、顺序图、活动图、通讯图等 二、实验内容： 动态模型用来描述系统的动态行为和控制结构。动态行为包括系统中对象生存期内可能的状态以及事件发生时状态的迁移，还包括状态之间的动态合作关系。动态模型包括交互模型和状态模型。交互模型描述系统中对象间的交互行为，每个交互都有发送者和接收者，它们可以是一个系统、用来、对象或操作。在UML中，采用顺序图、合作图来建立交互模型。交互模型可以用来描述一个用例所涉及的若干对象的行为（功能）。它们有共同的模型元素，对象、消息、链接等。顺序图描述对象之间的信息交换时的时间顺序，而合作图则描述系统
对象之间如何协作共同完成系统功能要求要求。它们相互补充，并可以相互转化。 顺序图用来描述对象间的交换行为。它注重消息的时间顺序，即对象间消息的发送和接受的顺序。顺序图有两种描述形式，一般形式和实例形式。一般形式描述一个场景中所有可能的选择，因此它可以包含条件、约束、分支和循环等操作。 ·实例形式描述一个特定的场景，说明一次可能的交互，因此它没有任何条件、分叉和循环。它适合于描述实时系统中的时间特性和时间约束。 三、所用仪器 微型计算机一台SybasePowerDesigner15.1软件 四、实验过程及截图： 1、状态图的绘制 192 电梯升降的状态图 Moving up do/ Moving to floor Moving down do/ Moving to floor Idle entry/ timer=0 timer=0
UML 2.0中图的分类 Pro?le Diagram U ML 2.5
交互行为建模—顺序图 Modelling I nterac9ons
顺序图举例（Sequence D iagram ） 马小跳: 学生 选课登记表 选课管理员 线性代数 1: 填写个人信息 2: 提交 3: 将马小跳加入线代选课名单 4: 添加马小跳 5: 还有位置吗? 6: 如果有，添加马小跳 ??顺序图用来刻画系统实现某个功能的必要步骤 A 段 线性代数
顺序图建模元素——对象(Object)及其生命线(Lifeline) n??对象以某种角色参与交互 可以是人，物，其他系统或者子系统 n??生命线：表示对象存在的时间 n??控制焦点/激活期(Focus of Control/Activation)：表示对象进行操作的时间片段
顺序图建模元素——消息(Message) n??消息(Message)用于描述对象间的交互操作和值传递过程 n??消息类型: n??Synchronous 同步消息（调用消息） n??Asynchronous 异步消息 n??Return 返回消息 n??Self-message 自关联消息 n??Time-out 超时等待 n??U ncommitted／Balking 阻塞
消息的表示形式 例：一些消息的例子 2: display (x, y) 简单消息 1.3.1: p:= find(specs) 嵌套消息，消息带返回值 条件消息 4 [x < 0] : invert (x, color) 3.1*: update ( ) 循环消息 A3,B4/ C2: copy(a,b) 线程间同步
一曲柄滑块机构运动学仿真 1、设计任务描述 通过分析求解曲柄滑块机构动力学方程，编写matlab程序并建立Simulink 模型，由已知的连杆长度和曲柄输入角速度或角加速度求解滑块位移与时间的关系，滑块速度和时间的关系，连杆转角和时间的关系以及滑块位移和滑块速度与加速度之间的关系，从而实现运动学仿真目的。 2、系统结构简图与矢量模型 下图所示是只有一个自由度的曲柄滑块机构，连杆与长度已知。 图2-1 曲柄滑块机构简图 设每一连杆（包括固定杆件）均由一位移矢量表示，下图给出了该机构各个杆件之间的矢量关系 图2-2 曲柄滑块机构的矢量环
3．匀角速度输入时系统仿真 3.1 系统动力学方程 系统为匀角速度输入的时候，其输入为输出为；。 (1) 曲柄滑块机构闭环位移矢量方程为: (2)曲柄滑块机构的位置方程 (3)曲柄滑块机构的运动学方程 通过对位置方程进行求导，可得 由于系统的输出是与，为了便于建立A*x=B形式的矩阵，使x=[], 将运动学方程两边进行整理，得到 将上述方程的v1与w3提取出来，即可建立运动学方程的矩阵形式 3.2 M函数编写与Simulink仿真模型建立 3.2.1 滑块速度与时间的变化情况以及滑块位移与时间的变化情况 仿真的基本思路：已知输入w2与，由运动学方程求出w3和v1，再通过积分，即可求出与r1。 （1）编写Matlab函数求解运动学方程 将该机构的运动学方程的矩阵形式用M函数compv（u）来表示。 设r2=15mm，r3=55mm，r1（0）=70mm，。 其中各个零时刻的初始值可以在Simulink模型的积分器初始值里设置
