SPICE仿真实验报告

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SPICE仿真软件的仿真设计实验报告二极管、稳压管的仿真模型与正反向特性测试

负反馈放大电路参数的仿真分析

姓名:张梦瑶

学号:11122295

学院:机自院自动化系

二极管、稳压管的仿真模型与正反向特性测试

实验内容:

1. 设计二极管、稳压管的仿真模型。

2. 用仿真软件分析二极管、稳压管的正反向特性。

实验分析:

二极管伏安特性是指二极管两端电压与其电流之间的关系,主要特点是单向导电性及非线性,并且易受温度影响。

二极管的伏安特性测试电路可以设计成如下图所示。

用交变电源获得可变的电压,将二极管与电阻串联,将示波器的A 通道接在

二极管两端,测量出的是二极管两端的电压1D A V V =,将示波器的B 通道接在电阻的两端,测出的是电阻两端的电压1R B V V =,由于1111

D R R I I R V ==,所以B V 与I D1成正比,所以切换到示波器的B/A 模式就可以观察到二级管的V-I 特性曲线了。 同理,稳压管的设计图如下。

仿真结果:

(二极管)

仿真后得到的二极管的V-I特性曲线如图:

(由于整体的图像太大,不是很直观,因此把V-I的正向和反向特性曲线的放大图也放上来)

(稳压管)

仿真后得到的稳压管的V-I特性曲线如图

对稳压管的反向击穿特性放大如图

实验体会及注意事项

二极管的仿真实验设计几经反复,首先是在原理图的设计上就否决了好多个思路,从直流电源的扫描分析改成交流电源;在测量方面,刚开始采用的是电压表和电流表,但是苦于无法绘制曲线,最后改成了方便的示波器。

实验过程中由于参数选取不当,导致出现了多次的仿真错误。最后得到的教训是:在选取了某个型号的二极管的后要先查找它的理论参数,然后估算需要的串联电阻大小和电源电压,以免出现不必要的错误。

对仿真后的曲线分析可知:二级管和稳压管的仿真曲线基本类似,区别在于加上反向电压时,稳压管的反向击穿曲线更陡,说明稳压管的稳压特性好。

负反馈放大电路参数的仿真分析

Spice是Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis的缩写,是一种功能强大的通用模拟电路仿真器,已经具有几十年的历史了,该程序是美国加利福尼亚大学伯克利分校电工和计算科学系开发的,主要用于集成电路的电路分析程序中,Spice的网表格式变成了通常模拟电路和晶体管级电路描述的标准。

下面来研究负反馈对放大电路的影响。

1.实验电路

为了研究负反馈对放大电路的影响,首先,要建立起一个实验电路,下图分立元件组成的二级放大电路,采用DIN。开关J1和J2分别由键盘上A,B键控制开和关, 闭合时分别表示引入电压串联负反馈和接入负载。

2.波形的观察及电压放大倍数的计算

2.1开环与闭环的电压放大倍数的比较

(1)测量开环电压放大倍数

按键盘的数字键“1”,将开关k断开,输入正弦电压(V1)峰值为20mV,频率为1kHz。用示波器测得输入、输出的波形如图,

根据输入、输出波形波峰与波谷的幅差值求得:开环电压放大倍数:Av=V o/Vi=(VB2-VB1)/(V A2-V A1)=6.122V/39.7584Mv=153.998

电路的反馈深度:1+AvFv=1+153.998*0.0606=10.332

(2)测量闭环电压放大倍数

按数字“1”键,将开关K1闭合,将示波器输入电压幅值调整为200mV,重复上述过程,测得引入反馈后的输入电压波峰与波谷幅差V A2-V A1=39.7584mV;输出电压幅差VB2-VB1=557.9098mV。闭环电压放大倍数:Avt=V of/Vi=557.9098mV/39.7584mV=14.033。理论值计算:Avf=Av/(1+AvFv)=153.998/10.332=14.905。因此,得出结论:引入负反馈后,降低了放大倍数。

2.2开环与闭环的输出电阻比较

(1)测量反馈放大器开环时的输出电阻

在放大器开环工作时通过控制开关K2的断开与闭合。打开数字多用表,置于正弦电压有效值测试档,分别测试得负载开路时输出电压V o’=2.1827V,负载接入时输出电压V o=1.2169mV。开环输出电阻:Ro=(V o’/V o-1)*RL=(2.183/1.217-1)*6.2=4.922k欧。理论计算:Ro=ro/Rc=Rc=5k 欧。

(2)测量反馈放大器闭环时的输出电阻

在放大器闭环工作时控制开关K2的断开与闭合。打开数字多用表,置于正弦电压有效值测试档,分别测得负载开路时输出电压:V of’=198.6mV,负载接入时输出电压V of=186.0mV。闭环输出电阻:Rof=Ro/(V of’/ V of-1)*RL=(198.6/186.0-1)*6.2=0.420k欧。Rof=Ro/(1+AvFv)=4.922/10.332=0.477。得出结论:引入负反馈后输出电阻变小,而放大电阻的影响与反馈类型有区别。如影响放大电路的输出电阻与电压或电流反馈有关,例中为电压反馈使输出电阻降低,反之电流反馈使输出电阻提高。另外还可以通过仿真分析得出:串联反馈使放大电路的输入电阻增高,并联使之降低。可以从其他的反馈仿真得出。

2.3开环与闭环的频率响应比较

(1)测反馈放大器开环与闭环时的频率响应

令反馈放大器工作在开环状态,选择分析中的交流频率分析项。将交流频率分析

设置对话框中扫描的起始和终止频率分别设置为1Hz和1GHz。扫描形式选择十进制,显示点按缺省设置,纵向标度选择线性,选择节点11为输出节点。按仿真键后,得反馈放大器开环频率响应曲线如图。调节两测试指针的位置,使其约为电路输出中频电压幅值的70%(因通频放大倍数A=1/Ao)。从图右边表查得。电路开环时的下限频率:fl=11.5523Hz

电路开环时的上限频率:fh=979.0145kHz

通频宽带:fbw=fh-fl=979.00kHz

(2)令负反馈放大器工作在闭环状态下,同理可得放大器闭环频率响应曲线,

电路开环时的下限频率:fl=6.1654Hz

电路开环时的上限频率:fh=11.7262MHz

通频宽带:fbw=fh-fl=11.73MHz

得出结论:负反馈能展宽通频带的优点。可是这样的理解:在中频段,,开环放大倍数A较高,因而使闭环放大倍数Af降低较多;而在低频段和高频段,A较低,负反馈信号也较低,因而使Af降低的较少;如图所示,则将放大电路的通频带展宽了。引入了负反馈提高了放大电路的稳定性。

