各种仿真分析及其执行方法

ac仿真原理AC仿真原理AC仿真（Alternating Current Simulation）是一种电路仿真方法，用于模拟交流电路的行为和性能。

它是电子设计自动化（EDA）中重要的工具，可帮助工程师分析、设计和验证各种交流电路，包括放大器、滤波器、振荡器等。

本文将介绍AC仿真的原理及其在电路设计中的应用。

一、AC仿真原理AC仿真基于交流电路的频域分析，通过对电路中的元件进行频率响应分析，得出电压、电流的幅度和相位差等参数。

其基本步骤如下：1. 构建电路模型：首先，需要将待仿真的电路构建成一个电路模型。

电路模型由电阻、电感、电容等元件组成，通过连接线连接起来。

电路模型的构建需要基于电路图或者原理图，将元件按照一定的规则连接起来。

2. 设置仿真参数：在进行AC仿真之前，需要设置仿真参数，包括频率范围、步长等。

频率范围决定了仿真的频率范围，步长决定了在频率范围内进行仿真的步长大小。

3. 执行仿真：设置好仿真参数后，可以执行AC仿真。

仿真软件会根据设置的频率范围和步长，在每个频率点上计算电路中的电压、电流等参数。

通常，仿真软件采用复数形式表示电压和电流，包括幅度和相位信息。

4. 分析仿真结果：执行仿真后，可以得到每个频率点上的电压、电流幅度和相位差等参数。

可以通过绘制波形图、Bode图等方式来分析仿真结果，了解电路的频率响应特性。

二、AC仿真的应用AC仿真在电路设计中具有广泛的应用。

以下是几个常见的应用场景：1. 放大器设计：放大器是电路设计中常见的模块，AC仿真可以帮助工程师分析放大器的频率响应特性，包括增益、带宽等参数。

通过优化电路设计，可以实现更好的放大器性能。

2. 滤波器设计：滤波器用于对特定频率的信号进行滤波处理，AC 仿真可以帮助工程师分析滤波器的频率响应曲线，包括截止频率、衰减特性等。

通过调整滤波器的参数，可以实现所需的滤波效果。

3. 振荡器设计：振荡器是产生特定频率信号的电路，AC仿真可以帮助工程师分析振荡器的频率稳定性、输出波形等特性。

Abaqus流固耦合仿真⽅法⼤全，总有你的菜，哪怕是佛系对于⼀般的流固耦合问题，Abaqus提供的仿真⽅法多种多样，最常⽤的三⼤类是：1.协同求解需要不同求解器之间进⾏通信：a.使⽤SIMULIA 协同仿真引擎b.使⽤多场耦合分析⼯具MpCCIc.使⽤Abaqus的ZAERO接⼝程序2.CEL3.SPH⽽特殊流固耦合问题，⽐如渗流（Seepage分析）、湿模态（可⽤Acoustic单元）、流体腔（Fluid Cavity）等，Abaqus也都有对应的分析⼿段。

最近问到的流固耦合问题⽐较多，这期⽂章就介绍⼀下Abaqus常⽤的三⼤类流固耦合分析⽅法。

1.协同求解a.使⽤SIMULIA协同仿真引擎⾸先要有两个model，⼀个CFD，⼀个Structure，定义耦合界⾯，并分别创建两个作业；然后通过SIMULIA协同仿真引擎引⽤两个model的作业，创建⼀个协同仿真；最后提交协同仿真任务，在模型树中可调出两个协同分析作业的监控。

Abaqus/CFD特点：能够进⾏不可压缩流体（通常认为是液体或者密度变化相对较⼩的⽓体，0≤Ma≤0.1~0.3）动⼒学分析，可以是层流或湍流（4种湍流模型）、稳态或瞬态（能够使⽤ALE变形⽹格）。