M函数如下： function[x]=compv(u) %u(1)=w2 %u(2)=sita2 %u(3)=sita3 r2=15; r3=55; a=[r3*sin(u(3)) 1;-r3*cos(u(3)) 0]; b=[-r2*u(1)*sin(u(2));r2*u(1)*cos(u(2))]; x=inv(a)*b; （2）建立Simulink模型 M函数创建完毕后，根据之前的运动学方程建立Simulink模型，如下图： 图3-1 Simulink模型 同时不要忘记设置r1初始值70，如下图： 图3-2 r1初始值设置
国家交通法规中，关于掉头的规定主要只有区区118字： 1. 机动车在有禁止掉头或者禁止左转弯标志、标线的地点以及在铁路道口、人行横道、桥梁、急弯、陡坡、隧道或者容易发生危险的路段，不得掉头。 2. 机动车在没有禁止掉头或者没有禁止左转弯标志、标线的地点可以掉头，但不得妨碍正常行驶的其他车辆和行人的通行。 出自“道交法实施条例”第49条
基本原则是这样，但具体道路情况千变万化，还是经常让人摸不着头脑。比如，允许掉头的路口，到底是在红灯还是绿灯时掉头？费话不多说，咱们一起上路，看看所有可能遇到的18种情况： 1）没有红绿灯、标志、标线，一般可随意掉头。 但根据规定，以下情况是例外，严禁掉头： @铁路道口 @人行横道 @桥梁、隧道 @急弯、陡坡 @高速公路（违者扣12分） @城市快速路 @其它危险路段 2）没有红绿灯和标志，只有标线，按标线虚实掉头。
虚线允许掉头，只要是实线（单黄线、双黄线）就禁止掉头！3）双黄线或隔离护栏中间有缺口，仅有人行横道，禁止掉头。 当然，随着交通设施逐步完善，上述情况越来越少，一般人行横道中间会设置铁桩子，防止机动车违规掉头。像这样： 但是不管有没有桩子，都要遵循一个基本原则：人行横道本
身就是禁止性标志，压着人行横道掉头在任何时候都绝对禁止。 4）马路中央的缺口我方一侧是虚线，允许掉头。 即便没有标志也可以掉头，当然要礼让一切行人和其它车辆哦。当然这里指的不是十字路口哦，是指路段中间。 5）网状线的中间是虚线，允许掉头。网状线只禁止停车。
6）路口设有专门掉头信号灯、掉头车道，在规定车道上绿灯时掉头。 那么如果没有掉头信号灯呢？请往下看！ 7）路口有“禁止左转”标志，视同禁止掉头。 这一点很多司机可能忽视，交通法规有明确规定。理解起来
第三章距离保护仿真构建 3.1一次系统模型 本次距离保护模型采用双电源供电的长距离输电线路配备主保护是距离保护，双侧电源均采用 R-L-C中性点接地的230kV，50Hz的电源，其部电阻9.186Ω，电抗是138mH。通过万用表确定电压电流信号，加断路器B1配置距离保护通过长距离输电线路与另一侧相接，在线路中加上故障。 系统模型 加上三相故障数字控制器不同的数字对应不同的故障。0表示没故障，1表示A相接地故障，2表示B相接地故障,3表示C相接地故障，4表示AB两相接地故障，5表示AC两相接地故障，6表示BC两相接地故障,7表示ABC三相接地故障，8表示AB两相相间短路故障，9表示AC两相相间短路故障,10表示BC两相相间短路故障,11表示ABC三相相间短路故障。对应的数字转换开关有1-6个数，每个数对应一个故障状态数字 3.1.1电源模型 这个组件模型一个三相交流电压源,源阻抗可以指定为理想(即无限总线)。这个源可能是控 制通过固定、部参数或变量的外部信号。本次模型定义为采用R-L-C中性点接地的230kV，50Hz的首段电源，其部电阻9.186Ω，电抗是138mH。双击电源模型选项一：配置选项，可以确定电源名称source1，电源阻抗类型R-L-C，中性点是否接地YES，模型显示单线路。
选项二：信号参数，可以确定是否有外控电压NO，外控频率NO，电压230kV，电压启动时间0.05s，频率50Hz，相移0。 选项三：终端条件可以不用设置。选项四：电阻设定无。选项五：阻抗R/R-L设定无。选项六： 阻抗R-L-C设定9.186ohm，138mH，0uF。
《生产系统建模与仿真》教学大纲 （理论课程） 开课系（部）：工程学院课程编号：010396 课程类型：专业课总学时：48 学分：3 适用专业：工业工程开课学期：2014-2015学年第一学期 先修课程：概率论与数理统计、C语言程序设计、系统工程导论 一、课程简述 《生产系统建模与仿真》是面向工程实际的应用型课程，是工业工程系的主导课程之一。学生通过本课程的学习能够初步运用仿真技术来发现生产系统中的关键问题，并通过改进措施的实现，提高生产能力和生产效率。 本课程具有较强的理论性，同时具有较强的实践性和应用性，能够有效增强学生的系统仿真理论基础，提高学生对系统仿真、分析工作的适应性，培养其开发创新能力。 本课程的教学目标是培养学生的设计能力、创新能力和工程意识。