2.4观察引入负反馈后对放大器非线性失真的改善情况

在带负载的情况下,通过改变信号发生器中的正弦信号电压的幅值,输入约60mV时不带反馈的波形开始出现失真,而带反馈电路要在输入电压为500mV 才开始出现失真;即在输出电压峰值达到4.5V左右开始出现。图5是采用200mV

的正弦输入,对此有、无负反馈情况下的输出电压波形。从图5可看到引入负反馈后,非线性失真得到明显的改善,波形正、负周期的对称性明显提高。另外放大倍数比没有负反馈的低(实线比虚线的幅值低)。

得出结论:引入负反馈改善了波形失真。经过以上总结分析,放大电路中引入了负反馈后,虽然放大倍数降低了,但是换来了很多好处,如:提高了放大倍数的稳定性;以及能展宽通频带和改善波形失真等优点。

2.5交流分析(AC analysis)

交流分析主要用于计算各节点电压的幅频特性和相频特性。设置startf requency 为1Hz, stop frequency为10GHz, 纵坐标刻度为Decibel, 并选择输出节点作为分析节点。J 1断开和闭合时分别运行交流分析, 可得到图6和图7。在波特图中, 直观地反映了引入负反馈后展宽通

频带, 并可测量得无反馈时:下限截止频率 f L = 1818 Hz,上限截止频率 f H = 3198MHz, 通频带f bw | 3198MHz。引入反馈后: f L = 1117 Hz, f H = 1712 MHz, f bw |1712MHz。

2.6傅里叶分析(fourier analysis)

傅里叶分析是估算时域信号的直流分量、基波分量和谐波分量, 该分析对时域信号进行离散傅里叶变换, 分解电压波形到频域分量。设置 F requency resolution 为1000Hz, 单击Estimate按钮,自动设置Stopp ing time for sampling。选择No rmalize graphs, 纵坐标刻度为Decibel,

选择输出节点作为分析节点。J1断开和闭合时分别运行傅里叶分析, 可得到图5和图6。并测试出无反馈时: 总谐波失真系数THD: 01530 533%。引入反馈后: THD:01050 851 3%。直观准确地反映了引入负反馈后, 可以减小非线性失真。

3.存在问题

虽然在教学过程中采用仿真分析有不少优势,但也存在问题:(1)由于仿真分析与理论计算的结果很接近,实验数据理想化,不易于学生发现问题;(2)虚拟的设备缺乏真实感,在进行过程中对实物只能依靠想象;(3)学生必须熟练掌握仿真软件的使用。最后指出,虽然通过计算机仿真分析可以解决很多问题,但是想学习得深入的话,还是要通过真实的实验来加强对它的理解。建议在进行仿真实验前或后,最好能进行真实的电子实验。因此计算机仿真分析只是起作为辅助教学的作用。

结语

通过SPICE的仿真分析,直观形象的反映了放大电路引入负反馈后,减小了放大倍数,提高了放大倍数的稳定性,减小了非线性失真和抑制干扰,拓宽了通频带,改变了输入/输出电阻。运用于教学改革中,可以将理论变抽象为感性,克服传统理论教学中的不足。

电力电子电路分析与仿真实验报告模板剖析

电力电子电路分析与仿真 实验报告 学院:哈尔滨理工大学荣成学院 专业: 班级: 姓名: 学号: 年月日

实验1降压变换器 一、实验目的: 设计一个降压变换器,输入电压为220V,输出电压为50V,纹波电压为输出电压的0.2%,负载电阻为20欧,工作频率分别为220kHz。 二、实验内容: 1、设计参数。 2、建立仿真模型。 3、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料: MATLAB仿真软件 四、实验原理图: 五、实验方法及步骤: 1.建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File,选择New,再在弹出菜单中选择Model,这时出现一个空白的仿真平台,在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。 2.提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器,在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。

3.仿真模型如图所示。 六、参数设置 七、仿真结果分析

实验2升压变换器 一、实验目的: 将一个输入电压在3~6V的不稳定电源升压到稳定的15V,纹波电压低于0.2%,负载电阻10欧,开关管选择MOSFET,开关频率为40kHz,要求电感电流连续。 二、实验内容: 1、设计参数。 2、建立仿真模型。 3、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料: MATLAB仿真软件 五、实验原理图: 五、实验方法及步骤: 1.建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File,选择New,再在弹出菜单中选择Model,这时出现一个空白的仿真平台,在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。 2.提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器,在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。

OPNET实验报告

篇一:opnet仿真实验报告 南京航空航天大学 opnet仿真实验报告 计算机网络实验 目录 1.1 实验 一 ............................................................................. . (3) 1.2 实验 二 ............................................................................. . (3) 第二章opnet网络建模及仿真方法 (3) 2.1 opnet简介 ............................................................................. . (3) 2.2 opnet仿真关键技术 ............................................................................. .. (4) 2.2.1 层次化建模技术 ............................................................................. .. (4) 2.2.2 离散事件仿真机制 ............................................................................. .. (4) 2.2.3 仿真调度机制 ............................................................................. (4) 2.2.4 通信机制 ............................................................................. . (4) 2.3 opnet仿真流程 ............................................................................. (5) 第三章实验仿真过程 ............................................................................. .. (5) 3.1 实验一单台服务器场景仿真过程 (6) 3.1.1 建立网络拓扑结构 ............................................................................. .. (6) 3.1.2 收集统计量 .............................................................................

信号与系统仿真实验报告

信号与系统仿真实验报告1.实验目的 了解MATLAB的基本使用方法和编程技术,以及Simulink平台的建模与动态仿真方法,进一步加深对课程内容的理解。 2.实验项目 信号的分解与合成,观察Gibbs现象。 信号与系统的时域分析,即卷积分、卷积和的运算与仿真。 信号的频谱分析,观察信号的频谱波形。 系统函数的形式转换。 用Simulink平台对系统进行建模和动态仿真。 3.实验内容及结果 3.1以周期为T,脉冲宽度为2T1的周期性矩形脉冲为例研究Gibbs现象。 已知周期方波信号的相关参数为:x(t)=∑ak*exp(jkω),ω=2*π/T,a0=2*T1/T,ak=sin(kωT1)/kπ。画出x(t)的波形图(分别取m=1,3,7,19,79,T=4T1),观察Gibbs现象。 m=1; T1=4; T=4*T1;k=-m:m; w0=2*pi/T; a0=2*T1/T; ak=sin(k*w0*T1)./(k*pi); ak(m+1)=a0; t=0:0.1:40; x=ak*exp(j*k'*w0*t); plot(t,real(x)); 3.2求卷积并画图 (1)已知:x1(t)=u(t-1)-u(t-2), x2(t)=u(t-2)-u(t-3)求:y(t)=x1(t)*x2(t)并画出其波形。 t1=1:0.01:2; f1=ones(size(t1)); f1(1)=0; f1(101)=0; t2=2:0.01:3; f2=ones(size(t2)); f2(1)=0; f2(101)=0; c=conv(f1,f2)/100;

