基于simulink的电路仿真实验设计-文献综述

第1页开题报告（文献综述）1.引言电子电路的教学不仅要求掌握基本原理和计算方法,更重要的是培养电路的设计、分析和开发能力。随着电子和计算机技术高速发展,电子产品已与计算机系统紧密相连。MATLAB是一个高级的数学分析和计算软件,Simulink是运行在MATLAB环境下,用于建模、仿真和分析动态系统的软件包,它支持连续、离散及两者混合的线性及非线性系统。使用Simulink可以很容易地创建一个新的模型,或者是修改旧的模型。它的仿真过程是交互式的,可以随时修改参数,并且能够立即看到仿真的结果。2它成功地将原理设计图、系统模拟和仿真、虚拟仪器等融为一体,组成计算机电子工作平台,既可以克服实验室器件品种、规格和数量不足、仪器损坏的困难,又可以通过验证型、测试型、设计型、纠错型和创新型等不同形式的训练,培养学生的分析、应用和创新能力,同时,完成电路的性能分析和时序测试训练,大大提高了电子设计工作的质量和效率。2.Simulink仿真技术简介与电路仿真实验设计2.1.Simulink仿真技术简介1990年，MathWorks软件公司为MATLAB提供了新的控制系统模型化图形输入与仿真工具，并命名为SIMULAB，该工具很快就在控制工程界获得了广泛认可，使得仿真软件进入了模型化图形组态阶段。1992年正式将该软件更名为Simulink。Simulink的出现给控制系统分析与设计带来了福音。它有两个主要功能：Simu（仿真）和Link（连接），即该软件可以利用鼠标在模型窗口上绘制出所需要的控制系统模型，然后利用Simulink提供的功能来对系统进行仿真和分析。在实际工程中，控制系统的结构往往很复杂，如果不借助专用的系统建模软件，则很难准确地把一个控制系统的复杂模型输入计算机，对其进行进一步的分析与仿真。因此，熟悉Simulink对于一个当代从事自动控制方面工作的人来说是非常必要的。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模型化图形输入的，从而使得用户可以把更多的精力投入到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提供了一些按功能分类的基本系统模块，用户只需要知道这些模型的输入、输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通第2页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块（以.mdl文件进行存取），进而进行仿真与分析。12.2.电路仿真实验设计我们在对一个电路进行分析的时候，应用Simulink对电路进行仿真对我们来说方便了许多，在我们实际操作过程中，我们可能会遇到很多问题，一旦操作不当，实验仪器便会损坏，这样使得实验成本加大，实验更加繁琐，而应用模拟仿真会更大地程度方便分析与操作。对于电路仿真的思路如下：（a）对电路进行原理性的分析,了解电路的功能,弄清楚电路能得到的最佳的仿真结果是怎样的。（b）根据分析构建模型,利用不同的参数对电路进行模拟,观察仿真的结果,分析原因,提出可能的改善的方案,如此反复,直至得到满意的仿真结果。（c）根据仿真模型的参数确定电路的参数,并通过实验验证仿真的结果是否正确,电路性能是否符合要求,如果符合要求,则电路的优化工作可以结束,如果不相符合,则应检查模型构建是否合理,是否有外界干扰等等,找出原因,以便解决。电路仿真的流程图如下：第3页3.Simulink对于电路仿真的意义用Simulink进行仿真模拟实验,实验过程非常接近实际操作的效果。各元器件选择范围广,参数修改方便,电路调试快速简捷。Simulink提供了各种丰富的调试测量工具,是一个全开放性的仿真实验和课件制作平台,为我们提供了一个综合性电子技术虚拟实验室。仿真实验室还可以让学生进行电路设计,以提高他们的理论联系实际能力和动手能力。例如学习组合电路和时序电路后,设计十字路口交通灯控制电路,在仿真实验室通过了再用实际元件制作实验,这样既丰富了实验内容,又提高了实验时的操作效率,减少仪器、元件的损坏,提高实验教学效果。Simulink适用于模拟电路和数字电路的仿真实验,是普通电子线路实验室的有益和必要补充。对于学生学习过程中的疑难问题,或是平时不方便开展的、费时过多的实验,安排在仿真实验室仿真,可以激发学生学习兴趣,提高分析问题的能力,节约正常的教学实验时间。同时,通过电路仿真,可以帮助学生更快、更好地掌握讲述的内容,加深对概念、原理的理解,并熟悉常用电子仪器的测量方法,进一步培养学生的综合分析能力、排除故障能力和开发、创新能力。4.结论电路分析是电子技术和电工学教学中重要内容，它作为一门专业基础课，其目的是培养学生对电路基本理论、定律、概念及分析方法等方面能力。在电路分析的学习过程中，大量的数值计算、抽象的电路方程和复杂的动态分析是常见的学习障碍。对高职高专类院校而言，学生在进行理论课程学习时遇到的困难更大。于是，引入生动的计算机辅助教学对提高教学效果很有必要。对电路分析而言，常见仿真软件有Matlab、MultiSim（即ElectronicsWorkBench）和IsSpice，其中Matlab应用更广泛，除进行仿真外还可以完成复杂电路方程的数值求解。在电路分析传统教学方法中，理论分析主要基于对电路方程的讨论而非仿真或实验，学生感性认识很少。同时，实验教学中完成的实验是专门设计的典型实验,不利于培养学生的创新能力和动手能力。这里我们可以在电路分析实验教学中借助Matlab/Simulink解决这些问题，并可以以实例说明使用Simulink这类工具进行辅助教学的一般方法。借助功能全面的Simulink系统,学生可以完成许多与电路有关的实验,并且进行精确的定量分析。整个实验过程高效、经济、安全，对培养学生的动手能力能起到很好的效果。第4页参考文献1.张德丰MATLAB/Simulink建模与仿真C北京：电子工业出版社，2009.2.赖义汉EWB电子线路仿真实验的设计与应用C龙岩师专学报，2004.12.3.闫伟伟,汪建星,胡钢基于Smiulink的滤波放大电路仿真研究A河海大学常州分校学报，20014.高士君,刘建平基于Matlab/Simulink三相桥式整流电路的直流电机的仿真A.山东科技大学信息与