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电气工程课程设计,MATLAB仿真

电气工程课程设计,MATLAB仿真
电气工程课程设计,MATLAB仿真

目录

1课程设计说明 (1)

1.1课程设计内容 (1)

1.2课程设计要求 (1)

2 Matlab介绍 (2)

2.1 Matlab主要功能 (2)

2.2 Matlab/Simulink的使用 (2)

2.3 Matlab/Simulink的启动方法 (2)

3系统构建与仿真 (3)

3.1 晶闸管元件应用系统的建模与仿真实例 (3)

3.2 可关断晶闸管元件组成的Buck变换器仿真 (5)

3.3 晶闸管单相交流调压电路的建模和仿真 (7)

3.4 晶闸管三相桥式整流器的建模和仿真 (8)

3.5 绝缘栅双极型晶体管构成的Boost直流变换器仿真 (10)

4课程设计总结 (12)

5参考资料 (13)

1课程设计说明

1.1课程设计内容

(1)晶闸管的仿真模型及以单相半波整流器为例,说明晶闸管元件应用系统的建模和与仿真方法;

(2)可关断晶闸管的仿真模型及以可关断晶闸管元件组成的Buck变换器为例的仿真过程;

(3)相位控制的晶闸管单相机癌瘤调压器带电阻负载时系统的建模与仿真;(4)晶闸管三相桥式整流带电阻负载时系统的建模与仿真;

(5)绝缘栅双极型晶体管元件的仿真模型及一个有IGBT元件组成的Boost 变换器的建模与仿真;

1.2课程设计要求

(1)了解和掌握MATLAB软件的仿真功能;

(2)完成相应系统模型的建模、参数设置及仿真调试;

(3)写出设计报告;

2 Matlab介绍

matlab7.0是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 MATLAB7.02009版本,高级技术计算语言和交互式环境可以较使用传统的编程语言(如 C、C++ 和 Fortran)更快地解决技术计算问题.

2.1Matlab主要功能

(1)交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题;

(2)此高级语言可用于技术计算;

(3)此开发环境可对代码、文件和数据进行管理;

(4)各种工具可用于构建自定义图形用户界面;

(5)各种函数可将基于 MATLAB 的算法与外部应用程序和语言(如 C、C++、Fortran、Java、COM 以及 Microsoft Excel)集成;

(6)数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等;

(7)二维和三维图形函数可用于可视化数据;

2.2 Matlab/Simulink的使用

Simulink是Matlab软件的扩展,它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包,它与Matlab语言的主要区别在于、它与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入的,从而使得用户可以把更多的经历系统模型的构建而非语言的编程上。

所谓模型化图形输入是指Simulink提供了一些功能分类的基本系统模块,用户只需要知道这些模块的输入、输出及模块的的功能,而不必考察模块内部是怎样实现的,通过对这些基本模块的调用,再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型(以.mdl文件进行存取),进而进行仿真与分析。

2.3 Matlab/Simulink的启动方法

(1)启动Matlab后,单击Matlab主窗口模块按钮来打开Simulink Library Browser窗口;

(2)在Matlab的命令窗口输入“Simulink”,结果是将在桌面上出现一个称为Simulink Library Browser的窗口,

3系统构建与仿真

3.1晶闸管元件应用系统的建模与仿真实例

晶闸管是一种可以通过门极信号触发导通的半导体器件。晶闸管仿真模型由一个电阻R 、一个电感L 、一个直流电压源V ,和一个开关串联组成。开关受逻辑信号控制,该逻辑信号由电压、电流和门极触发信号(g )决定。晶闸管元件的符号和仿真模型如图3-1所示。

图3-1 晶闸管元件的符号和仿真模型

晶闸管模块还包括一个RC 串联缓冲电路,它通常与晶闸管并联。缓冲电路的R 和C 值可以设置,当指定C=inf 时,缓冲电路为纯电阻;当指定R=0时,缓冲电路为纯电容;当指定R=inf 或C=0时,缓冲电路去除。如图3-2所示

(a)带缓冲电路的图标 (b)不带缓冲电路的图标

图3-2 晶闸管模块的图标

晶闸管单相半波可控整流电路图及原理如下:

1u 2u VT

T

u d

u d

i Tr UL

UR

图3-3 单相半波可控整流电路(阻-感性负载)图

如上图所示,当晶闸管VT 处于断态时,电路中电流Id=0,负载上的电压为0,U 2全部加在VT 两端,在触发角α处,触发VT 使其导通,U 2加于负载两端,

由于电感L 的存在使电流id 不能突变,id 从0开始增加同时L 的感应电动势试图阻止id 增加,这时交流电源一方面供给电阻R 消耗的能量,一方面供给电感L 吸收的电磁能量,到U 2由正变负的过零点处处id 已经处于减小的过程中,但

尚未降到零,因此VT仍处于导通状态,当id减小至零,VT关断并承受反向压降,电感L延迟了VT的关断时刻使Ud波形出现负的部分。

下面以一个单相半波整流器为例,来说明晶闸管元件应用系统的建模与仿真方法。建模及仿真步骤如下:

(1)打开Matlab软件:

(2)双击图标“”,打开Simulink Library Browser,点击文“File”下的“New Model”,新建一个模型窗口,命名为“A1”;

(3)在Simulink Library Browser下面的搜索窗口分别输入相应模块的英文单词,将相应的模块添加到A1中,这些模块的名称分别是:交流电压源(AC Voltage Source)、脉冲发生器(Pulse Generator)、晶闸管(thyristor)、示波器(Scope)、电压测量模块(Voltage Measurement)、电流测量模块(Current Measurement),Demux、RLC串联电路模块(Series RLC Load);

(4)适当连接后,可以得到仿真模型电路如下图3-4所示:

图3-4单相半波整流器仿真模型

(4)双击打开晶闸管对话框,按如下参数进行设置参数:Ron=0.001Ω;L=0H;Vf=0.8V;R5=20Ω;C5=4e-6F;

(5)双击打开图3-4中的电压源模块,打开参数设置对话框,按要求设置参数:Peak amplitude=220V,Phase=0,Frequency=50Hz;

(6)双击打开图3-4中的RLC串联电路模块,打开参数设置对话框,按要求设置参数:Resistance=1Ω、Inductance=10mH、Capaaitance=inf;

注意:晶闸管有一个以字母“m”命名的输出端口,该端口输出两路信号:第一路为晶闸管的电流、第二路为晶闸管的电压,将一个两输出的信号分离器连接到晶闸管的m端上,再将信号分离器的两个输出信号接人四通道示波器,重命名该四通道示波器为Scope(在示波器特性/基础对话框中将轴数设置为4可得到四通道示波器)。

(9)建立给晶闸管thyristor提供触发信号的同步脉冲发生器模型。仿真窗口中,命名为Pulse,并将其输出连接到thyristor的门极上。thyristor的

触发脉冲受电源控制。一个周期,给晶闸管thyristor提供一个触发角为a的触发脉冲,双击“pulse”模块,参数设置如下图3-5所示:

图3-5 Pulse参数设置对话框

(10)单击图标“”,然后双击示波器,并单击“”,就得到单相半波整流器仿真结果图如下图3-6所示:

图3-6单相半波整流器仿真结果图

3.2可关断晶闸管元件组成的Buck变换器仿真

步骤如下:

(1)打开Matlab软件:

(2)双击图标“”,打开Simulink Library Browser,点击文“File”下的“New Model”,新建一个模型窗口,命名为“A1”;

(3)在Simulink Library Browser下面的搜索窗口分别输入相应模块的英

文单词,将相应的模块添加到A1中,这些模块的名称分别是:交流电压源(AC Voltage Source)、脉冲发生器(Pulse Generator)、晶闸管(thyristor)、示波器(Scope)、电压测量模块(Voltage Measurement)、电流测量模块(Current Measurement),Demux、RLC串联电路模块(Series RLC Load);

(4)适当连接后,可以得到仿真模型电路如下图3-7所示:

图3-7可关断晶闸管元件组成的Buck变换器仿真模型参数设置如下:

(5)双击打开图3-7中的电压源模块,打开参数设置对话框,按要求设置参数:Amplitude=80;

(6)双击打开图3-7中的RLC串联电路模块,打开参数设置对话框,按要求设置参数:Resistance=5Ω、Inductance=20mH、Capaaitance=inf;

(7)双击打开图3-7中的Pulse,打开参数设置对话框,按要求设置参

数:Amplitude=1,Period=0.0002secs,Pulse Width=50,Phase Delay=0;

(8)双击打开图3-4中的Diode,打开参数设置对话框,按要求设置参

数:Resistance Ron=0.001,Inductance=0,Forward voltage=0.08,Initial current=0,Snubber resistance Rs=500,Snubber capacitancy=250e-9;

(9)参数设置完后,单击图标“”,然后双击示波器,并单击“”,就得到单相半波整流器仿真结果图如下图3-8所示:

图3-8 单相半波整流器仿真结果图

3.3晶闸管单相交流调压电路的建模和仿真

操作步骤如下:

(1)打开Matlab软件:

(2)双击图标“”,打开Simulink Library Browser,点击文“File”下的“New Model”,新建一个模型窗口,命名为“A2”;

(3)在Simulink Library Browser下面的搜索窗口分别输入相应模块的英文单词,将相应的模块添加到A1中,这些模块的名称分别是:交流电压源(AC Voltage Source)、脉冲发生器((Pulse Generator)、晶闸管(thyristor)、示波器(Scope)、电压测量模块(Voltage Measurement)、RLC串联电路模块(Series RLC Load)、电流测量模块(Current Measurement)、地(Ground);

(4)适当连接后,可以得到仿真模型电路如下图3-9所示:

图3-9 晶闸管单相交流调压器电路的仿真模型

(4)分别双击打开晶闸管Thyristor和Thyristor1对话框,参数设置为:R=0.001Ω;L=0H;Vf=0.8;R=500Ω;C=250e-9F,

(5)双击打开图3-9中的电压源模块,打开参数设置对话框,按要求设置参数:Peak amplitude=100V,Phase=0,Frequency=50Hz;

(6)双击打开图3-9中的RLC串联电路模块,打开参数设置对话框,按要求设置参数:Resistance=1Ω、Inductance=10mH、Capaaitance=inf;

(7)双击打开图3-9中的Pulse1,打开参数设置对话框,按要求设置参数:Amplitude=1,Period=0.02secs,Pulse Width=40,Phase Delay=1/150;

(8)双击打开图3-9中的Pulse2,打开参数设置对话框,按要求设置参数:Amplitude=1,Period=0.02secs,Pulse Width=40,Phase Delay=1/250;

(9)参数设置完后,单击图标“”,然后双击示波器,并单击“”,就得到如图3-10所示的仿真图:

图3-10晶闸管单相交流调压器电路的仿真图

3.4晶闸管三相桥式整流器的建模和仿真

步骤如下:

(1)打开Matlab软件:

(2)双击图标“”,打开Simulink Library Browser,点击文“File”下的“New Model”,新建一个模型窗口,命名为“A3”;

(3)在Simulink Library Browser下面的搜索窗口分别输入相应模块的英文单词,将相应的模块添加到A1中,这些模块的名称分别是:交流电压源(AC Voltage Source)、6脉冲发生器(Synchronized 6-Pulse Generator)、通用桥

(Universal Bridge)、示波器(Scope)、电压测量模块(Voltage Measurement)、电流测量模块(Current Measurement),RLC串联电路模块(Series RLC Load)、常量(Constant)、Multimeter;

(4)适当连接后,可以得到仿真模型电路如下图3-11所示:

图3-11 晶闸管三相桥式整流器的仿真模型

(5)打开图3-11中的电源模块组,重新命名为A ,B ,C;打开参数设置对话框,按要求进行参数设置,主要的参数有交流峰值电压、相位和频率。三相电源的相位互差120度。峰值220V,频率50Hz;

(6)打开图3-11的测量模块组,重新命名为Vab、Vac、Vbc,用于测量三相交流线电压,获得同步电源。

(7)双击打开图3-11中的RLC串联电路模块,打开参数设置对话框,按要求设置参数:Resistance=1Ω、Inductance=10mH、Capaaitance=inf;

(8)双击打开图3-11中的同步6脉冲触发器模块,按要求设置同步6脉冲触发器参数:

(9)双击打开图3-11中的晶闸管通用桥模块,按要求设置晶闸管通用桥参数:Rs=1e5,Cs=inf,RonL=1e-3Ω,Forward voltage=0;在Number of bridge arms 的下拉菜单中选择3,在Power Electronic device的下拉菜单中选择晶闸管Thysistor;

(10)参数设置完后,单击图标“”,然后双击示波器,并单击“”,就得到单相半波整流器仿真结果图如下图3-12所示:

图3-12 晶闸管三相桥式整流器的仿真结果图

3.5绝缘栅双极型晶体管构成的Boost直流变换器仿真

升压式(Boost)变换器的建模与仿真步骤如下:

(1)打开Matlab软件:

(2)双击图标“”,打开Simulink Library Browser,点击文“File”下的“New Model”,新建一个模型窗口,命名为“Boost”;

(3)在Simulink Library Browser下面的搜索窗口分别输入相应模块的英文单词,将相应的模块添加到A1中,这些模块的名称分别是:直流电压源(DC Voltage Source)、脉冲发生器(Pulse Generator)、IGBT模块、二极管Diode模块、示波器(Scope)、电压测量模块(Voltage Measurement)、电流测量模块(Current Measurement),Demux、RLC串联电路模块(Series RLC Load);

(4)适当连接后,可以得到仿真模型电路如下图3-13所示:

图3-13 IGBT元件组成的Buck变换器仿真模型

(5)双击打开图3—13中的电压源模块,打开参数设置对话框,按要求设置参数:Amplitude=100;

(6)双击打开图3-13中的3个RLC串联电路模块,打开参数设置对话框,按要求设置参数:R1=0Ω、L1=2e-3、C1=inf;R2=0Ω、L2=0mH、C2=2e-3;R3=0Ω、L3=20mH、C3=inf;

(7)双击打开图3-13中的Pulse,打开参数设置对话框,按要求设置参数:Amplitude=1,Period=0.0001secs,Pulse Width=50,Phase Delay=0;