流体参数：密度、粘度、初始速度、等压⽐热容、热膨胀系数。

⼯程应⽤领域：⼤⽓扩散、汽车⽓动设计、⽣物医药、⾷品加⼯、电器冷却、模具填充等。

6.10版引⼊CFD求解器，2017版取消，因此该⽅法只能在Abaqus有限版本内使⽤：SIMULIA Co-simulation Engine简介：达索SIMULIA的多场耦合求解平台，内置于Abaqus Job模块，功能强⼤，可以⽤于耦合Abaqus不同求解器或第三⽅求解器，⽐如单独在Abaqus内可以做到：①流固耦合将⼀个Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit分析过程与⼀个Abaqus/CFD分析过程进⾏协同；②共轭热传导将⼀个Abaqus/Standard分析过程与⼀个Abaqus/CFD分析过程进⾏协同；③电磁-热或电磁-⼒学耦合将两个Abaqus/Standard分析过程进⾏协同；④隐式瞬态分析和显式动态分析之间耦合将⼀个Abaqus/Standard分析过程与⼀个Abaqus/Explicit分析过程进⾏协同。

【教程】PSpice的4种基本仿真分析详解PSpice A/D将直流工作点分析、直流扫描分析、交流扫描分析和瞬态TRAN分析作为4种基本分析类型，每一种电路的模拟分析只能包括上述4种基本分析类型中的一种，但可以同时包括参数分析、蒙特卡罗分析、及温度特性分析等其他类型的分析，现对4种基本分析类型简介如下。

1. 直流扫描分析（DC Sweep）直流扫描分析的适用范围：当电路中某一参数（可定义为自变量）在一定范围内变化时，对应自变量的每一个取值，计算出电路中的各直流偏压值（可定义为输出变量），并可以应用Probe功能观察输出变量的特性曲线。

例对图1所示电路作直流扫描分析图1（1）绘图应用OrCAD/Capture软件绘制好的电路图如图2所示。

图2（2）确定分析类型及设置分析参数a) Simulation Setting（分析类型及参数设置对话框）的进入•执行菜单命令PSpice/New Simulation Profile，或点击工具按钮，屏幕上弹出New Simulation（新的仿真项目设置对话框）。

如图3所示。

图3•在Name文本框中键入该仿真项目的名字，点击Create按钮，即可进入Simulation Settings （分析类型及参数设置对话框），如图4所示。

图4b）仿真分析类型分析参数的设置图2所示直流分压电路的仿真类型及参数设置如下（见图4）：•Analysis type下拉菜单选中“DC Sweep”；•Options下拉菜单选中“Primary Sweep”；•Sweep variable项选中“Voltage source”，并在Name栏键入“V1”；•Sweep type项选中“Linear”，并在Start栏键入“0”、End栏键入“10”及Increment栏键入“1”。

以上各项填完之后，按确定按钮，即可完成仿真分析类型及分析参数的设置。

另外，如果要修改电路的分析类型或分析参数，可执行菜单命令PSpice/Edit Simulation Profile，或点击工具按钮，在弹出的对话框中作相应修改。

机器人运动学分析与仿真实现在当今科技飞速发展的时代，机器人技术的应用越来越广泛，从工业生产中的自动化装配线，到医疗领域的手术机器人，再到家庭服务中的智能机器人，机器人已经逐渐融入到我们生活的方方面面。