t3=3:0.01:5; subplot(311); plot(t1,f1);axis([0 6 0 2]); subplot(312); plot(t2,f2);axis([0 6 0 2]); subplot(313); plot(t3,c);axis([0 6 0 2]); (2)已知某离散系统的输入和冲击响应分别为:x[n]=[1,4,3,5,1,2,3,5], h[n]=[4,2,4,0,4,2].求系 统的零状态响应,并绘制系统的响应图。 x=[1 4 3 5 1 2 3 5]; nx=-4:3; h=[4 2 4 0 4 2]; nh=-3:2; y=conv(x,h); ny1=nx(1)+nh(1); ny2=nx(length(nx))+nh(length(nh)); ny=[ny1:ny2]; subplot(311); stem(nx,x); axis([-5 4 0 6]); ylabel('输入') subplot(312); stem(nh,h); axis([-4 3 0 5]); ylabel('冲击效应') subplot(313); stem(ny,y); axis([-9 7 0 70]); ylabel('输出'); xlabel('n'); 3.3 求频谱并画图 (1) 门函数脉冲信号x1(t)=u(t+0.5)-u(t-0.5) N=128;T=1; t=linspace(-T,T,N); x=(t>=-0.5)-(t>=0.5); dt=t(2)-t(1); f=1/dt; X=fft(x); F=X(1:N/2+1); f=f*(0:N/2)/N; plot(f,F)

分光计实验报告

实验十二 分光计的调节及三棱镜顶角的测定 实验目的:1.深入了解分光计的构造和设计原理,学会调整分光计的正确方法; 2.掌握测定棱镜顶角的方法; 实验仪器:分光计 分光计调整用双平面镜 三棱镜 实验原理: 将分光计的载物台和望远镜筒调节水平,再将三棱镜放到载物台上,如图:调节望远镜筒使之主轴分别与AC 、AB 设此时游标盘的读数分别为()21,?? ,()','21??则其顶角()2211''2 1 180180?????-+-- =-= A 实验过程(内容、步骤、原始数据等): ⒈调节分光计: ①旋转目镜一直到能够清楚地看到分划板刻度线。 ②将双面镜放到载物台上,如图: 转动载物台,一直到能够在望远镜中看到绿“十”字像。如果绿“十”字像模糊。可拉动目镜筒,使之清晰; ③调整望远镜光轴垂直主轴:当镜面与望远镜光轴垂直时,绿“十”字像与分划板上十字线重合,平面镜旋转180°后,另一镜面的反射象仍落在原处。 (调节方法:对半调节) 此时证明望远镜筒和载物台均已水平。 2. 使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。 ①将双面镜拿下来,再将棱镜放到载物台上,使棱镜三边与台下三螺钉的连线所 成三边互相垂直。 ②转动载物台,在望远镜中观察从棱镜侧面AC 和AB 返回的十字象,只调

节载物台下正对棱镜侧面的那个螺钉,使绿“十”字像都落在上十子线处。此时说明望远镜已与AC 面或AB 面垂直。 ③测量顶角A :转动游标盘,使棱镜AC 面和望远镜垂直,记下游标1的读数1?和游标2的读数2?。再转动游标盘,使AB 面和望远镜垂直,记下游标1的读数'1?和游标2的读数'2?。同一游标两次读数之差11'??-或22'??-,即是载物台转过的角度?,而?是A角的补角。 ()2211''2 1 180180?????-+-- =-= A 重复测量5两次,记下数据。 数据处理(数据处理、结果分析、问题讨论及总结): 测量结果:1.代真值:=A 2.算术平均值的标准偏差:()() =-?=∑12 n n A A σ 3.相对误差:E = 4.结果表示A= ± E = (具体公式参见 课本22页)

OPNet仿真实验报告

南京航空航天大学 OPNET仿真实验报告计算机网络实验

目录 第一章实验任务 (3) 1.1 实验一 (3) 1.2 实验二 (3) 第二章OPNET网络建模及仿真方法 (3) 2.1 OPNET简介 (3) 2.2 OPNET仿真关键技术 (4) 2.2.1 层次化建模技术 (4) 2.2.2 离散事件仿真机制 (4) 2.2.3 仿真调度机制 (4) 2.2.4 通信机制 (4) 2.3 OPNET仿真流程 (5) 第三章实验仿真过程 (5) 3.1 实验一单台服务器场景仿真过程 (6) 3.1.1 建立网络拓扑结构 (6) 3.1.2 收集统计量 (8) 3.1.3 运行仿真 (9) 3.1.4 60台PC场景1_expand_60 (10) 3.1.5 90台PC场景1_expand_90 (11) 3.2 实验一多台服务器场景仿真过程 (12) 3.3 实验二用OPNET对RIP仿真分析 (13) 第四章实验仿真结果及分析 (13) 4.1 单台服务器场景仿真结果及分析 (13) 4.1.1 整个网络平均延迟对比曲线图 (14) 4.1.2 服务器与交换机链路的平均吞吐量对比曲线图 (14) 4.1.3 服务器CPU负载变化对比曲线图,见图16. (15) 4.2 多台服务器场景仿真结果及分析 (16) 4.2.1 整个网络平均延迟对比曲线图 (16) 4.2.2 服务器与交换机链路的平均吞吐量对比曲线图 (16) 4.2.3 服务器CPU负载变化对比曲线图 (17) 4.3 用OPNET对RIP仿真结果及分析 (18) 4.3.1 RIP协议概述 (18) 4.3.2 RIP的工作原理 (18) 4.3.3 RIP路由更新机制 (20) 4.3.4 建立网络拓扑结构 (21) 4.3.5 仿真结果 (23) 4.3.6 对RIP协议的总结 (28) 第五章实验心得体会以及不足 (29) 5.1 心得和体会 (29) 5.2 实验中的不足 (29)

