计算机仿真课程设计报告

计算机仿真 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解计算机仿真的基本概念，掌握仿真模型构建的基本原理。

2. 学生能掌握至少一种计算机仿真软件的使用，并运用该软件完成特定场景的仿真实验。

3. 学生能运用所学的计算机仿真知识，分析并解决实际问题。

技能目标：1. 学生能运用计算机仿真技术进行实验设计和数据分析。

2. 学生具备一定的编程能力，能通过编程实现简单的仿真模型。

3. 学生能够通过小组合作，共同完成一个综合性的计算机仿真项目。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到计算机仿真的实用价值，培养对科学研究的兴趣和热情。

2. 学生在课程学习中，养成合作、探究、创新的学习习惯。

3. 学生能够遵循学术道德，尊重他人成果，培养诚信意识和责任感。

课程性质：本课程为选修课，旨在提高学生的实践操作能力和创新思维。

学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的计算机操作能力和编程基础。

教学要求：结合课本内容，注重实践操作，提高学生的实际应用能力。

在教学过程中，注重引导学生主动探究，培养学生的团队合作精神和创新能力。

课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 计算机仿真基本概念：仿真模型的构建、仿真算法的选择、仿真结果的分析等。

2. 计算机仿真软件应用：介绍至少一种仿真软件（如MATLAB/Simulink、AnyLogic等）的基本操作和常用功能。

3. 编程实现仿真模型：结合Python、C++等编程语言，实现简单的仿真模型。

4. 实际案例分析与讨论：分析计算机仿真在工程、科研等领域的应用案例，探讨仿真技术的实际价值。

5. 小组项目实践：分组进行计算机仿真项目设计，包括项目选题、模型构建、编程实现、结果分析等环节。

教学内容安排和进度：第一周：计算机仿真基本概念及仿真软件介绍。

第二周：编程语言基础及简单仿真模型编程实现。

第三周：实际案例分析，讨论仿真技术在各领域的应用。

第四周：小组项目实践，指导学生进行项目选题和模型构建。

北邮计算机仿真设计报告
摘要
本文以北邮计算机仿真设计实验为对象，实现一个简单的计算机系统。

主要工作如下：设计一个可以模拟类似真实计算机系统的硬件；设计一种
简单流水线指令处理技术；设计一棵用于描述指令执行情况的控制树；设
计一种用于模拟计算机的软件和硬件功能的软件；构造一个测试程序用于
验证设计结果的正确性。

关键词：北邮仿真设计实验计算机硬件软件指令处理流水线控制树
1.引言
近年来，计算机的应用越来越广泛，计算机仿真设计日益受到重视，
它在计算机相关专业研究、软件开发以及大数据应用等领域有着重要的作用。

为了了解计算机系统的操作原理，本实验就在北邮开展了一个简单的
计算机仿真设计实验，主要目的是实现一个可以模拟真实计算机系统的硬
件和软件结构。

2.设计原理
本实验以北邮计算机仿真设计实验为对象，基于不同的模拟器平台实
现一个简单的计算机系统。

具体实现的工作如下：
（1）硬件设计：当前主流计算机的硬件结构比较复杂，因此，本实
验中使用的硬件结构相对简单，只包括CPU、内存、控制器等部件。

一、 设计分析： （一）概要分析：PID 控制器是一种基于偏差在“过去、现在和将来”信息估计的有效而简单的控制算法。

而采用 PID 控制器的控制系统其控制品质的优劣在很大程度上取决于 PID 控制器参数的整定。

PID 控制器参数整定，是指在控制器规律己经确定为PID 形式的情况下，通过调整PID 控制器的参数，使得由被控对象、控制器等组成的控制回路的动态特性满足期望的指标要求，达到理想的控制目标。

对于PID 这样简单的控制器，能够适用于广泛的工业与民用对象，并仍以很高的性价比在市场中占据着重要地位，充分地反映了PID 控制器的良好品质。

概括地讲，PID 控制的优点主要体现在以下两个方面: 原理简单、结构简明、实现方便，是一种能够满足大多数实际需要的基本控制器; 控制器适用于多种截然不同的对象，算法在结构上具有较强的鲁棒性，确切地说，在很多情况下其控制品质对被控对象的结构或参数摄动不敏感。