而机器人运动学作为机器人技术的重要基础，对于机器人的设计、控制和应用具有至关重要的意义。

本文将对机器人运动学进行分析，并探讨其仿真实现的方法和过程。

一、机器人运动学的基本概念机器人运动学主要研究机器人各关节的运动与机器人末端执行器位姿之间的关系。

简单来说，就是如何通过控制机器人的关节角度或位移，来实现期望的末端执行器的位置和姿态。

机器人运动学可以分为正运动学和逆运动学两个方面。

正运动学是已知机器人各关节的参数（如关节角度、长度等），求解末端执行器在空间中的位置和姿态。

这就好比我们知道了一个人的各个肢体的长度和关节的转动角度，就能推算出他的手能够到达的位置。

逆运动学则是已知末端执行器的期望位置和姿态，求解各关节应有的参数值。

这相当于我们给定了一个目标位置，需要反过来计算出各个肢体应该如何运动才能达到这个目标。

二、机器人运动学模型的建立为了进行机器人运动学的分析，首先需要建立机器人的运动学模型。

常见的机器人模型有串联机器人和并联机器人。

串联机器人是由一系列关节依次连接而成，每个关节只有一个自由度；并联机器人则是由多个支链并行连接到动平台和静平台之间，具有多个自由度。

在建立模型时，需要确定机器人的连杆参数，包括连杆长度、连杆扭转角、关节偏移量和关节转角等。

这些参数通常可以通过机器人的机械结构设计图纸或实际测量得到。

以一个简单的平面两关节机器人为例，我们可以将其看作是两个连杆通过关节连接在一起。

设第一个连杆的长度为＄l_1$，第二个连杆的长度为＄l_2$，关节 1 的转角为＄＼theta_1$，关节 2 的转角为＄＼theta_2$。

通过三角函数的关系，可以得到末端执行器在平面坐标系中的位置坐标＄（x, y)＄与关节角度＄＼theta_1$ 和＄＼theta_2$ 之间的关系。

基于ANSYS的压电堆执行器仿真分析ANSYS是一种广泛应用于工程领域的仿真分析软件，其中包括压电堆执行器仿真分析。

这篇文章将介绍如何使用ANSYS对压电堆执行器进行仿真分析。

压电堆执行器是一种能够将电能转换为机械能的设备，它利用压电效应来实现这一转换。

压电材料在某些条件下可以产生电场，这个电场的方向与施加在压电材料上的压力方向相反。

利用这个效应，可以将电能转换成机械能。

首先，在ANSYS中创建一个仿真模型。

在这个模型中，需要建立一个三维模型来表示压电堆执行器的结构。

使用ANSYS中的建模工具可以轻松地建立模型。

同时，还需要为模型指定材料属性和物理特性，这些属性直接影响到仿真结果的准确性。

接下来，将应用一些压力或电场力对压电堆执行器的模型进行初始加载。

这些加载可以用来模仿实际工作条件下的压力或电场。

在压电堆执行器的实际工作中，通常需要对其进行精确的控制，这就需要对其响应进行仿真分析。

基于加载的压力或电场，ANSYS将生成结构的初始形状。

然后，可以对这个初始形状施加额外的加载，比如在压电堆执行器上施加更强的电场或扭矩。

这样，将会生成一个新的形状，并在ANSYS中报告出相应结果。

当进行仿真分析时，ANSYS可以生成各种类型的图形和图像，以帮助工程师更好地理解和解释结果。

这些结果可以帮助开发人员优化设计并确认执行器的性能。

在结果处理的过程中，可以对不同方面的结果进行分析，比如力学应力、变形等。

可以运用ANSYS的高级分析工具，包括热力学和电气气动学来进一步优化设计。

综上所述，ANSYS是一种强大的分析工具，可以用于压电堆执行器仿真分析。

通过创建一个三维模型，施加加载并对结果进行分析，可以帮助工程师更好地理解执行器的性能，从而优化设计。

除了在ANSYS中进行初始建模和仿真分析外，还可以使用该软件进行优化设计。

在压电堆执行器优化设计过程中，工程师可以使用ANSYS中的优化器来寻找最佳参数组合。

通过改变不同参数，比如材料类型、厚度等，可以调整执行器的性能。

【教程】PSpice的4种基本仿真分析详解PSpice A/D将直流工作点分析、直流扫描分析、交流扫描分析和瞬态TRAN分析作为4种基本分析类型，每一种电路的模拟分析只能包括上述4种基本分析类型中的一种，但可以同时包括参数分析、蒙特卡罗分析、及温度特性分析等其他类型的分析，现对4种基本分析类型简介如下。