Matlab通信系统仿真实验报告

Matlab通信原理仿真 学号: 2142402 姓名:圣斌

实验一Matlab 基本语法与信号系统分析 一、实验目的: 1、掌握MATLAB的基本绘图方法; 2、实现绘制复指数信号的时域波形。 二、实验设备与软件环境: 1、实验设备:计算机 2、软件环境:MATLAB R2009a 三、实验内容: 1、MATLAB为用户提供了结果可视化功能,只要在命令行窗口输入相应的命令,结果就会用图形直接表示出来。 MATLAB程序如下: x = -pi::pi; y1 = sin(x); y2 = cos(x); %准备绘图数据 figure(1); %打开图形窗口 subplot(2,1,1); %确定第一幅图绘图窗口 plot(x,y1); %以x,y1绘图 title('plot(x,y1)'); %为第一幅图取名为’plot(x,y1)’ grid on; %为第一幅图绘制网格线 subplot(2,1,2) %确定第二幅图绘图窗口 plot(x,y2); %以x,y2绘图 xlabel('time'),ylabel('y') %第二幅图横坐标为’time’,纵坐标为’y’运行结果如下图: 2、上例中的图形使用的是默认的颜色和线型,MATLAB中提供了多种颜色和线型,并且可以绘制出脉冲图、误差条形图等多种形式图: MATLAB程序如下: x=-pi:.1:pi; y1=sin (x); y2=cos (x); figure (1); %subplot (2,1,1); plot (x,y1); title ('plot (x,y1)'); grid on %subplot (2,1,2); plot (x,y2);

分光计实验报告()

分光计实验报告 【实验目的】 1、了解分光计的结构和工作原理 2、掌握分光计的调整要求和调整方法,并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角。 3、学会用最小偏向角法测棱镜材料折射率 【实验仪器】 分光计,双面平面镜,汞灯光源、读数用放大镜等。 【实验原理】 1、调整分光计: (1)调整望远镜: a目镜调焦:清楚的看到分划板刻度线。 b调整望远镜对平行光聚焦:分划板调到物镜焦平面上。 c调整望远镜光轴垂直主轴:当镜面与望远镜光轴垂直时,反射象落在上十字线中心,平面镜旋转180°后,另一镜面的反射象仍落在原处。 (2)调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴:将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上,物镜将出射平行光。 2、三棱镜最小偏向角原理 介质的折射率可以用很多方法测定,在分光计上 用最小偏向角法测定玻璃的折射率,可以达到较高的 精度。这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。如 果测液体的折射率,可用表面平行的玻璃板做一个中 间空的三棱镜,充入待测的液体,可用类似的方法进 行测量。 当平行的单色光,入射到三棱镜的AB面,经折射 后由另一面AC射出,如图7.1.2-8所示。入射光线LD 和AB面法线的夹角i称为入射角,出射光ER和AC 面法线的夹角i’称为出射角,入射光和出射光的夹角 δ称为偏向角。 可以证明,当光线对称通过三棱镜,即入射角i0等于出射角i0’时,入射光和出射光之间的夹角最小,称为最小偏向角δmin。由图7.1.2-8可知: δ=(i-r)+(i’-r’)(6-2) A=r+r’(6-3) 可得:δ=(i+i’)-A (6-4)

三棱镜顶角A 是固定的,δ随i 和i’而变化,此外出射角i’也随入射角i 而变化,所以偏向角δ仅是i 的函数.在实验中可观察到,当i 变化时,δ有一极小值,称为最小偏向角. 令 0=di d δ ,由式(6-4)得 1' -=di di (6-5) 再利用式(6-3)和折射定律 ,sin sin r n i = 's i n 's i n r n i = (6-6) 得到 r n i i r n di dr dr dr dr di di di cos cos )1('cos 'cos ''''? -?=??= ' 'csc csc 'sin 1cos sin 1'cos 2 2 2 2222 2 22r tg n r r tg n r r n r r n r --= --- = ' )1(1)1(12 2 22r tg n r tg n -+-+- = (6-7) 由式(6-5)可得:')1(1)1(12 22 2 r tg n r tg n -+=-+ 'tgr tgr = 因为r 和r’都小于90°,所以有r =r ’ 代入式(5)可得i =i'。 因此,偏向角δ取极小值极值的条件为: r =r ’ 或 i =i' (6-8) 显然,这时单色光线对称通过三棱镜,最小偏向角为δ min ,这时由式(6-4)可得: δ min =2i –A )(21 min A i += δ 由式(6-3)可得: A =2r 2 A r = 由折射定律式(6-6),可得三棱镜对该单色光的折射率n 为 2 sin )(21 sin sin sin min A A r i n += =δ (6-9) 由式(6-9)可知,只要测出三棱镜顶角A 和对该波长的入射光的最小偏向角δmin ,就可以计 算出三棱镜玻璃对该波长的入射光的折射率。顶角A 和对该波长的最小偏向角δ min 用分光计测定。 折射率是光波波长的函数,对棱镜来说,随着波长的增大,折射率n 则减少,如果是复色光入射,由于三棱镜的作用,入射光中不同颜色的光射出时将沿不同的方向传播,这就是棱镜的色散现象。 【实验内容】

opnet实验报告范例

opnet实验报告范例 OPNet仿真实验报告 第一章实验任务 1.1 实验一 –设置一个仿真场景,假设PC有N台,服务器有M台,交换机和路由器根据N值进行配置 –当N=30,60,90和M=1时,设置仿真场景,配置连接设备,服务器配置FTP、TELNET、WWW、SNMP等服务,给出N不同取值时: 1)整个网络平均延迟对比曲线图 2)服务器与交换机链路的平均吞吐量对比曲线图 3)服务器CPU负载变化对比曲线图 –当N=90,M分别取值1和2时,设置仿真场景,配置连接设备,服务器配置同上,给出M不同取值时: 1)整个网络平均延迟对比曲线图 2)服务器与交换机链路的平均吞吐量对比曲线图 3)服务器CPU负载变化对比曲线图。 1.2 实验二 RIP协议的OPNET仿真分析 第二章OPNET网络建模及仿真方法 2.1 OPNET简介 OPNET是1986年由美国MIL3 Inc.(现在为OPNET Technologies Inc.)

