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仿真技术及应用实验指导书目录前言 (I)目录 (II)实验项目 (2)实验1 利用替换法构建系统仿真模型实验 (2)1.1 实验目的 (2)1.2 实验内容与要求 (2)1.5 实验报告要求 (3)实验2 利用根匹配法构建系统仿真模型实验 (4)2.1 实验目的 (4)2.2实验内容与要求 (4)2.5实验报告要求 (5)实验3 利用数值积分算法的仿真实验 (6)3.1 实验目的 (6)3.2 实验内容与要求 (6)3.5实验报告要求 (7)实验四基于Simulink控制系统仿真与综合设计 (8)4.1实验目的 (8)4.2实验内容与要求 (8)4.5 实验报告要求 (9)实验五基于Simulink三相电路仿真 (10)5.1实验目的 (10)5.2实验内容与要求 (10)5.5 实验报告要求 (12)实验六基于Simulink的直流斩波电路仿真实验 (13)6.1实验目的 (13)6.2实验内容与要求 (14)6.5 实验报告要求 (15)实验七基于Simulink的简单电力系统仿真实验 (16)7.1实验目的 (16)7.2实验内容与要求 (16)7.5 实验报告要求 (17)实验8 基于Simulink的伺服系统仿真 (17)8.1实验目的 (17)8.2实验内容与要求 (18)实验项目实验1 利用替换法构建系统仿真模型实验1.1 实验目的1) 熟悉MATLAB 的工作环境；2) 掌握MATLAB 的 .M 文件编写规则，并在命令窗口调试和运行程序；3) 掌握利用替换法构造系统离散模型的方法,并对仿真结果进行分析。
1.2 实验内容与要求1.2.1 实验内容系统电路如图 1.1所示。
电路元件参数：直流电压源V E 1=，电阻Ω=10R ，电感H L 01.0=，电容F C μ1=。
电路元件初始值：电感电流A i L 0)0(=，电容电压V u c 0)0(=。
系统输出量为电容电压)(t u c 。
姓名班级学号实验日期2014.11. 节次教师签字成绩实验名称出租车计价表的简单逻辑设计1.实验目的（1）掌握并熟练运用集成同步加法计数器74LS160芯片的清零、置数和级联功能的接法，并能综合运用这些接法实现进制改变等功能。
（2）掌握并熟练运用中规模4位二进制码比较器74LS85芯片的数码比较功能。
（3）用若干集成同步加法计数器74LS160芯片和中规模4位二进制码比较器74LS85芯片组合设计出租车计价表电路，使之实现如下功能：起步价为3公里内8元，超过3公里每公里收2元，停车不计费，将最后的钱数通过数码管显示。
2.总体设计方案或技术路线（1）行车距离的模拟：在车轮上安装传感器，获得车轮转动信息，即获得行车距离信息，将出租车行驶距离转换成与之成正比的脉冲个数。
本实验设定每100m产生一个脉冲，脉冲频率反应行车速度，脉冲源由示波器的信号发生器提供。
（2）基本计数电路：，将该脉冲作为74LS160（I）的时钟，通过同步每100米产生一个脉冲CP置数对该脉冲进行5分频，那么得到的脉冲CP为每500m（1里）产生一次。
1作为距离计数单位以便距离累加电路进行距离累加。
CP1作为价格计数单位则为1元/里，以便计价电路进行价格累加；CP1（3）距离累加电路：将74LS160（II）和74LS160（III）通过级联构成一个0～99的加法计数器，作为他们的时钟。
然后分别把对行驶距离进行累计（距离单位：里），其中CP1两个芯片和数码管连接显示行驶距离。
因此该计价表行驶距离最大值为99里，即49.5公里。
（4）比较判断电路：将CP1作为74LS160（IV）的时钟，实现距离累加功能，与（3）不同的是它的输出端QD QCQBQA与74LS85的A3A2A1A相连,而B3B2B1B为0110，意味着6个500m即3公里，当74LS160（IV）输出小于或等于3公里时，A>B端为低电平，当输出大于3公里时，A>B端为高电平。
Harbin Institute of Technology数字电路自主设计实验院系：航天学院班级：姓名：学号：指导教师：哈尔滨工业大学一、实验目的1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。