1. 直流扫描分析（DC Sweep）直流扫描分析的适用范围：当电路中某一参数（可定义为自变量）在一定范围内变化时，对应自变量的每一个取值，计算出电路中的各直流偏压值（可定义为输出变量），并可以应用Probe功能观察输出变量的特性曲线。

例对图1所示电路作直流扫描分析图1（1）绘图应用OrCAD/Capture软件绘制好的电路图如图2所示。

图2（2）确定分析类型及设置分析参数a) Simulation Setting（分析类型及参数设置对话框）的进入•执行菜单命令PSpice/New Simulation Profile，或点击工具按钮，屏幕上弹出New Simulation （新的仿真项目设置对话框）。

如图3所示。

图3•在Name文本框中键入该仿真项目的名字，点击Create按钮，即可进入Simulation Settings（分析类型及参数设置对话框），如图4所示。

图4b）仿真分析类型分析参数的设置图2所示直流分压电路的仿真类型及参数设置如下（见图4）：•Analysis type下拉菜单选中“DC Sweep”；•Options下拉菜单选中“Primary Sweep”；•Sweep varia ble项选中“V oltage source”，并在Name栏键入“V1”；•Sweep type项选中“Linear”，并在Start栏键入“0”、End栏键入“10”及Increment栏键入“1”。

以上各项填完之后，按确定按钮，即可完成仿真分析类型及分析参数的设置。

另外，如果要修改电路的分析类型或分析参数，可执行菜单命令PSpice/Edit Simulation Profile，或点击工具按钮，在弹出的对话框中作相应修改。

功能仿真和时序仿真1推荐仿真过程是正确实现设计的关键环节，用来验证设计者的设计思想是否正确，及在设计实现过程中各种分布参数引入后，其设计的功能是否依然正确无误。

仿真主要分为功能仿真和时序仿真。

功能仿真是在设计输入后进行；时序仿真是在逻辑综合后或布局布线后进行。

1. 功能仿真( 前仿真)功能仿真是指在一个设计中，在设计实现前对所创建的逻辑进行的验证其功能是否正确的过程。

布局布线以前的仿真都称作功能仿真，它包括综合前仿真（Pre-Synthesis Simulation ）和综合后仿真（Post-Synthesis Simulation ）。

综合前仿真主要针对基于原理框图的设计; 综合后仿真既适合原理图设计,也适合基于HDL 语言的设计。

2. 时序仿真（后仿真）时序仿真使用布局布线后器件给出的模块和连线的延时信息，在最坏的情况下对电路的行为作出实际地估价。

时序仿真使用的仿真器和功能仿真使用的仿真器是相同的，所需的流程和激励也是相同的；惟一的差别是为时序仿真加载到仿真器的设计包括基于实际布局布线设计的最坏情况的布局布线延时，并且在仿真结果波形图中，时序仿真后的信号加载了时延，而功能仿真没有。

3.2.2 仿真工具1. ModelSim 总体概览ModelSim 仿真工具是工业上最流行、最通用的仿真器之一，可支持Verilog 、VHDL 或是VH DL/ Verilog 混合输入的仿真，它的OEM 版本允许Verilog 仿真或VHDL 仿真。

Model 技术公司共开发了ModelSim/VHDL 和ModelSim/Verilog 两种ModelSim 产品，但它又分为不同的版本：OEM 版本——ModelSim/LNL 支持Verilog 或者VHDL ，但是不同时支持；ModelSim/PLUS 版本支持混合仿真Verilog 和VHDL ；ModelSim/SE 版本支持PLUS 的所有功能连同附加功能。