研制的,最初是用于军事需要,但很快就发展成为一款商业化软件,并成为目前世界上最先进的网络仿真和开发工具之一。现在全球大约有2700个OPNET用户,涉及企业、军事、教育、银行、保险等多个领域,被第三方权威机构评为“世界级网络仿真软件第一名”。作为商业软件的OPNET价格非常昂贵,但它也提供了专门用于教育和科研的免费版本,如OPNET IT Guru。 OPNET支持面向对象的建模方式,并提供图形化的编辑界面,更便于用户使用;采用离散事件驱动的模拟机理,使计算效率得到了很大提高;将基于包的分析方法和基于统计的数学建模方法结合起来,大大加快了仿真速度,而且可以得到更加细节化的模拟结果;在物件拼盘中,包含了详尽的模型库:路由器、交换机、服务器、客户机、ATM设备、DSL设备等,还有其它厂商的配备,使OPNET在新网络项目的设计以及对现有网络的分析方面都有卓越表现;它为通信协议和路由算法的研究提供了与真实网络相同的环境。此外,功能完善的结果分析器为网络性能的分析提供了有效而又直观的工具;提供了多种业务模拟方式;具有丰富的收集分析统计量,查看动画和调试等功能;它可以直接收集常用的各个网络层次的性能统计参数,能够方便地编制和输出仿真报告。 目前OPNET的应用在国内还处于起步阶段,因此OPNET具有很大的研究和应用价值。 2.2 OPNET仿真关键技术 2.2.1 层次化建模技术

系统仿真实验报告

中南大学系统仿真实验报告 指导老师胡杨 实验者 学号 专业班级 实验日期 2014.6.4 学院信息科学与工程学院

目录 实验一MATLAB中矩阵与多项式的基本运算 (3) 实验二MATLAB绘图命令 (7) 实验三MATLAB程序设计 (9) 实验四MATLAB的符号计算与SIMULINK的使用 (13) 实验五MATLAB在控制系统分析中的应用 (17) 实验六连续系统数字仿真的基本算法 (30)

实验一MATLAB中矩阵与多项式的基本运算 一、实验任务 1.了解MATLAB命令窗口和程序文件的调用。 2.熟悉如下MATLAB的基本运算: ①矩阵的产生、数据的输入、相关元素的显示; ②矩阵的加法、乘法、左除、右除; ③特殊矩阵:单位矩阵、“1”矩阵、“0”矩阵、对角阵、随机矩阵的产生和运算; ④多项式的运算:多项式求根、多项式之间的乘除。 二、基本命令训练 1.eye(m) m=3; eye(m) ans = 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2.ones(n)、ones(m,n) n=1;m=2; ones(n) ones(m,n) ans = 1 ans = 1 1

3.zeros(m,n) m=1,n=2; zeros(m,n) m = 1 ans = 0 0 4.rand(m,n) m=1;n=2; rand(m,n) ans = 0.8147 0.9058 5.diag(v) v=[1 2 3]; diag(v) ans = 1 0 0 0 2 0 0 0 3 6.A\B 、A/B、inv(A)*B 、B*inv(A) A=[1 2;3 4];B=[5 6;7 8]; a=A\B b=A/B c=inv(A)*B d=B*inv(A) a = -3 -4 4 5 b = 3.0000 -2.0000 2.0000 -1.0000

分光计实验报告总结.doc

分光计实验报告 ()

分光计实验报告 【实验目的】 1、了解分光计的结构和工作原理 2、掌握分光计的调整要求和调整方法,并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角。 3、学会用最小偏向角法测棱镜材料折射率 【实验仪器】 分光计,双面平面镜,汞灯光源、读数用放大镜等。 【实验原理】 1、调整分光计: (1)调整望远镜: a目镜调焦:清楚的看到分划板刻度线。 b调整望远镜对平行光聚焦:分划板调到物镜焦平 面上。 c调整望远镜光轴垂直主轴:当镜面与望远镜光轴 垂直时,反射象落在上十字线中心,平面镜旋转180°后,另一镜面的反射象仍落在原处。 (2)调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴:将被 照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上,物镜将出射 平行光。 2、三棱镜最小偏向角原理

介质的折射率可以用很 多方法测定,在分光计上用 最小偏向角法测定玻璃的折 射率,可以达到较高的精度。 这种方法需要将待测材料磨 成一个三棱镜。如果测液体的折射率,可用表面平行的玻璃板做一个中间空的 三棱镜,充入待测的液体,可用类似的方法进行测量。 当平行的单色光,入射到三棱镜的AB 面,经折射后由另一面AC 射出,如图7.1.2-8 所示。入射光线LD 和 AB 面法线的夹角 i 称为入射角,出射光 ER 和AC 面法线的夹角 i’称为出射角,入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。 可以证明,当光线对称通过三棱镜,即入射角 i0等于出射角 i0’时,入射光和出射光之间的夹角最小,称为最小偏向角δmin 。由图7.1.2-8可知: δ = ( i-r ) + ( i ’-r’)(6-2) A=r+r ’ (6-3)

交通仿真实验报告

土木工程与力学学院交通运输工程系 实 验 报 告 课程名称:交通仿真实验 实验名称:基于VISSIM的城市交通仿真实验 专业:交通工程 班级: 1002班 学号: U201014990 姓名:李波 指导教师:刘有军 实验时间: 2013.09 ---- 2013.10

实验报告目录 实验报告一: 无控交叉口冲突区设置与运行效益仿真分析 实验报告二: 控制方式对十字交叉口运行效益影响的仿真分析实验报告三: 信号交叉口全方式交通建模与仿真分析 实验报告四: 信号协调控制对城市干道交通运行效益的比较分析实验报告五: 公交站点设置对交叉口运行效益的影响的仿真分析实验报告六: 城市互通式立交交通建模与仿真分析 实验报告七: 基于VISSIM的城市环形交叉口信号控制研究 实验报告成绩

实验报告一: 无控交叉口冲突区设置与运行效益仿真分析 一、实验目的 熟悉交通仿真系统VISSIM软件的基本操作,掌握其基本功能的使用. 二、实验内容 1.认识VISSIM的界面; 2.实现基本路段仿真; 3.设置行程时间检测器; 4.设置路径的连接和决策; 5.设置冲突区 三、实验步骤 1、界面认识: 2、(1)更改语言环境—(2)新建文件—(3)编辑基本路段—(4)添加车流量 3、(1)设置检测器—(2)运行仿真并输出评价结果 4、(1)添加出口匝道—(2)连接匝道—(3)添加路径决策—(4)运行仿真 5、(1)添加相交道路—(2)添加车流量—(3)设置冲突域—(4)仿真查看 四、实验结果与分析

时间; 行程时间; #Veh; 车辆类别; 全部; 编号: 1; 1; 3600; 18.8; 24; 可知:检测器起终点的平均行程时间为:18.8; 五、实验结论 1、检测器设置的地点不同,检测得到的行程时间也不同。但与仿真速度无关。 2、VISSIM仿真系统的数据录入比较麻烦,输入程序相对复杂。 实验报告二: 控制方式对十字交叉口运行效益影响的仿真分析 一、实验目的 掌握十字信号交叉口处车道组设置、流量输入、交通流路径决策及交通信号控制等仿真操作的方法和技巧。 二、实验内容 1.底图的导入 2.交叉口专用车道和混用车道的设置方法和技巧 3.交通信号设置 4.交叉口冲突区让行规则设置