2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。
3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。
4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
5．数电课程实验为我们提供了动手实践的机会，增强动手实践的能力。
二、实验要求设计流水灯，即一排灯按一定的顺序逐次点亮，且可调频、暂停、步进。
三、实验步骤1．设计电路实现题目要求，电路在功能相当的情况下设计越简单越好；2. 画出电路原理图（或仿真电路图）；3.元器件及参数选择；4.电路仿真与调试；5.到实验时进行电路的连接与功能验证，注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉，注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片；6.找指导教师进行实验的检查与验收；7.编写设计报告：写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，心得体会。
四、实验原理设计流水灯的方法有很多种，我的设计思路是：利用555定时器产生秒脉冲信号，74LS161组成8进制计数器，74LS138进行译码，点亮电平指示灯。
并通过调节555的电阻，实现频率可调。
通过两与非门，实现暂停、步进功能。
1.秒信号发生器（1）555定时器结构（2）555定时器引脚图（3）555定时器功能表（4）555定时器仿真图2. 74LS161实现8进制加计数74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器,它可以灵活地运用在各种数字电路，以及单片机系统中实现分频器等很多重要的功能。
（1）74LS161同步加法器引脚图管脚图介绍:始终CP和四个数据输入端P0-P3清零CLR使能EP,ET置数PE数据输出端Q0-Q3进位输出TC（2）74LS161功能表（5）74LS161仿真图对74LS161进行八进制计数改组，需要一个与非门，即芯片74LS00,也就是将74LS161的输出端通过与非门，当输出为8时将输出为高电平的端口与非后接到74LS161的清零段。
哈工大电大数字电子技术基础大作业
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
数字电子技术基础大作业
课程名称：数字电子技术基础
设计题目：血型与状态机
院系：
班级：
设计者：
学号：
哈尔滨工业大学
血型逻辑电路设计
一实验目的
1.掌握采用可编程逻辑器件实现数字电路与系统
的方法。
2.掌握采用Xilinx_ISE软件开发可编程逻辑器件
的过程。
3.学会设计血型能否输血的数字电路。
4.掌握Verilog HDL描述数字逻辑电路与系统的方
法。
二设计要求
1.采用BASYS2开发板开关，LED，数码管等制作验
证能否输血的电路。
2.采用Xilinx_ISE软件进行编程、仿真与下载设
计到BASYS2开发板。
三电路图
1.电路模块图（简化）
应用：
2.内部电路组成（简化）。
电气工程及其自动化专业本科生培养方案一、培养目标本专业培养具备电气工程领域相关的基础理论、专业技术和实践能力，具有宽广的自然科学基础和良好的人文素养，富于创新精神，能在电机与电器、电力系统、工业自动化以及电气装备制造等领域从事科学研究、工程设计、系统运行、试验分析、管理等工作的宽口径、复合型高级工程技术人才，以及具有国际竞争力的高水平研究型精英人才或工程领军人才。
二、培养要求本专业学生主要学习电路、电磁场、电子技术基础、计算机技术、信号分析与处理、通信与网络技术、电机学、自动控制理论和电力电子技术等方面基础理论和专业知识，接受电工、电子、信息、控制及计算机技术方面的基本训练，掌握解决电气工程领域中的装备设计与制造、系统分析与运行及控制的基本能力。