(8)双击打开图3-13中的Diode,打开参数设置对话框,按要求设置参数:Resistance Ron=0.001,Inductance=0,Forward voltage=0.8,Initial current=0,Snubber resistance Rs=500,Snubber capacitancy=250e-9;

(9)参数设置完后,单击图标“”,然后双击示波器,并单击“”,就得到如图3-14 升压式(Boost)变换器的建模与仿真图:

图3-14 升压式(Boost)变换器的建模与仿真图

4 课程设计总结

这次课程设计历时二个星期多左右,通过这两个星期的学习,发现了自己的很多不足,自己知识的很多漏洞,看到了自己的实践经验还是比较缺乏,理论联系实际的能力还急需提高。课程设计是培养学生综合运用所学知识发现、提出、分析和解决实际问题锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新日异,电子技术已经成为当今世界空前活跃的领域,在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握电子的开发技术是十分重要的。而仿真软件matlab中的simulink模块中的simpowersystem是专门针对电力系统而设置的专业仿真模块,通过该软件搭建的仿真电路,观察波形输出,初学者可以学到不少东西,由于现实器件的限制,模拟仿真就给我们提供了一个准确理解学习理论的良好途径。

与传统授课方式相比,通过利用Simulink仿真软件,只要对模块的参数作相应的修改,不需再重新构建仿真模型,便可得到各输出量对应不同条件下(如负载不同、控制角不同)的波形,使教学更具有实时性、直观性,也一改传统教学中出现的静止不变的电压和电流波形,使学生可以观测到动态的电压、电流波形,有助于理论知识的理解,更好的掌握课程所授内容。

还记得以前做实验的时候,每当碰到什么问题总是期许马上能得到老师的解答和指导,但往往是如此,自己总是缺少锻炼的机会,缺少独立思考,独立解决问题的方法。经过这次课程设计后让我懂得了遇到问题首先要冷静下来思考分析,而不是盲目地去寻求别人帮助。只有经过自己冷静分析后,才能将问题看得更加透彻,跟加清晰,一点点排除问题所在的原因及位置,追根溯源,这样问题自然也就迎刃而解了。在此过程中,我们通过查找资料,请教老师,以及不懈的努力,不仅培养了自己独立思考,在各种其它能力上也都有了提高。在设计过程中,和同学们相互探讨,相互学习,相互监督。学会了合作,学会了运筹帷幄,学会了宽容,学会了理解,也学会了做人与处世。

5 参考资料

[1] 洪乃刚. 电力电子、电机控制系统的建模和仿真. 北京:机械工业出版社,2010.

[2] 王兆安、刘进军.电力电子技术(第五版).北京:机械工业出版社,2010.

[3] 王正林、王胜开、陈国顺. MATLAB/Simulink与控制系统仿真. 北京:电子工业出版2005.

[4] 周渊深. 电力电子技术与MATLAB仿真.北京:中国电力出版社, 2005.

[5] 林飞、杜欣. 电力电子应用技术的MATLAB仿真.北京:中国电力出版社,2009.

matlab课程设计题目

课题一: 连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现 课题要求: 深入研究连续时间信号和系统时域分析的理论知识。利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能,实现连续时间信号和系统时域分析的仿真波形。 课题内容: 一、用MATLAB实现常用连续时间信号的时域波形(通过改变参数,分析其时域特性)。 1、单位阶跃信号, 2、单位冲激信号, 3、正弦信号, 4、实指数信号, 5、虚指数信号, 6、复指数信号。 二、用MATLAB实现信号的时域运算 1、相加, 2、相乘, 3、数乘, 4、微分, 5、积分 三、用MATLAB实现信号的时域变换(参数变化,分析波形变化) 1、反转, 2、使移(超时,延时), 3、展缩, 4、倒相, 5、综合变化 四、用MATLAB实现信号简单的时域分解 1、信号的交直流分解, 2、信号的奇偶分解 五、用MATLAB实现连续时间系统的卷积积分的仿真波形 给出几个典型例子,对每个例子,要求画出对应波形。 六、用MATLAB实现连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形。 给出几个典型例子,四种调用格式。 七、利用MATLAB实现连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形。 给出几个典型例子,要求可以改变激励的参数,分析波形的变化。 课题二: 离散时间信号和系统时域分析及MATLAB实现。 课题要求: 深入研究离散时间信号和系统时域分析的理论知识。利用MATLAB强大的图

形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能,实现离散时间信号和系统时域分析的仿真波形。 课题内容: 一、用MATLAB绘制常用信号的时域波形(通过改变参数分析其时域特性) 1、单位序列, 2、单位阶跃序列, 3、正弦序列, 4、离散时间实指数序列, 5、离散时间虚指数序列, 6、离散时间复指数序列。 二、用MATLAB实现信号的时域运算 1、相加, 2、相乘, 3、数乘。 三、用MATLAB实现信号的时域变换(参数变化,分析波形的变化) 1、反转, 2、时移(超时,延时), 3、展缩, 4、倒相。 四、用MATLAB实现离散时间系统卷积和仿真波形 给出几个典型例子,对每个例子要求画出e(k),h(k),e(i),h(i),h(-i),Rzs(k)波形。 五、用MATLAB实现离散时间系统的单位响应,阶跃响应的仿真波形 给出几个典型例子,四中调用格式。 六、用MATLAB实现离散时间系统对实指数序列信号的零状态响应的仿真波形 给出几个典型例子,要求可以改变激励的参数,分析波形的变化。 课题三: 连续时间信号傅里叶级数分析及MATLAB实现。 课题要求: 深入研究连续时间信号傅里叶级数分析的理论知识,利用MATLAB强大的图形处理功能,符号运算功能以及数值计算功能,实现连续时间周期信号频域分析的仿真波形。 课题内容: 一、用MATLAB实现周期信号的傅里叶级数分解与综合 以周期矩形波信号为例,绘出包含不同谐波次数的合成波形,观察合成波形与原矩形 波形之间的关系及吉布斯现象。

MATLAB课程设计报告 基于MATLAB GUI 的滤波器设计软件

MATLAB课程设计报告 基于MATLAB GUI的“滤波器设计软件”设计

摘要 面对庞杂繁多的原始信号, 如何提取所需信号、抑制不需要的信号这就需要使用滤波器。滤波器的作用主要是选择所需频带的信号内容而抑制不需要的其他频带的信号内容。数字滤波器因其精度高、可靠性好、灵活性大等优点, 在语音信号处理、信号频谱估计、信号去噪、无线通信中的数字变频以及图像处理等工程实际应用中都很广泛。根据其冲击响应函数的时域特性可将数字滤波器分为IIR(有限长冲击响应)和FIR(无限长冲击响应)。作为强大的计算软件, MATLAB 提供了编写图形用户界面的功能。所谓图形用户界面, 简称为GUI, 是由各种图形对象, 如图形窗口菜单按钮、文本框等构建的用户界面。 MATALB 可以创建图形用户界面GUI ( GraphicalUser Interface) ,它是用户和计算机之间交流的工具。MATLAB 将所有GUl 支持的用户控件都集成在这个环境中并提供界面外观、属性和行为响应方式的设置方法,随着版本的提高,这种能力还会不断加强。而且具有强大的绘图功能,可以轻松的获得更高质量的曲线图。 关键词:MATLAB GUI IIR滤波器FIR滤波器