《网络仿真与模拟》实验教学大纲

《网络仿真与模拟》实验教学大纲 课程编号:404821036 课程类别:专业选修课 实验学时:16学时 学分:2 适用专业:网络工程 一、实验教学目的和任务 现代通信网络飞速发展,网络结构和规模日益复杂庞大,开展的网络业务也越来越丰富。如何以最小的代价组建性能优良的网络,以及快速而准确地从多种网络构建方案选出最优的一种,通过组建实际的网络进行测试是不经济的,当网络庞大时更是不可能实行的,而利用软件仿真却是一条经济的、可行的,而且有效的方法。通过仿真,不仅可以对现有网络进行优化设计和规划,还可以开展网络设备及网络协议的研究。通过实验教学,可以使学生更加深刻地掌握Opnet软件的应用方法以及组网工程的核心技术。 实验教学的任务是:掌握主流网络仿真软件OPNET基本使用方法,包括仿真环境和仿真过程,重点掌握以太网和无线网络的仿真技术,并且在仿真环境下进行关于TCP/IP协议、A TM 协议、MPLS协议和无线局域网协议的网络通信实验。把学生培养成具有雄厚理论基础,又有熟练动手能力的高级复合型人才,为以后能顺利从事网络工程建设或科学研究打下坚实基础。 二、实验教学基本要求 本课程是一门实践性很强的专业课,只有通过深入细致的实验,才能使学生深刻掌握Opnet仿真软件的安装方法和基本应用方法。因此要求学生积极参与Opnet软件的学习与网络建模,学会分析仿真数据,从中找出网络故障的原因并提出合理的解决方案,还要学会利用VC++联调仿真过程中出现的错误,以及利用现有模块和自主编程优化网络建模方案。 三、实验教学内容 实验分为验证性实验和设计性实验两个部分,其中实验一为验证性实验,其余为设计性实验,每次上实验课时需要调试出一个结果给老师检查,并在课后提交实验报告;在进行设计性实验之前,需要先行准备好设计资料并进行小组讨论,以4-6人为一组,在上实验课时提交初步的设计方案供老师评阅指导,并在课后上交一份完整的设计报告。 实验一 Opnet基础应用方法 1、实验目的及要求

交通运输系统仿真实验报告

一、系统描述 1.1.系统背景 本系统将基于下面的卫星屏幕快照创建一个模型。当前道路网区域的两条道路均为双向,每个运动方向包含一条车道。Tapiolavagen路边有一个巴士站,Menninkaisentie路边有一个带五个停车位的小型停车场。 1.2.系统描述 (1)仿真十字路口以及三个方向的道路,巴士站,停车点;添加小汽车、公交车的三维动画,添加红绿灯以及道路网络描述符; (2)创建仿真模型的汽车流程图,三个方向产生小汽车,仿真十字路口交通运行情况。添加滑条对仿真系统中的红绿灯时间进行实时调节。添加分析函数,统计系统内汽车滞留时间,用直方图进行实时展示。 二、仿真目标 1、timeInSystem值:在流程图的结尾模块用函数统计每辆汽车从产生到丢弃的,在系统中留存的时间。 2、p_SN为十字路口SN方向道路的绿灯时间,p_EW为十字路口EW方向道路的绿灯时间。 3、Arrival rate:各方向道路出现车辆的速率(peer hour)。

三、系统仿真概念分析 此交通仿真系统为低抽象层级的物理层模型,采用离散事件建模方法进行建模,利用过程流图构建离散事件模型。 此十字路口交通仿真系统中,实体为小汽车和公交车,可以源源不断地产生;资源为道路网络、红绿灯时间、停车点停车位和巴士站,需要实施分配。系统中小汽车(car)与公共汽车(bus)均为智能体,可设置其产生频率参数,行驶速度,停车点停留时间等。 四、建立系统流程 4.1.绘制道路 使用Road Traffic Library中的Road模块在卫星云图上勾画出所有的道路,绘制交叉口,并在交叉口处确保道路连通。 4.2.建立智能体对象 使用Road Traffic Library中的Car type模快建立小汽车(car)以及公共汽车(bus)的智能体对象。 4.3.建立逻辑 使用Road Traffic Library中的Car source、Car Move To、Car Dispose、

(最新整理)交通仿真实验报告

(完整)交通仿真实验报告 编辑整理: 尊敬的读者朋友们: 这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整)交通仿真实验报告)的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。 本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(完整)交通仿真实验报告的全部内容。

土木工程与力学学院交通运输工程系 实 验 报 告 课程名称:交通仿真实验 实验名称:基于VISSIM的城市交通仿真实验 专业:交通工程 班级: 1002班 学号: U201014990 姓名:李波

指导教师: 刘有军 实验时间: 2013。09 -——- 2013.10 实验报告目录 实验报告一: 无控交叉口冲突区设置与运行效益仿真分析 实验报告二: 控制方式对十字交叉口运行效益影响的仿真分析 实验报告三: 信号交叉口全方式交通建模与仿真分析 实验报告四: 信号协调控制对城市干道交通运行效益的比较分析 实验报告五: 公交站点设置对交叉口运行效益的影响的仿真分析 实验报告六: 城市互通式立交交通建模与仿真分析 实验报告七: 基于VISSIM的城市环形交叉口信号控制研究 实验报告成绩

实验报告一: 无控交叉口冲突区设置与运行效益仿真分析 一、实验目的 熟悉交通仿真系统VISSIM软件的基本操作,掌握其基本功能的使用。 二、实验内容 1。认识VISSIM的界面; 2.实现基本路段仿真; 3.设置行程时间检测器; 4.设置路径的连接和决策; 5。设置冲突区 三、实验步骤 1、界面认识: 2、(1)更改语言环境—(2)新建文件—(3)编辑基本路段-(4)添加车流量 3、(1)设置检测器—(2)运行仿真并输出评价结果 4、(1)添加出口匝道—(2)连接匝道-(3)添加路径决策-(4)运行仿真 5、(1)添加相交道路—(2)添加车流量-(3)设置冲突域—(4)仿真查看 四、实验结果与分析

控制系统仿真实验报告

哈尔滨理工大学实验报告 控制系统仿真 专业:自动化12-1 学号:1230130101 姓名:

一.分析系统性能 课程名称控制系统仿真实验名称分析系统性能时间8.29 地点3# 姓名蔡庆刚学号1230130101 班级自动化12-1 一.实验目的及内容: 1. 熟悉MATLAB软件的操作过程; 2. 熟悉闭环系统稳定性的判断方法; 3. 熟悉闭环系统阶跃响应性能指标的求取。 二.实验用设备仪器及材料: PC, Matlab 软件平台 三、实验步骤 1. 编写MATLAB程序代码; 2. 在MATLAT中输入程序代码,运行程序; 3.分析结果。 四.实验结果分析: 1.程序截图