课程以制造型生产企业为核心，通过理论教学和实践环节相结合，阐述了离散事件系统建模与仿真技术在生产企业分析中的基本原理和方法。其容涉及计算机仿真技术在生产系统分析中的作用和原理、仿真软件的介绍，重点介绍排队系统、库存系统、加工系统以及输入、输出数据分析。本课程的目的是要求学生通过学习、课堂教育和上机训练，能了解如何运用计算机仿真技术模拟生产系统的布置和调度管理；并熟悉和掌握计算机仿真软件的基本操作和能够实现的功能；使学生了解计算机仿真的基本步骤。 二、课程要求 （一）教学方法 1、启发式课堂讨论 针对关键知识点、典型题和难题，通过教师提问，鼓励学生回答问题或请到讲台前做题，并请其他学生评判或提出不同的答案或不同的解决方法。目的是加强学生自主学习的能力和判断能力，培养主动思考的习惯，启发学生的探索精神。 2、重视在教学中加强知识演进的逻辑规律的讲解 提高学生的逻辑思维能力，培养学生分析问题、解决问题的能力。 3、加强计算机辅助设计、分析 将Flexsim仿真软件引入教学中。应用计算机辅助设计、分析，能方便的改变系统
基于MATLAB的距离保护仿真 摘要：本文阐述了如何利用Matlab中的Simulink及SPS工具箱建立线路的距离保护仿真模型，并用S函数编制相间距离保护和接地距离保护算法程序，构建相应的保护模块，实现了三段式距离保护。仿真结果表明，所建立的三段式距离保护模型能够正确反应在保护区内的不同类型的短路故障并发出动作信号使断路器跳闸实现输电线路的保护功能。 关键词：Matlab；S函数；仿真；距离保护 Distance protection simulation based on Matlab ABSTRACT:This paper established a distance protection simulation model of transmission line by using Simulink and SimPowerSystem toolbox in Matlab. We programed the distance protection of phase faults and earth faults by using S-Fuction and created relevant protection models to build distance protection. The simulation results show that the three-stage distance protection model we created can response to all kinds of faults within protection zones correctly and send correct signal to the breaker of the line. KEY WORDS：Matlab; S-Function; Simulink; distance protection 0 引言 Matlab软件中的SimPowerSystem工具箱是基于Simulink发展起来的电力系统仿真工具箱，里面有许多可用于电力系统仿真的元件模块库，这些模块以图形的形式表示电力系统设备的数学模型。用户可以通过搭积木的方式建立所需仿真模型，可以设计并封装自己所需的模块，也可以用S函数将程序与Simulink解法器进行交互实现用程序控制电力系统模型的功能，最后还可以将仿真结果导入Matlab工作空间以分析仿真结果。其灵活性、方便性及实时准确性为电力系统的仿真验证提供了平台，极大地方便了电力系统的分析设计。 本文通过Simulink及SPS建立了输电线路的三段式距离保护仿真模型，用S函数编写相间距离保护和接地距离保护程序，设置了三段式距离保护作为本线路全长的主保护以及下级线路的后备保护。仿真模型能够直观动态地观察故障后保护模块内部的动作情况，从而实现对继电保护动作效果的检验。这种方法容易推广到其它保护中，尤其是实现新保护原理的仿真，具有一定的推广价值。 1 仿真模型的建立 考虑具有两级线路的单端电源110kV单回线输电线路系统，如图1所示。距离保护安装在线路AB的断路器处，作为本线路AB的主保护以及下级线路BC的后备保护。 . 负荷 2 1 图1 单端电源电力系统 系统的各个元件参数为：电压源的线电压10.5kV，内阻Zg=0.001+j0.0157Ω；变压器容量31.5MV A，Yg-d11接线，折算到高压侧的阻抗Z T=1.86+j18.6Ω；两级线路长度均为100km，线路的正序阻抗z1=(0.05+j0.3)Ω/km，零序阻抗z0=(0.04+j1.2) Ω/km ；负荷容量S LD=1.2+j0.9MV A。 在Matlab/Simulink中建立仿真模型，如图2所示。保护模块已经封装成子系统，其输入数据为断路器处的电压电流测量值，其输出信号送至断路器的控制端，以控制断路器的开合状态（信号0表示跳闸，信号1表示合闸，断路器初始状态为合闸）。用故障模块设置短路类型以及故障发生的时间（t=0.03s）。通过改变故障点两侧线路的长度来改变故障点的位置，但两侧线路的长度之和始终保持200km不变。仿真起止时间为0~0.2s，采用变步长、ode23t算法进行仿真。所有模块的频率均为50Hz。 图2 距离保护仿真模型 2 保护模块的构建 2.1 距离保护原理