目录 1设计任务 (1) 2 MATLAB GUI的简介 (2) 3 滤波器设计原理 (3) 3.1滤波器概述 (3) 3.2 IIR数字滤波器 (4) 3.2.1 IIR数字滤波器设计原理 (4) 3.2.2 IIR滤波器设计思想 (5) 3.2.3 IIR滤波器设计编程实现 (6) 3.3 FIR数字滤波器 (8) 3.3.1 FIR数字滤波器设计原理 (8) 3.3.2 FIR滤波器设计思想 (9) 4 基于Matlab GUI的数字滤波器设计思路及实现 (12) 4. 1 GUI界面设计概述 (12) 4.2 “滤波器设计软件”设计所实现任务 (14) 4.3 基于Matlab GUI的数字滤波器设计实现 (16) 4.3.1 “滤波器设计软件”GUI界面设计 (16) 4.3.2 “滤波器设计软件”回调函数编写 (17) 4.3.3AutoChoose.m程序的编写 (22) 4.4 运行和结果显示 (28) 5 设计总结和心得 (33) 5.1 设计总结 (33) 5.2 设计心得 (34) Abstract (35) 参考文献 (36) 附录

通信仿真课程设计-matlab-simulink

成都理工大学工程技术学院 《通信仿真课程设计》报告 班级:信息工程1班 姓名:寇路军 学号: 201620101133 指导教师:周玲 成绩: 2019 年 3月 23 日

目录 通信仿真课程设计报告 (2) 一.绪论 (2) 二.课程设计的目的 (2) 三.模拟调制系统的设计 (3) 3.1 二进制相移键控调制基本原理 (3) 3.2 2PSK信号的调制 (3) 3.2.1模拟调制的方法 (3) 3.3 2PSK信号的解调 (4) 3.4 2PSK的“倒∏现象”或“反向工作” (5) 3.5功率谱密度 (5) 四.数字调制技术设计 (7) 4.1 2PSK的仿真 (7) 4.1.1仿真原理图 (7) 4.1.2 仿真数据 (7) 4.1.3 输出结果 (9) 总结 (10) 参考文献 (11)

通信仿真课程设计报告 一.绪论 随着社会的快速发展,通信系统在社会上表现出越来越重要的作用。目前,我们生活中使用的手机,电话,Internet,ATM机等通信设备都离不开通信系统。随着通信系统与我们生活越来越密切,使用越来越广泛,对社会对通信系统的性能也越高。另外,随着人们对通信设备更新换代速度越来越快。不得不缩短通信系统的开发周期以及提高系统性能。针对这两方面的要求,必需要通过强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。自从现代以来,计算机科技走上了快速发展道路,实现了可视化的仿真软件。 通信系统仿真,在目前的通信系统工程设计当中。已成为了不可替代的一部分。它表现出很强的灵活性和适应性。为我们更好地研究通信系统性能带来了很大的帮助。本论文主要针对模拟调制系统中的二进制相移键控调制技术进行设计和基于Simulink进行仿真。通过系统仿真验证理论中的结论。本论文设计的目的之一是进一步加强理论知识,熟悉Matlab软件。 Simulink是MATLAB最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点,并基于以上优点Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。 二.课程设计的目的 1.掌握模拟系统2PSK调制和解调原理及设计方法。 2.熟悉基于Simulink的通信系统仿真。

MATLAB课设报告

课程设计任务书 学生姓名:董航专业班级:电信1006班 指导教师:阙大顺,李景松工作单位:信息工程学院 课程设计名称:Matlab应用课程设计 课程设计题目:Matlab运算与应用设计5 初始条件: 1.Matlab6.5以上版本软件; 2.课程设计辅导资料:“Matlab语言基础及使用入门”、“Matlab及在电子信息课程中的应 用”、线性代数及相关书籍等; 3.先修课程:高等数学、线性代数、电路、Matlab应用实践及信号处理类相关课程等。 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求) 1.课程设计内容:根据指导老师给定的7套题目,按规定选择其中1套完成; 2.本课程设计统一技术要求:研读辅导资料对应章节,对选定的设计题目进行理论分析, 针对具体设计部分的原理分析、建模、必要的推导和可行性分析,画出程序设计框图,编写程序代码(含注释),上机调试运行程序,记录实验结果(含计算结果和图表),并对实验结果进行分析和总结。具体设计要求包括: ①初步了解Matlab、熟悉Matlab界面、进行简单操作; ②MATLAB的数值计算:创建矩阵矩阵运算、多项式运算、线性方程组、数值统计; ③基本绘图函数:plot, plot3, mesh, surf等,要求掌握以上绘图函数的用法、简单图形 标注、简单颜色设定等; ④使用文本编辑器编辑m文件,函数调用; ⑤能进行简单的信号处理Matlab编程; ⑥按要求参加课程设计实验演示和答辩等。 3.课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写,具体包括: ①目录; ②与设计题目相关的理论分析、归纳和总结; ③与设计内容相关的原理分析、建模、推导、可行性分析; ④程序设计框图、程序代码(含注释)、程序运行结果和图表、实验结果分析和总结; ⑤课程设计的心得体会(至少500字); ⑥参考文献(不少于5篇); ⑦其它必要内容等。 时间安排:1.5周(分散进行) 参考文献: [1](美)穆尔,高会生,刘童娜,李聪聪.MA TLAB实用教程(第二版) . 电子工业出版社,2010. [2]王正林,刘明.精通MATLAB(升级版) .电子工业出版社,2011. [3]陈杰. MA TLAB宝典(第3版) . 电子工业出版社,2011. [4]刘保柱,苏彦华,张宏林. MATLAB 7.0从入门到精通(修订版) . 人民邮电出版社,2010. 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

基于MATLAB—Simulink的2ASK仿真课程设计

目录 第一章课程设计的任务说明 (1) 1.1 课程设计的目的 (1) 1.2 课程设计的要求 (1) 第二章MA TLAB/SIMULINK简介 (2) 第三章通信技术的历史和发展 (3) 3.1通信的概念 (3) 3.2 通信的发展史简介 (4) 3.3通信技术的发展现状和趋势 (4) 第四章2ASK的基本原理和实现 (5) 4.1 2ASK的产生 (5) 4.2 2ASK的功率谱和带宽 (6) 4.3 2ASK信号的解调及抗噪声性能分析 (6) 第五章Smulink的模型建立和仿真 (10) 5.1 建立模型方框图 (10) 5.2参数设置 (11) 5.3仿真波形图 (15) 5.4 不同信噪比下的误码率 (17) 总结 (18) 参考文献 (19)

第一章课程设计的任务说明 1.1 课程设计的目的 (1)通过利用matlab simulink,熟悉matlab simulink仿真工具。 (2)通过课程设计来更好的掌握课本相关知识,熟悉2ASK的调制与解调。 (3)更好的了解通信原理的相关知识,磨练自己分析问题、查阅资料、巩固知识、创新等各方面能力。 1.2 课程设计的要求 (1)掌握课程设计涉汲到的相关知识,相关概念、原理清晰,明了。 (2)仿真图设计合理、能够正确运行。 (3)按照要求撰写课程设计报告。