得到阶跃响应曲线 得到响应指标截图如下

2.求取零极点程序截图 得到零极点分布图 3.分析系统稳定性 根据稳定的充分必要条件判别线性系统的稳定性最简单的方法是求出系统所有极点,并观察是否含有实部大于0的极点,如果有系统不稳定。有零极点分布图可知系统稳定。

二.单容过程的阶跃响应 一、实验目的 1. 熟悉MATLAB软件的操作过程 2. 了解自衡单容过程的阶跃响应过程 3. 得出自衡单容过程的单位阶跃响应曲线 二、实验内容 已知两个单容过程的模型分别为 1 () 0.5 G s s =和5 1 () 51 s G s e s - = + ,试在 Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 三、实验步骤 1. 在Simulink中建立模型,得出实验原理图。 2. 运行模型后,双击Scope,得到的单位阶跃响应曲线。 四、实验结果 1.建立系统Simulink仿真模型图,其仿真模型为

分光计的调节与使用实验报告

分光计的调节与使用实验报告 姓名: 学号: 专业班级: 实验时间: 12周 星期四 上午10:00-12:00 一、试验目的 1、了解分光计的结构,掌握调节分光计的方法; 2、测量三棱镜玻璃的折射率。 二、实验仪器 分光计,三棱镜,准直镜。 三、实验原理 1.测折射率原理: 当i 1=i 2'时,δ为最小,此时 21 A i =' 22 11 1min A i i i -='-=δ )(21 min 1A i += δ 设棱镜材料折射率为n ,则

2sin sin sin 1 1A n i n i ='= 故 2 sin 2sin 2 sin sin min 1 A A A i n +== δ 由此可知,要求得棱镜材料折射率n ,必须测出其顶角A和最小偏向角min δ。 四、实验步骤 1.调节分光计 1)调整望远镜: a 目镜调焦:清楚的看到分划板刻度线。 b 调整望远镜对平行光聚焦:分划板调到物镜焦平面上。 c 调整望远镜光轴垂直主轴:当镜面与望远镜光轴垂直时,反射象落在 上十字线中心,平面镜旋转180°后,另一镜面的反射象仍落在原处。 调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴:将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上,物镜将出射平行光。 2)使载物台轴线垂直望远镜光轴。 a 调整载物台的上下台面大致平行,将棱镜放到平台上,是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。 b 接通目镜照明光源,遮住从平行光管来的光,转动载物台,在望远镜中观察从侧面AC 和AB 返回的十字象,只调节台下三螺钉,使其反射象都落在上十子线处。 注意): 1、望远镜对平行光聚焦。

HFSS波导仿真实验报告参考模板

《电磁场与电磁波》课程 仿真实验报告 学号U201213977 姓名唐彬 专业电子科学与技术 院(系)光学与电子信息学院2014 年12 月 3 日

1.实验目的 学会HFSS仿真波导的步骤,画出波导内场分布图,理解波的传播与截止概念。 2.实验内容 在HFSS中完成圆波导的设计与仿真,要求完成电场、磁场、面电流分布、传输曲线、色散曲线和功率的仿真计算。 3.仿真模型 (1)模型图形 (2)模型参数

(3)仿真计算参数 根据圆波导主模为TE 11, 1111 '=1.841 c f a p ==为半径, a=1mm,代入公式得截止频率f=8.8GHz,因此设置求解频率为11GHz,起始频率为9GHz,终止频率为35GHz。 4.实验结果及分析 4..1电场分布图

图形分析:将垂直于Z周的两个圆面设为激励源,利用animate选项可以发现,两个圆面上的电场强度按图中的颜色由红变蓝周期性变化,图形呈椭圆形,且上底面中心为红色时,下底面中心为蓝色。即上底面中心的电场强度最大时,下底面中心的电场强度为最小。这是由于波的反射造成的。对于圆波导的侧面,由动态图可知电场强度始终处于蓝绿色,也就是一直较小。这说明电场更多的是在两底面,即两激励源之间反射,反射到侧面上的电场较少。 4..2磁场分布图

图形分析:根据电场与磁场的关系式——课本式(9.46)可知,电场的大小是磁场大小的c倍(c为真空中的光速),电场方向与磁场方向处处垂直,在图中也可看出,波导中磁场的最大值出现在侧面,两底面的中心的颜色为蓝绿色,且底面的两边为双曲线的形状,这就是磁场与电场相互垂直的结果。另一方面,根据图中各个颜色代表的场强大小也可以近似验证,电场与磁场的大小的确是c倍的关系。而且在导体中的电磁波,磁场与电场还存在相位差,这一点也可从两者的动态图中验证该结论。

opnet实验报告范例

opnet实验报告范例 Example of OPNET experiment report 编订:JinTai College

opnet实验报告范例 小泰温馨提示:实验报告是把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理,写成的书面汇报。本文档根据实验报告内容要求展开说明,具有实践指导意义,便于学习和使用,本文下载后内容可随意修改调整及打印。 OPNet仿真实验报告 第一章实验任务 –设置一个仿真场景,假设PC有N台,服务器有M台,交换机和路由器根据N值进行配置 –当N=30,60,90和M=1时,设置仿真场景,配置连接设备,服务器配置FTP、TELNET、WWW、SNMP等服务,给出N不同取值时: 1)整个网络平均延迟对比曲线图 2)服务器与交换机链路的平均吞吐量对比曲线图 3)服务器CPU负载变化对比曲线图 –当N=90,M分别取值1和2时,设置仿真场景,配置连接设备,服务器配置同上,给出M不同取值时:

1)整个网络平均延迟对比曲线图 2)服务器与交换机链路的平均吞吐量对比曲线图 3)服务器CPU负载变化对比曲线图。 RIP协议的OPNET仿真分析 第二章 OPNET网络建模及仿真方法 2.1 OPNET简介 OPNET是1986年由美国MIL3 Inc.(现在为OPNET Technologies Inc.)研制的,最初是用于军事需要,但很快就发展成为一款商业化软件,并成为目前世界上最先进的网络仿真和开发工具之一。现在全球大约有2700个OPNET用户,涉及企业、军事、教育、银行、保险等多个领域,被第三方权威机构评为“世界级网络仿真软件第一名”。作为商业软件的OPNET价格非常昂贵,但它也提供了专门用于教育和科研的免费版本,如OPNET IT Guru。 OPNET支持面向对象的建模方式,并提供图形化的编辑界面,更便于用户使用;采用离散事件驱动的模拟机理,使计算效率得到了很大提高;将基于包的分析方法和基于统计的数学建模方法结合起来,大大加快了仿真速度,而且可以得到更加