（二）PID 模糊控制的介绍模糊控制的系统结构如下图所示：它主要由PID 控制器和被控对象所组成。

而PID 控制器则由比例、积分、微分三个环节组成。

它的数学描述为:()p D 1e(t)dt 1de(t)u(t)=K [e(t)+++T ] T !!dtr n r -⎰ (2-1) P s+56780G (s)=s3 +87.65s2 +1234s+123(2-2)式中，K p 为比例系数T I;为积分时间常数;T D 为微分时间常数.PID 控制器各校正环节的主要控制作用如下:(l)比例环节及时成比例地反映控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控的作用在于加快系统的响应制器立即产生控制作用，以减少偏差。

比例系数kP越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，速度，提高系统调节精度。

kP也就是对偏差的分辨率(重视程度)越高，但将产生超调，甚至导致系统不稳定。

k取值过小，则会降低调节精度，尤其是使响应速度缓慢，从而延长调节时间，P使系统静态、动态特性变坏。

北京联合大学实验（实习、实训）报告课程（项目）名称：电子仿真实训学院：北联大特教院专业：计算机应用技术班级：200906124301 学号：姓名：成绩：2011年12 月19 日一、摘要计算机仿真是一门利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术。

它具有经济、可靠、灵活、安全、实用、可反复使用的优点。

它已成为对许多复杂系统（工程、非工程）进行分析、设计、实验、评估的必不可少的手段。

本次计算机仿真实训课，选择用通用机器人软件、竞赛用器人（四轮驱动车）进行机器人走迷宫遇到黑色线停止的过程（原题是遇到火源灭火，由于机房内部不能有明火，因此改为遇到黑色线停止），在实际应用中，机器人灭火设备可以很好的帮助搜救员完成搜救任务，提高搜救工作效率。

而在科学实验室中，利用机器人走迷宫做研究也很常见。

本次通用机器人仿真实训课就是要模拟类似的场景，完成实验任务。

二、研究方法在实验过程中我们需要用到计算机，“通用机器人”软件，竞赛用机器人（四轮驱动车），数据传输线。

我们需要给机器人配置光敏传感器，来判断地面的颜色，使之能够实现遇到黑色线停止。

还需要配置红外传感器，来判断前方是否有障碍物，使之能够实现自动避障的功能。

光敏传感器光敏传感器是最常见的传感器之一。

它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。

光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。

红外传感器是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应。

此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。

而在实验中我们所用到的是光子探测器。

可以说光敏传感器和红外传感器相当于机器人的眼睛，帮助机器人辨别光线的明暗、色彩的变化，以及周围环境的大致信息，比如：前方是否有障碍物、前方色彩明暗等等。

三、方案设计和工作原理（1）配置场地打开通用机器人软件，标题栏菜单“设置”——“设计场地”，绘制场地如下图所示：需要注意的是，黑直线默认宽度为0.05，需要手动更改宽度为0.1。

计算机仿真技术课程设计简介计算机仿真技术是一门应用计算机技术模拟真实系统行为的学科，它是一种将现实世界的问题抽象化后通过计算机模拟进行求解的方法。

通过利用计算机对事物进行模拟和计算，可以更好地认识问题，并对问题进行分析和解决。

本次课程设计将围绕计算机仿真技术展开，旨在让学生深入了解仿真技术的应用，亲手实践和掌握仿真模型建立、仿真计算以及仿真结果分析等方面知识，提高学生解决实际问题的能力。

课程设计目标•了解计算机仿真技术的基本原理和应用领域；•掌握仿真模型的建立方法、仿真计算和结果分析；•能够运用计算机仿真技术解决实际问题。

课程设计内容任务一：仿真模型建立首先，学生需要了解仿真模型的基本原理，掌握仿真模型的建立方法。

本次课程设计以一个简单的物理实验为例，考虑一个简单的物体自由落体运动的仿真模型，模拟出物体从静止开始自由落体运动的过程。

学生可以利用Matlab等软件，通过建立精细的数学模型，利用计算机仿真技术进行模拟，得到物体自由落体过程中的速度和位移。

任务二：仿真计算完成了模型的建立后，学生需要掌握仿真计算的方法，进一步确定模型重要参数（如速度、位移等），然后对仿真模型进行计算。

在计算过程中，可以利用一些常见的数学方法，如欧拉法、龙格库塔法等，来计算模型的仿真结果。

学生需要按照课程设计要求进行计算，并展示出计算结果。

任务三：仿真结果分析仿真结果的分析过程是学生掌握计算机仿真技术的重要环节。

在完成了仿真计算后，学生需要对仿真结果进行分析，以确定仿真过程中各种参数的变化和影响。

学生需要综合运用各种数据可视化方法（如散点图、多线图等），对所得到的仿真结果进行分析和比较。

学习方式本次课程设计采用“理论结合实践”的教学方式，旨在培养学生的实践能力。

具体方法包括：•线上课程讲解和线下实验操作相结合，帮助学生深入了解计算机仿真技术；•利用Matlab等仿真软件进行仿真实验，加深学生对仿真原理的理解；•引导学生进行仿真计算和结果分析，注重实践和应用。