第二章MATLAB/SIMULINK简介 美国Mathworks公司于1967年推出了矩阵实验室“Matrix Laboratory”(缩写为Matlab)这就是Matlab最早的雏形。开发的最早的目的是帮助学校的老师和学生更好的授课和学习。从Matlab诞生开始,由于其高度的集成性及应用的方便性,在高校中受到了极大的欢迎。由于它使用方便,能非常快的实现科研人员的设想,极大的节约了科研人员的时间,受到了大多数科研人员的支持,经过一代代人的努力,目前已发展到了7.X版本。Matlab是一种解释性执行语言,具有强大的计算、仿真、绘图等功能。由于它使用简单,扩充方便,尤其是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者不停的在自己的科研过程中扩充Matlab的功能,使其成为了巨大的知识宝库。可以毫不夸张的说,哪怕是你真正理解了一个工具箱,那么就是理解了一门非常重要的科学知识。科研工作者通常可以通过Matlab来学习某个领域的科学知识,这就是Matlab真正在全世界推广开来的原因。目前的Matlab版本已经可以方便的设计漂亮的界面,它可以像VB等语言一样设计漂亮的用户接口,同时因为有最丰富的函数库(工具箱),所以计算的功能实现也很简单,进一步受到了科研工作者的欢迎。另外,,Matlab和其他高级语言也具有良好的接口,可以方便的实现与其他语言的混合编程,进一步拓宽了Matlab的应用潜力。可以说,Matlab已经也很有必要成为大学生的必修课之一,掌握这门工具对学习各门学科有非常重要的推进作用。 Simulink是MA TLAB中的一种可视化仿真工具,也是目前在动态系统的建模和仿真等方面应用最广泛的工具之一。确切的说,Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包,它支持线性和非线性系统,连续、离散时间模型,或者是两者的混合。系统还可以使多种采样频率的系统,而且系统可以是多进程的。Simulink工作环境进过几年的发展,已经成为学术和工业界用来建模和仿真的主流工具包。在Simulink环境中,它为用户提供了方框图进行建模的图形接口,采用这种结构画模型图就如同用手在纸上画模型一样自如、方便,故用户只需进行简单的点击和拖动就能完成建模,并可直接进行系统的仿真,快速的得到仿真结果。它的主要特点在于:1、建模方便、快捷;2、易于进行模型分析;3、优越的仿真性能。它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比,具有更直观、方便、灵活的优点。Simulink模块库(或函数库)包含有Sinks(输出方式)、Sources(输入源)、Linear(线性环节)、Nonlinear(非线性环节)、Connection(连接与接口)和Extra(其他环节)等具有不同功能或函数运算的Simulink库模块(或库函数),而且每个子模型库中包含有相应的功能模块,用户还可以根据需要定制和创建自己的模块。用Simulink创建的模型可以具有递阶结构,因此用户可以采用从上到下或从下到上的结构创建模型。用户可以从最高级开始观看模型,然后用鼠标双击其中的子系统模块,来查看其下一级的内容,以此类推,从而可以看到整个模型的细节,帮助用户理解模型的结构和各模块之间的相互关系。在定义完一个模型后,用户可以通过Simulink的菜单或MATLAB的命令窗口键入命令来对它进行仿真。菜单方式对于交互工作非常方便,而命令行方式对于运行仿真的批处理非常有用。采用Scope模块和其他的显示模块,可以在仿真进行的同时就可立即观看到仿真结果,若改变模块的参数并再次运行即可观察到相应的结果,这适用于因果关系的问题研究。仿真的结果还可以存放到MATLAB的工作空间里做事后处理。模型分析工具包括线性化和整理工具,MATLAB的所有工具及Simulink本身的应用工具箱都包含这些工具。由于MATLAB和SIMULINK的集成在一起的,因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改模型。但是Simulink不能脱离MA TLAB而独立工作。

Matlab课程设计报告

自控系统仿真软件课程设计报告 MATLAB 设计题目:牛顿摆球 姓名: 学号: 院系: 班级:1203 指导教师: 2014年12月20日

一.课程设计目的 1、熟悉课程设计的基本流程; 2、掌握MATLAB语法结构及调试方法; 3、熟悉MATLAB函数调用,熟练二维画图; 4、掌握MATLAB语言在控制方面的运用; 5、学会用MATLAB进行基本仿真; 6、掌握MATLAB编程技巧,提高编程水平。 二.系统分析 1.题目的描述: (1)牛顿摆球原理描述 五个质量相同的球体由吊绳固定,彼此紧密排列。当摆动最右侧的球并在回摆时碰撞紧密排列的另外四个球,最左边的球将被弹出,并仅有最左边的球被弹出。当然此过程也是可逆的,当摆动最左侧的球撞击其它球时,最右侧的球会被弹出。当最右侧的两个球同时摆动并撞击其他球时,最左侧的两个球会被弹出。同理相反方向同样可行,并适用于更多的球。 为了更接近现实,在这里我将考虑重力及空气阻力的影响,摆球将不会永无止境的运动下去,由于外界因素的影响,摆球运动一段时间后将回归静止状态。(2)通过MATLAB动画程序制作软件,实现下述过程 当运行程序时,把最右边的小球拉到一定的高度放下,让其碰撞其余四个小球,仅让最左边的小球被弹出,当最左边小球回摆碰撞其它球时,最右边小球又被弹出,如此循环。由于是非理想条件下,摆球的摆动幅度会随摆动次数的增加越来越小,直到静止。 时间停顿两秒,把右边两小球一起拉到一定高度放下,让其碰撞其余三个球,同样仅让左边两球被弹出,当球回摆再次碰撞时,最右边两球又被同时弹出,如此循环,因为外界因素的影响,最终五个球都会静止下来。 (3)整个实验看似简单,但要在MATLAB上完成这样一个动画过程,还是需要下点功夫,克服困难的。经过自己的努力,终于实现了整个过程,这也是一种不小的收获。 2.设计要求: (1)能够实现有阻尼摆动,即摆幅随摆动次数增加越来越小,直到静止。(2)能够让摆球弧线摆动。 三.系统设计 1.系统设计过程 (1)通过函数axis建立坐标系 (2)在坐标系范围内通过函数line画各个支架 (3)通过函数title添加标题“动量守恒实验”、函数text添加标注“牛顿摆球” (4)通过函数line画出五个球,并设定其初始位置,颜色,大小,线条的擦拭方式

基于MATLABsimulink的2FSK系统的仿真课程设计报告

课程设计 基于MATLABsimulink的2FSK系统的仿真 电子与信息工程学院 信息与通信工程系

课程设计评分标准

基于MATLAB/simulink的2FSK系统的仿真 一、摘要 本文是基于matlab和simulink环境下对信号的调制与解调过程的仿真,通过仿真,对系统的误码率的分析,以及理论与仿真结果的比较, 二、关键字:

目录 1 背景知识 (1) 1.1通信简介 (1) 1.2仿真系统的简介: (2) 1.32FSK的调制与解调的原理: (3) 1.3.1 2FSK的产生 (4) 1.3.2 2FSK滤波器的解调及抗噪声性能 (6) 1.3.3 由相关调制解调的原理图 (9) 2 仿真系统模型的设计: (9) 2.1仿真框图 (9) 2.2仿真目的和意义: (9) 2.3仿真思路 (10) 2.4M文件和仿真结果 (10) 2.5 SIMULINK仿真模型图: (16) 2.6结果分析: (21) 2.6.1 Matlab仿真结果分析 (21) 2.6.2 (22) 3 心得体会: (22) 4 参考文献 (22)

1 背景知识 1.1 通信简介 通信就是克服距离上的障碍,从一地向另一地传递和交换消息。消息是信息源所产生的,是信息的物理表现,例如,语音、文字、数据、图形和图像等都是消息。消息有模拟消息(如语音、图像等)以及数字消息(如数据、文字等)之分。所有消息必须在转换成电信号(通常简称为信号)后才能在通信系统中传输。所以,信号是传输消息的手段,信号是消息的物质载体。 相应的信号可分为模拟信号和数字信号,模拟信号的自变量可以是连续的或离散的,但幅度是连续的,如电话机、电视摄像机输出的信号就是模拟信号。数字信号的自变量可以是连续的或离散的,但幅度是离散的,如电船传机、计算机等各种数字终端设备输出的信号就是数字信号。 通信的目的是传递消息,但对受信者有用的是消息中包含的有效内容,也即信息。消息是具体的、表面的,而信息是抽象的、本质的,且消息中包含的信息的多少可以用信息量来度量。 通信技术,特别是数字通信技术近年来发展非常迅速,它的应用越来越广泛。通信从本质上来讲就是实现信息传递功能的一门科学技术,它要将大量有用的信息无失真,高效率地进行传输,同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。当今的通信不仅要有效地传递信息,而且还有储存、处理、采集及显示等功能,通信已成为信息科学技术的一个重要组成部分。 通信系统就是传递信息所需要的一切技术设备和传输媒质的总和,包括信息源、发送设备、信道、接收设备和信宿(受信者) ,它的一般模型如图1所示。 →→→→ 信息源发送设备信道接收设备受信者 ↑ 噪声源 图1 通信系统一般模型 通信系统可分为数字通信系统和模拟通信系统。数字通信系统是利用数字信号来传递消息的通信系统,其模型如图2所示,

matlab课程设计拟定题目

第一类:单位转换 1.长度单位换算的设计与实现 2.面积单位换算的设计与实现 3.体积单位换算的设计与实现 4.容积单位换算的设计与实现 5.质量单位换算的设计与实现 6.时间单位换算的设计与实现 7.温度单位换算的设计与实现 7.压强单位换算的设计与实现 8.角度单位换算的设计与实现 8.功率单位换算的设计与实现 第二类:曲线绘制 1.直线的自动绘制和相关计算 2.椭圆的自动绘制和相关计算 3.双曲线的自动绘制和相关计算 4.抛物线的自动绘制和相关计算 5.心脏线的自动绘制和相关计算 6.渐开线的自动绘制和相关计算 7.滚圆线的自动绘制和相关计算 8.三叶玫瑰线的自动绘制和相关计算9.四叶玫瑰线的自动绘制和相关计 10.阿基米德螺线的自动绘制和相关计算第三类:曲面绘制 1.球面的自动绘制和相关计算 2.椭球面的自动绘制和相关计算 3.单叶双曲面的自动绘制和相关计算 4.双叶双曲面的自动绘制和相关计算 5.抛物面的自动绘制和相关计算 6.双曲抛物面的自动绘制和相关计算 7.双曲柱面的自动绘制和相关计算 8.椭圆柱面的自动绘制和相关计算 9.抛物柱面的自动绘制和相关计算 10.圆锥面的自动绘制和相关计算 第四类:线性回归 1.男士身高体重相关计算经验公式 2.女士身高体重相关计算经验公式 3.男士胖瘦等级的确定 4.女士胖瘦等级的确定 5.男士身高脚长相关计算经验公式 6.女士身高脚长相关计算经验公式 7.父子身高相关性研究 8.母子身高相关性研究 9.父女身高相关性研究 10.母女身高相关性研究 第五类:学习成绩 1.期末总评自动计算的设计与实现 2.成绩等级自动评定的设计与实现 3.成绩分段自动统计的设计与实现 4.成绩分布折线自动绘制的设计与实现 5.成绩自动统计分析的设计与实现 6.试卷分布自动分析的设计与实现 7.试卷难度自动分析的设计与实现 8.考试成绩名次自动生成的设计与实现

MATLAB程序设计课程设计

Matlab课程设计 题目: 二、利用混合空间法增强锐化图像仿真 将原始图像增强,最终增强为如下类似图像 。 可参考如下过程

源程序: clc clear all %读取图像 J=imread('E:\工作台\MATLAB\2016课程设计\仿真2附件 \Fig0343(a)(skeleton_orig).tif'); %拉普拉斯变换得到M1 [m,n]=size(J); I=im2double(J); h1=[0,-1,0;-1,4,-1;0,-1,0]; M1=imfilter(I,h1); %与原图相加得到M2,锐化原图 M2=M1+I; %sobel算子运算结果得到M3,保留边缘去除噪声 h2=[1,0,-1;2,0,-2;1,0,-1]; h3=[-1,-2,-1;0,0,0;1,2,1]; Sx=imfilter(I,h2); Sy=imfilter(I,h3); for i=1:m for j=1:n M3(i,j)=sqrt((Sx(i,j))^2+(Sy(i,j))^2); end end %作3*3模板的均值平滑 M4=zeros(m,n); for x=2:m-1 for y=2:n-1 for a=-1:1 for b=-1:1 M4(x,y)=(M4(x,y)+M3(x+a,y+b))/9; end end end end for c=1:m for d=1:n M4(c,1)=M3(c,1); M4(1,d)=M3(1,d); end end %作幂次变换,提升亮度2倍,提升对比度 for e=1:m for f=1:n

M5(e,f)=M2(e,f)*M4(e,f); end end M6=I+M5; for g=1:m for h=1:n M7(g,h)=2*(M6(g,h))^1.15; end end subplot(241);imshow(I); subplot(242);imshow(M1); subplot(243);imshow(M2); subplot(244);imshow(M3); subplot(245);imshow(M4); subplot(246);imshow(M5); subplot(247);imshow(M6); subplot(248);imshow(M7); 分析: 1.读取图像 2.利用 Laplacian 变换得到M1,在与原图相处理得到锐化的图像 3.用 Sobel 算子运算,保留边缘去除噪声 4.用3*3的模板均值平滑化图像 5.用幂律定理,提高图像亮度,提高对比度

激光原理与技术课程设计(matlab仿真)

电子科技大学 UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA 激光原理与技术 课程设计 课程教师: 作者姓名: 学号:

题目一: 编程计算图示谐振腔的稳定性与光焦度1/F的关系。可取R1=∞, R2=∞, l1=250mm, l2=200mm。,用matlab程序计算光线在腔内的轨迹,演示腔稳定和不稳定时光线在腔内往返次数增加时光线轨迹。初始光线参数可以任意选择。 利用matlab编程如下: clear,clc L1=250;L2=200; R1=inf;R2=inf; syms d; T=[1,L1;0,1]*[1,0;-d,1]*[1,L2;0,1]*[1,0;-2/R2,1]*[1,L2;0,1]*[1 ,0;-d,1]*[1,L1;0,1]*[1,0;-2/R1,1]; A=T(1,1); B=T(1,2); C=T(2,1); D=T(2,2); h=(A+D)/2; ezplot(h,[0,0.012]) title('谐振腔的稳定性');xlabel('透镜光焦度D(/mm)');ylabel('等效 g1g2') 运行结果:

题目二: 和透镜上的模式半径与光焦度1/F的关系。 计算输出镜M 2 利用matlab编程如下: clear,clc L1=250;L2=200;R1=inf;R2=inf;w1=0.5*10^-3; syms d T1=[1,L2;0,1]*[1,0;-2/R2,1]*[1,L2;0,1]*[1,0;-d,1]*[1,L1;0,1]*[1,0;-2/ R1,1]*[1,L1;0,1]*[1,0;-d,1]; A1=T1(1,1);B1=abs(T1(1,2));C1=T1(2,1);D1=T1(2,2);h1=(A1+D1)/2; W1=((w1*B1/pi)^(1/2))/((1-h1^2)^(1/4)); T2=[1,0;-2/R2,1]*[1,L2;0,1]*[1,0;-d,1]*[1,L1;0,1]*[1,0;-2/R1,1]*[1,L1 ;0,1]*[1,0;-d,1]*[1,L2;0,1]; A2=T2(1,1);B2=abs(T2(1,2));C2=T2(2,1);D2=T2(2,2);h2=(A2+D2)/2; W2=((w1*B2/pi)^(1/2))/((1-h2^2)^(1/4)); figure (1) ezplot(W1,[0,0.012]); title('透镜上的光斑半径');xlabel('透镜光焦度D(/mm)');ylabel('光束半径') figure (2); ezplot(W2,[0,0.012]) title('输出镜上的光斑半径');xlabel('透镜光焦度D(/mm)');ylabel('光束半径') figure (3);

matlab课程设计题目全

Matalab课后作业 学院:电气信息工程及其自动化 班级: 学号: 姓名: 完成日期: 2012年12月23日

1、 matlab 软件主要功能是什么?电气工程及其自动化专业本科生主要用到哪 些工具箱,各有什么功能? 答:(1)主要功能:工业研究与开发; 数学教学,特别是线性代数;数值分析和科学计算方面的教学与研究;电子学、控制理论和物理学等工程和科学学科方面的教学与研究; 经济学、化学和生物学等计算问题的所有其他领域中的教学与研究;符号计算功能;优化工具;数据分析和可视化功能;“活”笔记本功能;工具箱;非线性动态系统建模和仿真功能。 (2)常用工具箱: (a ) MATLAB 主工具箱:扩充matlab 的数值计算、符号运算功能、图形建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能。 (b )符号数学工具箱:符号表达式、符号矩阵的创建;符号可变精度求解;因式分解、展开和简化;符号代数方程求解;符号微积分;符号微分方程。 (c ) SIMULINK 仿真工具箱: Simulink 是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统,包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统,Simulink 提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。 (d )信号处理工具箱:数字和模拟滤波器设计、应用及仿真;谱分析和估计;FFT 、DCT 等 变换;参数化模型。 (e )控制系统工具箱:连续系统设计和离散系统设计;状态空间和传递函数以及模型转换;时域响应(脉冲响应、阶跃响应、斜坡响应);频域响应(Bode 图、Nyquist 图);根轨迹、极点配置。 2、设y=23e t 4-sin(43t+3 ),要求以0.01秒为间隔,求出y 的151个点,并求出其导数的值和曲线。 程序如下: clc clear x=0:0.01:1.5; y=sqrt(3)/2*exp(-4*x).*sin(4*sqrt(3)*x+pi/3); y1=diff(y); subplot(2,1,1) plot(x,y) subplot(2,1,2) plot(x(1:150),y1) 曲线如下图所示:

MATLAB仿真课程设计

电气工程工具软件课程设计-MATLAB 学号:3100501044 班级:电气1002 姓名:王辉军 指导老师:乔薇 2014年1月16日

课程设计任务:构建一个含有PID控制器的系统,观察 K(比例系数)、 p K(积分系数)、d K(微分系数)不同值时系统的变化。 i (Continuous模块库中的Zero-Pole模块)输入为阶跃函数 一.建立含有pid子系统的系统模型 (1)选用器件搭建电路 图1-1 图1-2 (2)构建PID控制器 图1-3

(3)上述结构图封装成PID控制器 ①创建子系统。选中上述结构图后再选择模型窗口菜单“Edit/Creat Subsystem” ②封装。选中上述子系统模块,再选择模型窗口菜单“Edit/Mask Subsystem” ③根据需要,在封装编辑器对话框中进行一些封装设置,包括设置封装文本、对话框、图标等。本次试验主要需进行以下几项设置:Icon(图标)项:“Drawing commands”编辑框中输入“disp(‘PID’)”,如下 左图示:Parameters(参数)项:创建Kp,Ki,Kd三个参数,如下右图示 图1-4 图1-5

(4)搭建单一回路系统结构框图如下图 图1-6 所需模块及设置:Sources模块库中Step模块;Sinks模块库中的Scope 模块;Commonly UsedBlocks模块库中的Mux模块;Continuous模块库中的Zero-Pole模块。Step模块和Zero-Pole模块设置如下: 图1-7 图1-8

二.比较以下参数的结果:(把各个仿真波形图截图标注) 图2-1 如上图可更改Kp,Ki,Kd的值以实现以下要求: (1)Kp=8.5,Ki=5.3,Kd=3.4 图2-2 (2)Kp=6.7,Ki=2,Kd=2.5

MATLAB仿真课程设计报告

北华大学 《MATLAB仿真》课程设计 姓名: 班级学号: 实习日期: 辅导教师:

前言 科学技术的发展使的各种系统的建模与仿真变得日益复杂起来。如何快速有效的构建系统并进行系统仿真,已经成为各领域学者急需解决的核心问题。特别是近几十年来随着计算机技术的迅猛发展,数字仿真技术在各个领域都得到了广泛的应用与发展。而MATLAB作为当前国际控制界最流行的面向工程和科学计算的高级语言,能够设计出功能强大、界面优美、稳定可靠的高质量程序,而且编程效率和计算效率极高。MATLAB环境下的Simulink是当前众多仿真软件中功能最强大、最优秀、最容易使用的一个系统建模、仿真和分析的动态仿真环境集成工具箱,并且在各个领域都得到了广泛的应用。 本次课程设计主要是对磁盘驱动读取系统校正部分的设计,运用自动控制理论中的分析方法,利用MATLAB对未校正的系统进行时域和频域的分析,分析各项指标是否符合设计目标,若有不符合的,根据自动控制理论中的校正方法,对系统进行校正,直到校正后系统满足设计目标为止。我组课程设计题目磁盘驱动读取系统的开环传递函数为是设计一个校正装置,使校正后系统的动态过程超调量δ%≤7%,调节时间ts≤1s。 电锅炉的温度控制系统由于存在非线性、滞后性以及时变性等特点,常规的PID控制器很难达到较好的控制效果。考虑到模糊控制能对复杂的非线性、时变系统进行很好的控制, 但无法消除静态误差的特点, 本设计将模糊控制和常规的PI D控制相结合, 提出一种模糊自适应PID控制器的新方法。并对电锅炉温度控制系统进行了抗扰动的仿真试验, 结果表明, 和常规的PI D控制器及模糊PI D复合控制器相比,模糊自适应PI D控制改善了系统的动态性能和鲁棒性, 达到了较好的控制效果。