毕业生应当具备以下几方面的知识和能力：1.掌握较扎实的高等数学和大学物理等自然科学基础知识，具有较好的人文社会科学和管理科学基础，具有一定的外语国际交流和运用能力；2.系统地掌握电气工程学科的基础理论和基本知识，主要包括电工理论、电子技术、信息处理、控制理论、计算机软硬件基本原理与应用等；3.掌握电气工程相关的系统分析方法、设计方法和实验技术；4.具有本专业领域内至少一个专业方向（电机、电力系统、工业自动化和电器）的专业知识和技能，了解本专业学科前沿的发展趋势；5.具有较强的适应能力，具备一定的科学研究、技术开发和组织管理能力；6.具有较好的工程实践动手能力和计算机应用能力，能综合运用所学知识分析和解决本领域工程问题；7.掌握其他的一些技能，如信息技术获取，组织管理，团队合作，持续的知识学习等。
三、主干学科电气工程。
四、专业主干课程C语言程序设计、机械学基础、电路、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、电磁场、电机学、自动控制理论、嵌入式系统原理及应用、仿真技术与应用、电力电子技术、信号与系统、工业通信与网络技术。
五、修业年限、授予学位及毕业学分要求修业年限：四年。
哈工大电气学院课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够掌握电路分析的基本原理，理解并运用复数表达法进行交流电路的计算。
2. 学生能够运用基本电路定理，如欧姆定律、基尔霍夫定律，分析简单的电气网络。
3. 学生能够识别并描述常见电子元件的工作原理和特性。
技能目标：1. 学生能够设计简单的电路图，并进行模拟计算，验证电路性能。
2. 学生通过实验和模拟软件操作，培养动手能力和实际问题解决能力。
3. 学生能够运用电气工程相关软件进行基础电路设计与仿真。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电气工程学科的兴趣，增强探究精神和创新意识。
2. 学生通过团队合作完成项目任务，培养沟通能力和团队协作精神。
3. 学生能够在电路设计和分析中，认识到科技对社会发展的贡献，增强社会责任感和职业道德。
本课程针对哈工大电气学院高年级学生设计，课程性质以实践与应用为主，结合理论教学。
学生具备一定的物理和数学基础，对电气工程有初步了解。
教学要求强调理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力、创新思维和解决复杂工程问题的能力。
通过具体学习成果的达成，为学生未来从事电气工程领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 电路分析基本原理：复数表达法，相量图绘制，交流电路的阻抗与导纳分析。
- 教材章节：第三章“交流电路的分析方法”2. 基本电路定理：欧姆定律，基尔霍夫定律，节点分析，回路分析。
- 教材章节：第四章“电路定理及其应用”3. 电子元件特性：电阻、电容、电感元件的伏安特性，频率响应特性。
- 教材章节：第二章“电路元件及其特性”4. 电路设计与仿真：利用Multisim、LTSpice等软件进行电路设计、模拟与验证。
- 教材章节：第六章“电路仿真技术”5. 实践项目：设计并搭建简单的放大电路，测试其性能参数。
- 教材章节：第五章“电子电路设计与实践”教学内容安排与进度：第一周：电路分析基本原理，复数表达法的应用。
第二周：基本电路定理学习，进行相关习题练习。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y课程设计说明书（论文）课程名称：电子技术课程设计设计题目：声控开关的设计与制作院系：电气工程及其自动化班级：1406111设计者：赵元胜学号：1140610319指导教师：吕超设计时间：2016年12月5-18日哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计任务书*注：此任务书由课程设计指导教师填写。
声控灯的设计与制作1设计任务及原理设计任务基本要求：设计一个声控开关，控制对象为发光二极管，接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二级管，灯亮时间可调。
控制延时时间用数字显示。
扩展要求：发光二极管点亮时间延时显示。
1.1设计原理声控灯是将声音信号转换为电信号、电信号再转换为光信号的装置。
输入部分可由一个驻极体话筒实现。
话筒的高分子极化膜生产时就注入了一定的永久电荷。
