基于multisim的控制理论仿真实验平台开发论文

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1、基于Multisim的控制理论仿真实验平台开发毕业论文目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题的提出及意义11.2国内外研究现状11.3本课题研究的主要内容21.3.1课题研究的主要内容21.3.2课题的实施方案31.3.3课题的预期效果31.4课题所用工具介绍31.4.1Multisim软件的简介31.4.2VB软件的简介5第2章实验指导书72.1典型线性环节的模拟72.1.1比例环节82.1.2积分环节92.1.3比例积分环节112.1.4比例微分环节122.1.5比例积分微分环节132.1.6惯性环节142.1.7实验结果范例162.2二阶系统

2、的阶跃响应172.2.1二阶系统的阶跃响应192.2.2二阶系统的典型结构212.2.3实验结果范例232.3线性系统的稳定性研究25712.3.1三阶系统稳定性研究实验252.3.2实验结果范例282.4二阶系统的频率响应302.4.1过阻尼二阶系统的频率响应312.4.2欠阻尼二阶系统的频率响应322.4.3实验结果范例332.5线性定常系统的稳态误差352.5.10型二阶系统的稳态误差352.5.2Ⅰ型二阶系统的稳态误差372.5.3Ⅱ型二阶系统的稳态误差392.5.4实验结果范例412.6线性定常系统的串联校正422.6.1时域法串联校正422.6.2期

3、望特性校正法442.6.3实验结果范例472.7系统能控性与能观性分析492.8控制系统极点的任意配置502.8.1典型二阶系统全状态反馈的极点配置522.8.2典型三阶系统全状态反馈的极点配置542.8.3实验结果范例563.1仿真界面的效果583.2仿真界面的设计说明59结论60参考文献61致谢6271第1章绪论1.1课题的提出及意义《自动控制原理》作为工科类院校的专业基础课，其在学科体系中具有十分重要的地位。该课程理论性强，章节逻辑关系严谨，只有结合一定量的实验才能加深对理论知识的理解。该课程的主要特点是理论性强，计算量大和图形多而复杂等。此外，还设置了相

4、应的实验内容，要求学生掌握自动控制系统的分析及设计方法。自动控制课程中，实验是一种重要的教学手段，学生通过做实验，可以加深对所学知识的理解，提高动手能力，锻炼发现问题、分析问题和解决问题的能力。但由于教学条件有限，实验条件不足，效果欠佳。学生经常在做实验的时候盲目接线和调节元件参数值，根本没有理解实验的内容和意义，这样既容易损坏元器件，对学生的学习也起不到很大帮助[1]。而基于Multisim的仿真实验，可以解决“自动控制原理”课程实验条件不足、实验项目单一的问题。所以本课题是利用Multisim仿真环境搭建实验模型来研究“自动控制原理”实验的实现方法。Mult

5、isim10是NI公司推出的较新的Multisim版本,它可以在计算机上虚拟出元器件和仪器种类齐全的电子工作平台，可以实现电路的设计和仿真测试[2]。Multisim是加拿大图像交互技术公司推出的电路仿真工具，适用于板级的模拟／数字电路板的设计工具，是从电路仿真设计到版图生成全过程的电子设计工作平台，是一套EDA（ElectronicDesignAutomation电子设计自动化）工具[3]。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力，同时提供了大量的虚拟电测仪器，为其在各课程仿真实验中的应用提供了良好全面的技术基础。另外，M

6、ultisim界面形象直观，操作方便，既可以进行电路设计，也可以对所设计的电路进行各种功能模拟仿真实验，尤以仿真分析功能强大著称，为虚拟实验台的搭建提供了极大方便[4]。1.2国内外研究现状从20世纪80年代开始，随着计算机技术的发展，电子电路的分析和设计方法发生了重大变革，出现了一大批各具特色的优秀电子设计自动化软件。在国外很多学校，自动设计软件应用相当广泛，电子仿真教学平台在电子课程中很普遍，Multisim仿真软件作为教学手段和探索工具在教学和研究中发挥了很好的功效。根据Martin71P.Mintchev和BrentJ.Mauundy的研究，大约70%以

7、上的中低年级学生乐意使用仿真软件进行电路分析和设计，他们对此兴趣浓厚。国外对使用虚拟现实技术创建网络远程实验室系统的研究已经逐渐成熟，世界很多著名大学都进行了相关研究：美国密歇根大学化工系创建的VRICHEL将虚拟现实技术应用在化学工程教育领域，设计了很多虚拟实验，一些原型虚拟实验室已通过国际互连网对用户开放，允许通过国际互连网在虚拟实验室进行交互式实验。德国某大学组建了一个有关控制工程的网络虚拟实验室，它通过三维实验场景效果，依赖各虚拟实验设备的仿真特性，实现对虚拟实验的交互式操作。国外利用仿真软件要更灵活，在Idaho高中，教师可以在同一时间同一地点对不同层

8、次的学生进行指导。Edw