车辆的ABS 建模与仿真分析 摘 要：用Matlab simulink 建立了ABS 模型；控制器采用了PID 控制器；通过对比，选择了一组控制效果较好的PID 参数；对比了包含ABS 系统时和不包含ABS 系统时汽车的制动情况，说明了ABS 系统对制动起到了良好辅助作用。 关键字：ABS ；Matlab Simulink ；PID 控制；仿真 ABS Modeling and Simulation Analysis of Vehicles Wujun (ShiJiaZhuang TieDao University,Hebei Province,050043,China) Abstract:The ABS model was established with Matlab simulink. The PID controller is selected in the model. By contrast, a set of PID parameters with better control effect is selected. Compare the braking of the car when the ABS system is included and when the ABS system is not included. Indicating that the ABS system has played a good supporting role in braking. Key words:ABS ；Matlab Simulink ；PID control ；Simulation 0 前言 随着汽车技术的不断进步，汽车防抱制动系统（anti-lock brake system,ABS ）已成为汽车的标准配置。汽车常规制动系统在制动时，随着制动力的逐步加大，车轮可能出现抱死的情况，即失去转动而只在地面上滑动，从而使车辆失去方向操纵性，导致交通事故。同时，车轮的抱死也将降低制动性能，增长制动距离和制动时间。ABS 的作用是使汽车在制动时充分利用车轮的附着力，使车轮处于最佳的制动状态，以缩短制动距离，同时保证汽车制动方向的稳定，防止产生侧滑和跑偏。 汽车在制动过程中，滑移率在20%左右时车轮与路面间的纵向附着系数最大，可获得最大地面制动力，能最大程度地缩短制动距离；同时车轮与路面间横向附着系数也比较大，使汽车制动时能较好地保持方向稳定性和转向控制能力。在ABS 系统中，ECU 接受轮速传感器等输入的信号，分析判断后输出控制指令，控制制动压力调节器进行压力调节，实现增压、保压和减压控制过程，从而将滑移率控制在20%左右。 1 汽车制动时滑移率与附着系数的关系 汽车制动时，随着制动强度的不断增加，车轮滚动的成分会越来越少，同时车轮滑动的成分将越来越多。一般用滑移率λ来说明制动过程中滑动成分的多少。滑移率的定义是： %100?-= v r v ωλ
新疆财经大学实验报告 课程名称：物流管理综合实验 实验项目名称：系统建模与仿真 学号： 2013104059 姓名：曾华艳 班级：物流管理11-1 指导教师：林秋平 2014年 6月 2日
新疆财经大学实验报告
《铁路局联通营业厅排队仿真分析实验报告》 一、实验目的 (一)通过对铁路局联通营业厅运作的观察，建立计算机仿真全过程，对营业厅运作进行数据采集、建模和仿真分析，为联通营业厅提出改进和优化方案的建议。 (二)通过这次实验活动，全面了解计算机仿真技术在物流领域、生产制造领域等离散事件系统中的应用，理解仿真技术如何辅助管理人员进行决策。 (三)通过分组合作的形式，提供一种系统仿真工作中常见的团队协作方式的实践体验，培养协调工作、共同完成任务的能力。 二、系统描述 人们进入联通营业厅，首先要通过取票系统拿到自己的号，先在等待区等待叫号系统报自己的号。一共有2个服务台，2个服务台同时工作，哪个服务台叫到几号，拿这个号码的人就去哪个服务台，叫号系统按顺序叫号，2个服务台叫号不会发生重复现象。我们组决定针对铁路局联通营业厅叫号排队办理业务的过程进行研究，因此我们采集了仿真模型相关数据。记录了每位顾客到达时间、等待时间和离开时间。将收集的数据整理，录入excel中，并计算出了顾客的到达时间间隔和被服务时间，再利用flexsim建立仿真模型进行仿真分析与优化。 三、小组分工 （一）本组成员 1.组长：曾华艳 2.组员：晁芙蓉、陈磊、阿尔孜姑丽、宗泽宁、张振恒 （二）小组分工 1.调查收集数据和模型优化：全体成员 2.数据录入：晁芙蓉、张振恒、阿尔孜姑丽 3.数据处理：宗泽宁、阿尔孜姑丽 4.仿真模型建立与分析：陈磊、曾华艳 5.实验报告：曾华艳、晁芙蓉、宗泽宁 6.PPT 制作：张振恒、陈磊