在声波的作用下，极化膜随着声音震动，电容是随声波变化。
于是电容两极间的电压就会成反比的变化。
将电容两端的电压取出来，就可以得到和声音对应的电压了。
但是这个电压信号非常小，不能驱动LED灯。
对这个电压信号进行放大、整形，才能得到足够大的电压。
声控灯的延时可以由一个单稳态触发电路实现。
单稳态电路的暂态时间就是发光二极管的发光持续时间。
用前面经放大的电压作为触发脉冲输送给单稳态触发电路，会得到一个持续特定时间的电压输出。
这个输出来驱动发光二极管，就达到了声控、发光的目的。
计数器部分首先需要一个时钟源。
时钟源脉冲可由多谐振荡器获得。
将单稳态电路的输出与时基脉冲结合，控制计数器的计数与清零，就可以使计数部分与发光部分同步工作。
计数结果再经译码输送给共阳极数码管，显示出来。
2设计过程2.1声控灯电路原理：当驻极体话筒接受到一定强度的声音信号时，声音信号转换为电压信号，经三极管放大、施密特触发器整形后，触发单稳态延时电路，产生一个宽度可调的脉冲信号，驱动发光二极管发光。
哈尔滨工业大学航天学院控制科学与工程系生产实习报告班级：学号：姓名：实习地点：实习时间： 2016.7.18 —— 2016.7.29 带队教师：刘海峰、章欣2016年8月20日一、实习情况概述在2016年7月18日到7月29日期间，我们在哈尔滨进行了自动化生产实习。
每天上午在正心楼通过听讲座了解各个实验室、课题组的研究方向及课题项目，下午去科学园或者公司进行实地参观，了解了实验室部分设备的性能和用途，以及公司的生产情况。
参观的单位包括控制理论与制导技术研究中心、汽车电子联合实验室、航天科技风华股份有限公司、仿真中心、惯导中心、光刻机课题组、智能控制系统研究所、马广富课题组、控制科学与工程系。
实习时间：2016年7月18 日—— 2016年7月29日实习地点：7月18日：控制理论与制导技术研究中心7月19日：汽车电子联合实验室7月20日：航天科技风华股份有限公司7月21日：仿真中心姚郁组7月22日：仿真中心杨明组7月25日：惯导中心7月26日：光刻机课题组7月27日：智能控制系统研究所7月28日：马广富课题组7月29日：控制科学与工程系二、实习中进行了哪些实习内容7月18日：控制理论与制导技术研究中心上午讲座：主讲人：班晓军、张迎春、周彬、侯明哲内容：首先是班晓军老师介绍了整个中心的教师队伍组成，以及主要的研究方向，接着四个老师分别讲了自己的科研课题，我感兴趣的有导弹制导与控制技术、鲁棒控制理论与应用等。
这个中心现在主要与研究所合作，进行一些月球车重力抵消方面的研究，而且老师还给我们看了实物的一些照片，十分壮观，那个有三层楼高的试验设备让我留下了十分深刻的印象。
下午参观：我们三点十分到科学园2F栋，博士生学长为我们介绍了两个实验项目，包括气悬浮小车的控制和无人机的编队。
整个实验室有四间房屋那么大，顶上装有摄像机和红外线感应装置，通过捕捉一些敏感材料的位置，来控制整个编队。
这么高大上的实验装置让我对未来的学习充满了期待与憧憬，虽然现在我并不能深刻理解学长讲的所有东西，但是这却激发了我对学习的兴趣，我觉得这是最重要的收获。
如有你有帮助，请购买下载，谢谢！高级电子技术综合实验
电子仪器仪表的使用
姓名：
学号：
学院：
专业：
日期：
2016年6月
实验一Agilent DSO-X 2002A示波器基本应用
1.必备知识
Agilent InfiniiVision 2000X系列拥有入门级的价位和卓越的性能，以及同类产品不能提供的可选功能。
安捷伦的突破性技术可在同等预算条件下提供性能更优异的示波器。
它具有同档产品中的最大显示屏、最深存储器和最快波形更新速率，可以观察更长时间的信号，并观察更多信号的细节。
它将示波器和WaveGen内置函数发生器的功能集于一身，能够执行更多测量。
1）最大显示屏
为获得最佳信号可视性，Agilent 2000 X系列示波器配备了业内同档次中最大的显示屏。
8.5 英寸WVGA 显示屏与同档的其他示波器相比，显示面积至少大两倍，分辨率至少高五倍。
2）最快更新速率
InfiniiVision 2000X系列采用安捷伦的MegaZoom IV定制ASIC技术，具有高达每秒50,000 个波形的更新速率。
利用这个速度，能观察到某段时间内的更多信号细节和偶发异常。
