基础a第7次课(连续时间系统模拟)

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1、1连续时间系统模拟Multisim11的应用2主要授课内容：连续时间系统模拟，P11132、Multisim用于连续时间系统的模拟（1）连续时间系统的模拟的基本概念求解系统响应的问题，实际上就是求解微分方程的问题。这些实际系统可以是电的或非电的物理系统，也可以是社会、经济和军事等非物理量系统。模拟装置可以与实际系统的内容完全不同，但是两者的微分方程完全相同，输入输出关系即传输函数也完全相同。通过对模拟装置的研究来分析实际系统，最终达到一定条件下确定最佳参数的目的。对于那些用数学手段较难处理的高阶系统来说，应用系统模拟就更为有效。4在电学中，系统的模拟

2、就是用由基本运算单元电路组成的模拟装置来模拟电的实际系统，模拟装置的激励和响应都是电物理量。在Multisim软件中，其模拟器件库提供了积分器、微分器、加法器、乘法器、除法器、比例放大器等模块可简便、有效地用于构成系统模拟电路，实现系统仿真分析。（1）连续时间系统的模拟的基本概念5（2）拉普拉斯变换(LaplaceTransfom)拉普拉斯变换分析法是分析连续、线性、时不变系统的有效工具。它将时域的微分方程运算转换为复频域的代数运算，再通过拉普拉斯反变换得到系统的时域解。这使得求解复杂的系统响应变得相对简单。在零状态初始条件下，时域和复频域有如右表最

3、基本的对应关系：6（3）Multisim用于系统模拟的基本方法①在零状态求出系统复频域的传输函数(a)由系统的微分方程经过拉氏变换求得。如：已知描述系统的微分方程为：试求该系统的系统传输函数H(S)。解：将微分方程两边取拉氏变换得7(b)由时域系统的冲击响应求拉斯变换而得到。上题，应用时域求解微分方程，可得系统的冲击响应为：8(c)对于具体电路，系统传输函数可以用零状态下的复频域等效电路模型求得。试求下图所示电路的系统传输函数H(S)R1R2CLX(t)Y(t)R1R2SCSLX(S)Y(S)1图a时域电路模型图b复频域域电路模型9电路的零状态复频域

4、模型如上图(b)，系统传输函数H(S)：10②把传输函数化成Multisim所需的标准形式:(A)算子S在分子的幂次不高于分母的幂次。(B)因需用积分器仿真，算子S应化成1/S。(C)分母的常数项化成1。11③运用Multisim的模拟器件库中的积分器、比例放大器、加法器等模块组构系统模拟电路。应遵循以下几个原则:(1)系统模拟电路输入端必用加法器模块对输入信号和反馈信号求和，加法器输出送积分器模块(2)根据S的最高幂次n，取出n个积分器模块串接。(3)算子S的系数使用比例放大器模块(4)传输函数H(S)的分子是输出项，分子中各项比例放大器模块的输出

5、用加法器求和后成为系统输出。分母是负反馈项，其系数正、负异号后送输入端加法器。(5)分母中为1的常数项不用任何运算模块12④直接运用Multisim的模拟器件库中的传输函数模块进行系统模拟:调用模拟器件库中的传输函数模块，按照式1设置分子分母相关参数。其中B5～B0是分母的各项系数，A5～A0是分子的各项系数。13二、P111：图5.56RC低通电路时域电路：复频域电路：V1V2C1F1F1k1kCV1(S)1k1kV2(S)传递函数：系统模拟图：14三、P111：图5.57二阶带通电路时域电路：复频域电路：LRV1V20.1F5.6m

6、H20Ω传递函数：系统模拟图：R20ΩV1(S)V2(S)151、画出下面传输函数的系统模拟框图解：四、思考题162、写出传输函数，画系统模拟框图。解：173、写传输函数，画系统模拟框图解：184、计算下图电路的电压传输函数H(S)（V1(t)输入，V2(t)输出），并画出系统模拟框图。195、写出图一阶电路的传输函数，画出系统模拟框图。解：