城市主干道接入口左转交通组织仿真研究 侯佳 周广 杜小川 过秀成 （东南大学交通学院，南京 210096） 摘要：利用微观仿真软件VISSIM对城市主干道接入道路的三种左转组织方法进行对比分析，得出每种方法适用的干路和支路交通流量的范围。当主路和支路交通量都较小时，适宜采用直接左转；随着流量逐渐增大到某一临界值时，远引掉头的延误和行程时间都将小于直接左转；当流量继续增大，远引掉头的左转方式对应的延误和行程时间骤增，此时最高效的组织方式是在接入道路路口设置信号灯控制。 关键词：接入口交通组织远引掉头仿真 Research on the Traffic Organization of the Left-turn on the Access of the Urban Aerial Road Hou Jia Zhou Guang Du Xiaochuan Guo Xiu-cheng, (Nanjing, Southeast University Transportation College, Nianjing 210096,China) Abstract：Comparison of three different kinds of operations of the Left-turn is made by means of the micro-simulation software VISSIM. The direct turn should be permitted at a low traffic. When the flow reached a certain threshold, U-turn should be better. However, when traffic continues to increase, the delay of the U-turn reaches a rather high level abruptly. At this point the most efficient organization was set up in the signal controlled operation. Keywords: access，traffic operation，U-turn，simulation 1 引言 城市主干道接入道路的左转组织方法有三种，分别为无信号控制的直接左转、远引掉头和有信号控制的左转。其中直接左转存在较多冲突点，对主路交通有较大影响。当支路左转流量和主干道交通量较大时，可采用远引掉头的交通组织方法代替直接左转[1]。相关研究证实[2]，在一定交通流量范围内，远引掉头的组织方法与直接左转相比，主路及支路左转车辆的行程时间和延误都较小。但当主路和支路的交通流量超过某极限值，远引掉头就不再适用，需要在支路与主路相交处设置信号灯组织左转交通。本文将运用VISSIM微观仿真软件对三种左转组织方法进行模拟，并通过对仿真结果的分析来比较不同的支路左转交通组织方式适用的范围。 2 仿真模型建立 2.1 路口型式确定 主干道和接入道路相交的路口假定为T型路口，而非一般的十字型路口。这样，对侧道路上没有出入口，也不必考虑支路上的直行车流。这样对路口做简化，可以不计对侧车流的影响，而将研究的重心放在本侧左转车辆上。 2.2 道路横断面状况 典型环境假定为：主干道双向8车道，车道宽度为3.75 m，掉头转向都有专用转向车道，
某输电线路距离保护设计方案 1.1输电线路距离保护概述 输电线路距离保护是指利用阻抗元件来反应短路故障的保护装置，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值，也就是短路点至保护安装处的阻抗值。因线路的阻抗值与距离成正比，所以叫距离保护或阻抗保护。系统在正常运行时，不可能总工作于最大运行方式下，因此当运行方式变小时，电流保护的保护范围将缩短，灵敏度降低；而距离保护测量的是短路点至保护安装处的距离，受系统运行方式影响较小，保护范围稳定，常用于线路保护 电力系统稳定运行主要有符合要求电网结构、系统运行方式和电力系统继电保护来保证。高压及以上等级电网中，继电装置可靠性和速动性有双重主保护来保证，其选择性和灵敏性主要由相间接地故障后被保护延时段来保证。距离保护是以距离测量元件为基础构成保护装置，称阻抗保护。系统正常运行时，保护装置安装处的电压为系统的额定电压，电流负载电流，发生短路故障时，电压降低、电流增大。