计算机仿真实验报告实验名称叠加定理的验证串联RLC电路时域相应的测试学生姓名学号所在学院教师叠加定理的验证一、实验目的1. 进一步掌握直流稳压电源和万用表的使用方法。

2. 掌握直流电压与直流电流的测试方法。

3.进一步加深对叠加定理的理解。

二、实验原理叠加定理叠加定理指出全部电源在线性电路中产生的任一电压或电流，等于每一个电源单独作用时产生的相应电压或电流的代数和。

三、测试方法1. 直流电压的测试；2. 直流电流的测试。

四、实验内容1. 实验电路图验证R3两端的电压之和等于V1和V2分别作用在R3上的电压U1与U2之和。

两个电压源都不为零时：a.R3上的电压U0=13.2V;将电压源V1置零后：b.电压源V1置零后R3上的电压: U1=6V，I1=1mA;将电压源V2置零后：c.电压源V2置零后R3上的电压U2=7.2,I2=1.201mA。

经验证：U0=13.2V=U1+U2；I0=I1+I1=2.201mA故叠加定理得到验证。

五、实验器材电压源面包板万用表导线RLC串联谐振电路的测试一、实验目的1. 进一步理解谐振电路的谐振特点。

2.掌握谐振频率、品质因数的测试方法。

3.掌握串联谐振电路频率特性的测试方法。

二、实验原理1.RLC串联谐振电路的条件：含有电阻、电容和电感元件的单口网络，在某些工作频率上，出现端口电压和电流波形相位相同的情况时，称为电路发生谐振。

如图所示RLC串联电路，电路的转移函数电压转移比为H(jω)=U RU=RR+jωL+1jωC=11+j(ωLR−1RωC)因此，电路的谐振角频率和谐振频率分别为：ω0=√LC f0=2π√LC2.RLC串联电路谐振特性（1）谐振时，RLC串联回路的输入阻抗为纯电阻，激励电压与回路电流同相，电阻电压相同与电源电压相同且同相。

（2）谐振时，电感上的电压与电容上的电压幅值相等且反相（实际电路中，因电感有串联等效电阻、电容有并联等效电阻，因此电感两端的电压略高于电容电压），若品质因数Q>1,则谐振时，电容、电感电压是激励电压的Q部，可实现电压放大。

flexsim课程设计报告一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握flexsim软件的基本操作和应用，能够利用flexsim进行简单的系统仿真和分析。

具体目标如下：知识目标：使学生了解flexsim软件的基本功能和特点，理解系统仿真的基本概念和方法。

技能目标：使学生能够熟练使用flexsim软件，进行模型的建立、仿真和分析，能够运用flexsim解决实际问题。

情感态度价值观目标：培养学生对系统仿真的兴趣和热情，提高学生运用flexsim软件解决实际问题的积极性和主动性。

二、教学内容教学内容主要包括flexsim软件的基本操作、系统仿真的基本方法和应用。

具体安排如下：第1周：flexsim软件的基本操作，包括软件的安装和卸载，模型的建立、运行和分析。

第2周：系统仿真的基本概念和方法，包括系统的描述、模型的建立和仿真分析。

第3周：flexsim在生产系统中的应用，包括生产线的仿真、调度策略的分析和优化。

第4周：flexsim在交通系统中的应用，包括交通流量的仿真、交通控制策略的分析和优化。

三、教学方法教学方法采用讲授法、操作演示法、案例分析法和实验法相结合。

通过讲解和演示使学生掌握flexsim软件的基本操作，通过案例分析使学生了解flexsim在实际中的应用，通过实验使学生熟练使用flexsim进行系统仿真和分析。