MATLAB课程设计报告图像处理

一.课程设计相关知识综述...................................................................... 1.1 研究目的及意义 (3) 1.2 数字图像处理研究的内容........................................................... 1.3 MATLAB 软件的介绍.................................................................. 1.3.1 MATLAB 语言的特点......................................................... 1.3.2 MATLAB 图像文件格式.................................................... 1.3.3 MATLAB 图像处理工具箱简介........................................ 1.3.4 MATLAB 中的图像类型.................................................... 1.3.5 MATLAB 的主要应用........................................................ 1.4 函数介绍........................................................................................ 二.课程设计内容和要求........................................................................... 2.1 主要研究内容................................................................................ 2.2 具体要求....................................................................................... 2.3 预期达到的目标........................................................................... 三.设计过程............................................................................................... 3.1 设计方案及步骤............................................................................ 3.2 程序清单及注释........................................................................... 3.3 实验结果........................................................................................ 四.团队情况................................................................................................ 五.总结....................................................................................................... 六.参考文献............................................................................................... 一.课程设计相关知识综述. 1.1研究目的及意义

matlab通信仿真课程设计样本

《matlab通信仿真设计》课程设计指导书 11月

课程设计题目1: 调幅广播系统的仿真设计 模拟幅度调制是无线电最早期的远距离传输技术。在幅度调制中, 以声音信号控制高频率正弦信号的幅度, 并将幅度变化的高频率正弦信号放大后经过天线发射出去, 成为电磁波辐射。 波动的电信号要能够有效地从天线发送出去, 或者有效地从天线将信号接收回来, 需要天线的等效长度至少达到波长的1/4。声音转换为电信号后其波长约在15~1500km之间, 实际中不可能制造出这样长度和范围的天线进行有效信号收发。因此需要将声音这样的低频信号从低频率段搬移到较高频率段上去, 以便经过较短的天线发射出去。 人耳可闻的声音信号经过话筒转化为波动的电信号, 其频率范围为20~20KHz。大量实验发现, 人耳对语音的频率敏感区域约为300~3400Hz, 为了节约频率带宽资源, 国际标准中将电话通信的传输频带规定为300~3400Hz。调幅广播除了传输声音以外, 还要播送音乐节目, 这就需要更宽的频带。一般而言, 调幅广播的传输频率范围约为100~6000Hz。 任务一: 调幅广播系统的仿真。 采用接收滤波器Analog Filter Design模块, 在同一示波器上观察调幅信号在未加入噪声和加入噪声后经过滤波器后的波形。采用另外两个相同的接收滤波器模块, 分别对纯信号和纯噪声滤波, 利用统计模块计算输出信号功率和噪声功率, 继而计算输出信噪比, 用Disply显示结果。 实例1: 对中波调幅广播传输系统进行仿真, 模型参数指标如下。

1.基带信号: 音频, 最大幅度为1。基带测试信号频率在100~6000Hz 内可调。 2.载波: 给定幅度的正弦波, 为简单起见, 初相位设为0, 频率为550~1605Hz 内可调。 3.接收机选频放大滤波器带宽为12KHz, 中心频率为1000kHz 。 4.在信道中加入噪声。当调制度为0.3时, 设计接收机选频滤波器输出信噪比为20dB, 要求计算信道中应该加入噪声的方差, 并能够测量接收机选频滤波器实际输出信噪比。 仿真参数设计: 系统工作最高频率为调幅载波频率1605KHz, 设计仿真采样率为最高工作频率的10倍, 因此取仿真步长为 8max 1 6.2310(1-1)10step t s f -==? 相应的仿真带宽为仿真采样率的一半, 即 18025.7(1-2)2step W KHz t == 设基带测试正弦信号为m(t)=Acos2πFt, 载波为c(t)=cos2πf c t, 则调制度为m a 的调制输出信号s(t)为 ()(1cos 2)cos 2(1-3)a c s t m Ft f t ππ=+ 容易求出, s(t)的平均功率为 21(1-4)24a m P =+ 设信道无衰减, 其中加入的白噪声功率谱密度为N 0/2, 那么仿真带宽(-W, W)内噪声样值的方差为 2002(1-5)2N W N W σ=?=

MATLAB课程设计

二阶弹簧—阻尼系统的PID 控制器设计及其参数整定 班级:电控(中荷),学号:200710234***,姓名:包艳 1 前 言 PID 控制器结构简单,其概念容易理解,算法易于实现,且具有一定的鲁棒 性,因此,在过程控制领域中仍被广泛使用,除非在特殊情况下证明它不能满足既定的性能要求。对于单输入单输出的系统,尤其是阶跃响应单调变化的低阶对象,已有大量的PID 整定方法及其比较研究。当对象的阶跃响应具有欠阻尼特性时,如果仍近似为惯性对象,被忽略的振荡特性有可能引起控制品质的恶化。现有的一些针对二阶欠阻尼对象的PID 整定方法,例如极点配置方法,幅值相位裕量方法等,尽管在各自的假设前提下取得了较好的控制效果,但并非适用于所有的二阶欠阻尼对象,其性能鲁棒性问题也有待讨论。 本文通过使用MATLAB 对二阶弹簧—阻尼系统的控制器(分别使用P 、PI 、PID 控制器)设计及其参数整定,定量分析比例系数、积分时间与微分时间对系统性能的影响。同时,掌握MATLAB 语言的基本知识进行控制系统仿真和辅助设计,学会运用SIMULINK 对系统进行仿真,掌握PID 控制器参数的设计。 2 研究的原理 积分(I )控制具有积分控制规律的控制称为积分控制,即I 控制,I 控制的传递函数为: s s K G i C = )(。其中, Ki 称为积分系数。控制器的输出信号为:

U(t)= ?t I t e K )( dt。或者说,积分控制器输出信号u(t) 的变化速率与输入信号e(t) 成正比,即: )( )( t e dt t du K I = 。 对于一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个系统是有稳态误差的或简称有差系统.为了消除稳态误差,在控制器必须引入”积分项”.积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大使稳态误差进一步减小,直到等于零. 通常,采用积分控制器的主要目的就是使用系统无稳态误差,由于积分引入了相位滞后,使系统稳定性变差,增加积分器控制对系统而言是加入了极点,对系统的响应而言是可消除稳态误差,但这对瞬时响应会造成不良影响,甚至造成不稳定,因此,积分控制一般不单独使用,通常结合比例控制器构成比例积分(PI)控制器.

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