因此，电压和电流比，正常状态和故障状态有很大变化。由于线路阻抗和距离成正比，保护安装处的电压与电流之比反映了保护安装处到短路点的阻抗，也反映保护安装处到短路点距离。所以按照距离远近来确定保护动作时间，这样就能有选择地切除故障。 当前微计算机硬件的更新和网络化发展在计算机控制领域。单片机与DSP芯片二者技术上的融合，主要体现在运算能力的提高及嵌入式网络通信芯片的出现和应用等方面。这些发展使硬件设计更加方便。高性价比使冗余设计成为可能，为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。硬件技术的不断更新和微机保护设计网络化，将为距离保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新，它会大大简化硬件设计、增强硬件的可靠性，使装置真正具有了局部或整体升级的可能。 1.2本文研究内容 本次课程设计的主要是输电线路的距离保护。计算和分析主要内容是计算保护1距离保护Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段整定值和灵敏度，计算灵敏度同时要注意每个保护的动作时间要精确，上述工作完成后接下来对设计提出的系统震荡和短路过渡电阻对系统的影响进行相应的计算分析，并确定距离保护的范围，并分析系统在最小运行方式下振荡时，保护1各段距离保护的动作情况。后用MATLAB仿真，验证计算的正确性。
控制系统仿真大作业 1、曲线拟合的Matlab实现和优化度检验 通过一个实际的例子，介绍最小二乘曲线拟合法的基本原理，对最小二乘曲线拟合法的Matlab实现方法进行研究，并给出曲线拟合Matlab实现的源程序。论述了Matlab软件在做曲线拟合时的用法，并进行曲线的拟合和相应的图像。 2、基于Matlab的液位串级控制系统 运用组态王和Matlab混合编程的方法设计了一个双容(两个水箱串联)液位串级在线控制系统，由组态王编制人机交互界面，用Matlab完成控制算法，二者通过DDE进行实时数据交换；采用串级控制策略,减小二次干扰的影响，验证其方法的有效性。 3、基于Matlab的变压器差动保护闭环仿真研究 应用Matlab建立了微机保护仿真系统,并对不同原理的变压器差动保护进行了仿真和比较.仿真系统采用积木式结构,根据微机保护的实现原理构建模块,实现保护的闭环仿真,对保护的动作过程进行分析. 4、基于MATLAB/SIMULINK的交流电机调速系统建模与仿真 根据直接转矩控制原理，利用MATLAB/SIMULINK软件构造了一个交流电机调速系统，该系统能够很好地模拟真实系统，实现高效的调速系统设计。仿真结果验证该方法的有效性。 5、基于MCGS和MATLAB的薄膜厚度控制系统仿真 以MCGS组态软件和MATLAB为平台,设计和仿真了一个薄膜厚度控制系统.MCGS完成硬件接口的设置、数据的实时采集、人机对话、以动画的方式显示控制系统的运行情况,MATLAB完成PID参数的自动整定,并利用动态数据交换(DDE)技术建立两者间的通讯.并分析其仿真结果。 6、Matlab在动态电路分析中的应用 用Matlab计算动态电路,可得到解析解和波形图.一阶电路先计算3要素,后合成解
动物集群行为的建模与仿真 摘要 生态系统中,动物个体的行为相对简单,集群后却能表现出复杂的群体行为。个体行为是构成群体行为的基础,个体之间的组织结构、个体行为之间的关系和群体行为的涌现机制是研究群体行为的关键要素。 本文首先基于boid模型的三原则，从个体出发，对动物个体进行建模,分析个体之间的行为规则及相互影响，从而仿真出动物的集群行为。仿真结果在一定程度上反映了动物集群行为的实际情况，但该模型对各个参数的设置非常敏感，动物群体的速度不会趋于稳定一致，而且此模型假设各动物的速率相等且保持不变是不合理的，所以对模型进行了改进。 改进模型引入了势场函数，将个体之间的相互作用抽象成吸引力和排斥力，利用牛顿运动定理描述个体运动规律。通过仿真结果发现，动物个体会先调整各自的间距，使其相互靠近以免落单，但又不至于相互碰撞；当动物个体之间的距离接近平衡距离时，动物个体会保持相对位置基本不变，调整各自的速度方向使趋近一致并平稳；另外，个体数目越多，出现落单的可能性就越小。上述结论都是符合实际情况的，说明改进后的模型更合理。 鱼群躲避鲨鱼的行为，可以认为是由鲨鱼对鱼群的排斥力引起的，所以在原有合力的基础上再加上由鲨鱼引起的斥力即得到小鱼发现鲨鱼后的合力。仿真得到的结果反映，当有鲨鱼出没时，鱼群会迅速改变运动状态，逃离鲨鱼的攻击。 动物群中的信息丰富者可以理解成Leader-Follower模型中的Leader，其他个体都是Follower。结合问题一中改进的模型和Leader-Follower模型，通过matlab编程仿真得到的结果反映了Leader对整个群体的作用和影响。 关键词：集群行为 boid模型势函数 leader-follower模型 matlab仿真