3）更深的存储器，更长的捕获时间
Agilent 2000X系列具有高达100 kpts的存储器，比同档的其他示波器至少高40 倍，能够捕获长时间的信号，同时在调整水平设置时，可以在较大的时间/格时仍维持高采样率，并且可以对感兴趣的区域进行迅速缩放。
深存储器使示波器可在更长时间内保持高采样率。
4）业内独有的WaveGen内置函数发生器
2000X系列是业界首款集成了20MHz函数发生器的波器，特别适合非常注重工作台空间和预算的教学实室或设计实验室使用。
集成的函数发生器能为被测件出正弦波、方波、斜波、脉冲、直流和噪声波形等激励。
示波器探头用来连接测试设备与示波器的输入接口。
为了保证在测试过程中，示波器及其探头不能改变测试信号的特征，需要高阻抗连接将示波器与测试电路分隔开。
示波器探头在测试点提供相对较高的输入阻抗。
示波器的探头分为很多种类，本次试验使用的是无源探头，该类型探头不包含晶体管和放大器等任何有源组件。
实际使用中，需要根据无源探头的比例，正确设置示波器探头的衰减常数，以保证结果的正确性。
2.实验目的
1）了解国际上技术先进的X2000系列示波器原理、主要技术指标。
2）熟悉X2000系列的示波器自带的培训信号。
3）熟悉示波器状态的正确调整方法，掌握用示波器测量直流电压、交流电压、时间间隔以及脉冲波形的上升沿、下降沿等参数的方法。
4）掌握示波器触发模式和耦合模式的使用；熟悉示波器波形的采集控制等。
3.实验内容
（1）观察示波器校准信号
1）将示波器CH1通道的测试端与示波器的“Probe Comp”端相连，黑色夹子与示波器接地端相连。
2）按下“Auto Scale”自动设置按键，观察示波器屏幕，关闭CH2通道。
3）选择CH1通道为“交流耦合”，并开启“带宽限制”功能。
4）按下“Trigger”按键，触发类型选择“边沿”触发，触发源选择“1”。
按下“Mode Coupling （耦合）”按键，触发模式，选择“自动”。
5）调节“触发电平”旋钮，观察触发电平（黄色T线）大于波形幅度最大值和小于幅度最小值时，波形的变换情况，如图1.1所示。
然后将将触发电平调节到合适位置。
只有当触发电平介于波形幅度最大值和最小值之间时，波形才能稳定。
图1.1触发电平高低对示波器的校准信号波形的影响
6）调节示波器水平时基设置和CH1通道垂直幅度和位置设置，将波形大小合适的显示在示波器的屏幕上。
7）按下“Meas”快速测量按键，测试源选择“1”，分别测量交流耦合和直流耦合两种情况下，
9）图1.2（a）和（b）分别对应，示波器交流耦合和直流耦合状态下的校准信号。
（a）（b）
图1.2示波器的校准信号
（2）观察培训信号
将示波器通道1连接到Demo 1端，通道2连接到Demo 2端，两个通道的黑色夹子连接到示波器的接地端。
按下前面板右上部分附近的“缺省设置（Default Setup）”按键，恢复示波器默认设置。
按示波器显示屏下方的培训信号软键，选择相应的培训信号。
1）正弦波
培训信号选择“正弦波”，DEMO 1为正弦波，DEMO 2关闭，点击输出，则通道1显示为正弦波。
分别调节通道1的垂直设置旋钮和水平设置旋钮，直到显示屏出现两个以上周期的完整正弦波波形，如图1.3所示。
利用快速测量“Meas”按键，可以测试正弦波峰峰值、频率、周期等参量，
图1.3培训信号——正弦波
2）带噪声的正弦波
培训信号选择“带噪声的正弦波”，DEMO 1为正弦波（噪声），DEMO 2关闭，点击输出，则通道1显示为正弦波（噪声），如图1.4（a）所示。
按下Mode Coupling（模式/耦合）按键，选择“高频抑制”软键，以打开高频抑制滤波器。
使用高频抑制触发噪声正弦波如图1.4（b）所示。
（a）（b）
图1.4培训信号——带噪声的正弦波信号
需要注意的是，由于高频抑制滤波器基于固定的50kHz低通硬件滤波器，因此不能在更高频率的信号上使用。
如果在20MHz噪声正弦波上使用触发高频抑制，则50kHZ滤波器将掩盖噪声和基本20MHz正弦波，使其不可能触发任何信号。
按下前面板“Acquire（采集）”按键，将示波器的采集模式更改为平均模式，示波器会对多个波形采集一起进行平均操作。
如果信号中的噪声是随机的，则噪声分量会平均出来，这样对于基本信号分量能够执行更为准确的测量，如图1.5所示。