数控机床仿真实验报告模板参考

本科生实验报告

填写说明 1、适用于本科生所有的实验报告(印制实验报告册除外); 2、专业填写为专业全称,有专业方向的用小括号标明; 3、格式要求: ①用A4纸双面打印(封面双面打印)或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。 ②打印排版:正文用宋体小四号,1.5倍行距,页边距采取默认形式(上下2.54cm,左 右2.54cm,页眉1.5cm,页脚1.75cm)。字符间距为默认值(缩放100%,间距:标准); 页码用小五号字底端居中。 ③具体要求: 题目(二号黑体居中); 。

实验一数控车床操作加工仿真实验 一、实验目的 1、掌握手工编程的步骤。 2、掌握数控加工仿真系统的操作流程。 二、实验内容 1、了解数控仿真软件的应用背景。 2、掌握手工编程的步骤。 3、掌握SEMENS 802Se T 数控加工仿真操作流程。 三、实验设备 1、AUTO CAD 2014。 2、南京宇航数控加工仿真软件。 四、实验操作步骤 1、实验试件 试件的形状、尺寸如图1-1所示 2、加工采用的刀具参数 刀具及相关参数如表1-1所示 3、工序卡片根据零件材料、加工精度、加工路线、刀具参数表和切削用量等内容,确定加 工工序卡,如表1-2所示。 4、程序 5、加工仿真操作步骤

五、加工视窗 Yhcnc 输出信息 消息模式 欢迎使用YHCNC, 更多资料请登录https://www.360docs.net/doc/528537981.html, 2017-03-29 15:20 。。。 评分模式 欢迎使用YHCNC, 更多资料请登录https://www.360docs.net/doc/528537981.html, 2017-03-29 15:20 。。。 六、思考题 1、数控加工中的误差来源有哪些? 答:

opnet实验报告范例【精品】

OP 仿真实验报告 第一章实验任务 1.1 实验一 –设置一个仿真场景,假设PC有N台,服务器有M台,交换机和路由器根据N值进行配置 –当N=30,60,90和M=1时,设置仿真场景,配置连接设备,服务器配置FTP、TEL 、等服务,给出N不同取值时: 1)整个络平均延迟对比曲线图 2)服务器与交换机链路的平均吞吐量对比曲线图 3)服务器CPU负载变化对比曲线图 –当N=90,M分别取值1和2时,设置仿真场景,配置连接设备,服务器配置同上,给出M不同取值时: 1)整个络平均延迟对比曲线图 2)服务器与交换机链路的平均吞吐量对比曲线图 3)服务器CPU负载变化对比曲线图。 1.2 实验二 RIP协议的OP 仿真分析 第二章 OP 络建模及仿真方法 2.1 OP 简介 OP 是 6年由美国MIL3 Inc.(现在为OP Technologies Inc.)研制的,最初是用于军事需要,但很快就发展成为一款商业化软件,并成为目前世界上最先进的络仿真和开发工具之一。现在全球大约有2700个OP 用户,涉及企业、军事、教育、银行、保险等多个领域,被第三方权威机构评为“世界级络仿真软件第一名”。作为商业软件的OP 价格非常昂贵,但它也提供了专门用于教育和科研的版本,如OP IT Guru。 OP 支持面向对象的建模方式,并提供图形化的编辑界面,更便于用户使用;采用离散事件驱动的模拟机理,使计算效率得到了很大提高;将基于包的分析方法和基于统计的数学建模方法结合起来,大大加快了仿真速度,而且可以得到更加细节化的模拟结果;在物件拼盘

中,包含了详尽的模型库:路由器、交换机、服务器、客户机、ATM设备、DSL设备等,还有其它厂商的配备,使OP 在新络项目的设计以及对现有络的分析方面都有卓越表现;它为通信协议和路由算法的研究提供了与真实络相同的环境。此外,功能完善的结果分析器为络性能的分析提供了有效而又直观的工具;提供了多种业务模拟方式;具有丰富的收集分析统计量,查看动画和调试等功能;它可以直接收集常用的各个络层次的性能统计参数,能够方便地编制和输出仿真报告。 目前OP 的应用在国内还处于起步阶段,因此OP 具有很大的研究和应用价值。 2.2 OP 仿真关键技术 2.2.1 层次化建模技术 0P 采用层次化的建模技术,提供了三层建模机制:络模型、结点型和进程模型。络模型为最上层,由可以嵌套的子、通讯节点和在节点间进行通信的链路组成,在这一层完成络拓扑和模型配置;进程模型是最底层,用有限状态机(FSM)来描述各个状态和状态间转移关系,进程模型是通信协议功能模拟以及与仿真有关的控制流行为实现的具体位置,其中FSM是用C语言描述的通信行为程序;结点模型定义结点的内部结构,由发信机模块、接收机模块、处理机模块、队列模块及包流、统计线等连接组成。通过0P 的络模型、结点模型和进程模型三层建模机制建立起来的模型和实际的络、设备、协议层次完全对应,全面反映了络的相关特性。络模型、结点模型和进程模型分别在相应的项目编辑器、结点编辑器和进程编辑器中完成。 本实验就是从第一个层次进行建模,从而完成仿真任务的。 2.2.2 离散事件仿真机制 0P 采用基于离散事件驱动的仿真机制。事件是指络状态的变化。络状态发生变化时,模拟机进行仿真,状态不发生变化的时间段,不进行仿真,即被跳过,因而仿真时间是离散的。每个仿真时间点上可以同时出现多个事件,事件的发生可以有疏密的区别。仿真中的各个模块之间通过事件中断方式传递事件信息。每当出现一个事件中断时都会触发一个描述络系统行为或者系统处理的进程模型的运行。通过离散事件驱动的仿真机制实现了在进程级描述通信的并发性和顺序性,再加上事件发生时刻的任意性,决定了可以仿真计算机和通信络中的任何情况下的络状态和行为。 2.2.3 仿真调度机制 在OP 中使用基于事件列表的调度机制,合理安排调度事件,以便执行合理的进程来仿真络系统的行为。调度的完成通过仿真软件的仿真核和仿真工具模块以及模型模块来实现。事件列表的调度机制具体描述如下: 1.每个OP 仿真都维持一个单独的全局时间表,其中的每个项目和执行都受到全局仿真时钟的控制,仿真中以时间顺序调度事件列表中的事件,需要先执行的事件位于表的头部。当一个事件执行后将从事件列表中该事件。

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