第28卷 第5期2006年10月 电气电子教学学报 JO U RN A L O F EEE Vol.28 No.5 Oct.2006 基于EMTP的数字式距离保护仿真教学 屈桂银,刘建华,苏 盛,曾祥君 (长沙理工大学 电气与信息工程学院,湖南长沙410077)y 摘 要:针对教学需要,为促进学生对继电保护系统尽早形成整体认识,并深入了解数字式继电保护的各个实现细节,提出了一种在EM T P电磁暂态仿真软件基础上编制自定义模块实现简化的线路距离保护教学系统。该自定义模块在EM TP故障仿真的过程中与EM TP仿真软件以闭环方式进行交互,对数字式继电保护的各实现环节进行了仿真建模。文末对相间短路故障和单相接地故障进行了仿真分析。 关键词:G642 4EM T P;数字式距离保护;仿真 中图分类号:G642 4 文献标识码:A 文章编号:1008-0686(2006)05-0101-05 Educational Use of EMTP for the S tudy of a Distance Relaying of Transmission Lines QU Gui yin,LIU Jian hua,SU Sheng,ZENG Xian gjun (Colle ge of E lec tr ica l Eng ine ering,Chang sha Univ er sity of Scienc e and Tec hnology,Chang sha410077,China) Abstract:In order to enhance understanding o f the basic co ncepts of distance relaying of underg raduate students w ho are new to the subject o f pow er system protective relay ing.This paper pro poses an EM TP based integr ated simulatio n sy stem to provide systematic relaying co ncepts by mo deling a digital relaying system using self defined model functio ns in a closed loop manner.Various elements of dig ital distance re lay ing are org anized to g enerate a systematic approach to modeling the actual hardw ar e of dig ital relaying system s.Case studies relating to the most commo nly encountered single phase to gro und fault and phase to phase fault are presented and various fault distances and fault inception ang les are considered. Keywords:EM TP;distance protection;sim ulation 0 引言 继电保护系统的作用是在电网发生故障时根据异常信号检测、定位并隔离故障点,以确保电力系统的安全稳定运行和主设备安全。随着电网的互联和远距离输电的兴起,传统的模拟保护系统在性能上越来越难以达到现代电网的保护要求,而数字式的微机保护系统则成为继电保护的主流。在开发微机保护系统时,可以先利用电磁暂态仿真软件EMT P 对电网的各种故障和继电保护装置的保护逻辑进行模拟仿真测试。 为了促进电气专业学生对数字式继电保护系统的整体及各实现环节的深入认识,作为电气与信息工程学院电气工程专业教学环节创新的一部分,本文在EMT P电磁暂态仿真软件的基础上编制了自定义模块,对数字式继电保护的低通滤波、直流滤波及基频分量求取等实现环节进行了建模,并对单相接地短路及相间短路故障进行了仿真分析。由于学生可以形象地看到仿真过程中继电保护每一实现环节对继电保护系统性能的影响,因此该仿真系统对促进学生理解数字式继电保护的工作原理具有积极的作用。 y收稿日期:2006-06-26;修回日期:2006-07-14 第一作者:屈桂银(1954-),男,湖南石门人,大专,实验师,主要从事电气实验教学及电力系统模拟仿真研究。