非线性控制系统设计及仿真分析随着工业自动化的不断普及，非线性控制系统的重要性日益突显。

相比于线性控制系统，非线性控制系统能够更好地解决复杂系统的控制问题。

因此，非线性控制系统在诸多领域得到了广泛应用，例如航空、航天、机械制造、电力等工业领域。

非线性控制系统最大的特点是系统具有非线性动态特征，导致传统的线性控制理论无法完全适用于非线性系统。

因此，非线性控制系统的设计及仿真分析需要运用到一系列新型工具和方法。

本文旨在探讨非线性控制系统设计及仿真分析相关的工具、方法和技术。

一、非线性控制系统的构成非线性控制系统包含两大部分：控制对象和控制器。

其中，控制对象是一个非线性系统，通过控制器对其进行控制。

控制器则由控制算法和执行机构构成。

控制算法根据控制对象信息，进行实时控制，并通过执行机构对控制对象进行调节。

在非线性控制系统中，最常见的控制算法是反馈控制算法。

反馈控制算法根据系统的实时状态信息，计算出控制量，并通过执行机构对系统进行调节，使系统状态达到期望的目标值。

非线性控制系统中，常用的执行机构有驱动、电机、水泵等。

二、非线性控制系统的设计方法非线性控制系统的设计方法主要包括模型建立、控制器设计及仿真分析。

1. 模型建立模型建立是非线性控制系统设计的重要环节。

正确的模型能够提供系统的基本特性和运动规律，为后续的控制器设计和仿真分析提供参考依据。

在非线性控制系统中，最常见的建模方法是基于微分方程的建模方法。

基于微分方程的建模方法分为两类：基于物理模型和基于数据模型。

基于物理模型的建模方法需要根据系统中的物理规律，建立出系统的微分方程模型。

基于数据模型的建模方法则是根据实验数据建立出系统的数学模型。

2. 控制器设计基于模型的控制器设计主要包括线性控制和非线性控制。

线性控制通常采用PID控制器；而非线性控制需要根据控制对象的非线性特性，采用非线性控制器进行设计。

非线性控制器可以分为两类：模型优化控制和自适应控制。

Multisim简介一、Multisim教学版安装步骤1、启动安装：打开Multisim目录，双击执行Setup程序，启动安装。

安装过程将出现一系列对话框，包括检查系统环境、版权申明、更新系统说明、更新系统文件等。

2、重新开机。

3、重新启动：重新开机后，安装程序并不会继续执行安装，必须重新启动安装程序，按钮，选择程序/Startup/Continue Setup，安装程序重新启动。

4、输入相应序列号：安装程序重新启动后，第一阶段出现过的界面和对话框还会一次出现，按以上相应步骤执行。

其中Serial一项需要从Multisim2001目录中打开SN.txt文件查找到相应序列号填入。

二、运行MultisimMultisim安装后如果不启动输入交付码（Release Code），将受到15天的使用限制，即使重新安装也于事无补。

因此安装后应尽快启动并输入交付码。

用鼠标左键双击桌面上的“Multisim”，或者点击“开始”—〉“程序”—〉“Multisim”。

出现图1所示的启动画面。

在该画面中点击“Enter Release Code”，从Multisim目录中打开SN.txt文件查找到相应的交付码填入，点击Continue即可进入Multisim窗口。

图1 启动画面Multisim窗口界面主要包括以下几个部分：菜单栏：系统工具栏：设计工具栏：元器件箱（在界面的最左边）：仪表工具栏（在界面的最右边）：三、元器件箱元器件箱在界面的最左边按列排放，包括14个元器件库，其中模拟电路常用库为电源库、基本元件库、二极管库、晶体管库、模拟元件库，简介如下：电源库：开关电源/信号源。

基本元件库：如电阻器、电容器、电感器等常用的元件。

二极管库：包括各种二极管、闸流体及桥式整流器等。

晶体管库：包括双极性晶体管(BJT)、场效晶体管(FET)。

模拟元件库：如运算放大器等。

四、虚拟仿真仪表仪表工具栏在界面的最右边按列排放，包括11种虚拟仪器，其中模拟电路测试常用仪表为数字万用表、函数发生器、示波器、波特图仪，简介如下：波特图仪。