四、教学资源教学资源包括教材、多媒体资料和实验设备。

教材选用《flexsim教程》作为主教材，多媒体资料包括教学PPT和案例视频，实验设备包括计算机和flexsim软件。

教学资源能够支持教学内容和教学方法的实施，帮助学生更好地学习和掌握flexsim软件。

五、教学评估教学评估采用多元化的评价方式，包括平时表现、作业、考试和项目报告。

平时表现主要评估学生的课堂参与和提问，作业评估学生的基本概念和操作技能，考试评估学生的综合应用能力，项目报告评估学生的实际应用和问题解决能力。

评估方式客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。

计算机仿真技术基础课程设计一、设计背景计算机仿真技术是一种通过计算机模拟真实系统或过程的方法，以便研究其行为或结果的技术。

随着计算机技术的不断发展，计算机仿真技术已经成为了许多领域的重要工具，如航空、汽车、化工、医学等。

因此，在计算机专业的教学中，引入计算机仿真技术的基础课程意义重大。

二、课程目标与结构2.1 课程目标本课程旨在使学生：•理解计算机仿真技术的基本概念、基本原理和方法；•掌握计算机仿真技术的主要工具和技能，包括计算机语言、特定软件和硬件平台的应用；•具备利用计算机仿真技术进行系统分析、优化和决策的能力，逐渐培养其创新意识和实践能力。

2.2 课程结构本课程包括以下几个部分：2.2.1 基本概念介绍计算机仿真技术的基本概念，如仿真、模型、模拟等概念；介绍计算机仿真技术的发展历史和应用领域。

2.2.2 基本原理介绍计算机仿真技术的基本原理，包括离散事件仿真、连续系统仿真、混合仿真等原理；介绍计算机仿真技术的主要理论和方法。

2.2.3 基础技术介绍计算机仿真技术的基础技术，包括计算机语言的应用、特定软件的使用和硬件平台的组装；介绍计算机仿真技术的主要工具和技能，如MATLAB、Simulink、Arena等工具的应用。

2.2.4 应用案例介绍计算机仿真技术在不同领域的应用案例，如工业控制、智能交通、医学模拟等案例；介绍计算机仿真技术在应用中的优点和不足。

三、课程教学方法3.1 讲授教学法通过讲授基本概念、基本原理、基础技术和应用案例等知识点来让学生掌握计算机仿真技术的基础知识和技能。

3.2 实践教学法通过具体的实践操作，如编程实现模型、使用仿真工具进行系统仿真等，来让学生掌握计算机仿真技术的应用技巧和实践能力。

3.3 研讨教学法通过研讨和讨论计算机仿真技术的应用案例和实践经验，来让学生深入了解计算机仿真技术的优缺点和发展趋势。

四、课程评价方式本课程的主要评价方式为课堂讨论和实践作业，其中包括：•课堂参与度：对学生在课堂上的表现进行评价；•实践作业：通过实践作业来检验学生对计算机仿真技术的掌握程度；•期末考试：综合考察学生对课程内容的理解和应用能力。

仿真课程设计报告一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握XX学科的基本知识，理解XX学科的基本概念、原理和方法，提高学生的实际操作能力，培养学生的创新意识和团队协作能力。

具体分为以下三个方面：1.知识目标：通过本课程的学习，学生将掌握XX学科的基本知识和理论，了解XX学科的发展趋势和应用领域。

2.技能目标：学生将能够运用XX学科的基本原理和方法，解决实际问题，提高学生的动手能力和实践技能。

3.情感态度价值观目标：通过本课程的学习，学生将培养对XX学科的兴趣和热情，树立科学的世界观和价值观，增强社会责任感。

在制定教学目标时，充分考虑了课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。

二、教学内容根据课程目标，本课程的教学内容主要包括XX学科的基本概念、原理和方法，以及实际应用案例。

教学大纲如下：1.第一章：XX学科概述介绍XX学科的基本概念、发展历程和应用领域。

2.第二章：XX学科基本原理讲解XX学科的基本原理，并通过实例进行分析。

3.第三章：XX学科实际应用介绍XX学科在实际中的应用案例，分析其原理和操作方法。

4.第四章：XX学科实验技能讲解实验原理和方法，引导学生进行实验操作，培养实践能力。

教学内容的选择和确保了科学性和系统性，有利于学生掌握XX学科的知识体系。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

具体方法如下：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握XX学科的基本知识和理论。

2.讨论法：引导学生就某一问题进行讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。

3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解XX学科在实际中的应用，提高学生的实践能力。

4.实验法：引导学生进行实验操作，培养学生的动手能力和实践技能。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版的XX学科教材，确保知识体系的科学性和系统性。