快速数字仿真方法.
(完整版)中文版LOGIX5000仿真快速讲解
RSLogix5000仿真快速讲解RSLogix Emulator 5000是一个软件模拟5000 Logix控制器的软件。
其目的是在没有硬件的情况下，模拟的真实功能PLC，。
并进行调试。
更多的信息可以参考LGEM5K-GR015A—EN—P AB出版。
As a quick introductio n we’ll go through a simple example of setting up a simulation。
作为一个快速的介绍，我们通过过一个简单的例子建立的仿真。
三个主要步骤。
1.建立一个主机监控.2.RSLinx.创建一个连接RSLinx.3.构建一个项目相关的仿真硬件。
建立一个主机架点击开始〉〉 > 〉 RSLogixEmulate RSLogix5000 Chassis Monitor.当仿真打开，只有一个空的机架。
一个RSLinx模块已经在0槽内。
在slot 1 可以根据模拟项目的需要来加入另一个 RSLinx 模块来进入通讯扩展。
在这里我们搭建项目相关的硬件配置。
第一步将会增加CPU模块。
这是一个叫做Emulation Controller模块。
点击槽>创建模块。
1.选择模拟器RSLogix模仿5000控制器。
2.槽号选择23.点击加入4.在这一点上，你可能会出现一个讯息配置对话框.配置默认值并单击“下一步”。
5.接下来的两个对话框设置，是控制器的细节。
点击“下一步”并完成对接受所有的默认值。
接下来我们将加入一些输入/输出的模块。
1.点击槽〉创建模块。
2.选择1789 —SIM 32点输入/输出模拟器。
3.槽号选择3,然后点击OK。
4.A。
接受缺省设置,点击下结束。
机架上将现在有两个仿真模块.RSLinxRSLinx创建一个连接1.开始〉程序下RSLinx 〉 > >罗克韦尔软件RSLinx专业版2.点击 Communications > 配置Configure Drivers.3.选择 the Virtual Backplane (SoftLogix 58xx) driver现有的驱动类型列表.、4.点击Add New。
数字化仿真基础知识点总结
数字化仿真基础知识点总结数字化仿真(Digital Simulation)是通过运用计算机技术和数学模型，模拟实际系统的运行过程，以便对其进行分析、优化和预测的一种技术手段。
数字化仿真既可以用于工程设计、生产过程优化，也可以用于演练、教育和娱乐等领域。
本文将从数字化仿真的基础知识出发，介绍数字化仿真的定义、分类、方法和应用等方面的内容，希望能够对读者有所启发。
一、数字化仿真的定义数字化仿真是利用计算机技术和数学模型，对实际系统的运行过程进行模拟，以便对其进行分析、优化和预测的一种技术手段。
数字仿真可分为离散仿真和连续仿真两大类。
离散仿真是对系统中各离散事件（如交通流量、生产任务等）进行模拟，而连续仿真是对系统中各连续变化量进行模拟。
二、数字化仿真的分类数字化仿真可以按照仿真的目的、仿真的对象以及仿真的工具等不同角度进行分类。
1. 按照仿真的目的分类数字化仿真可以分为训练仿真、设计仿真、决策仿真三种类型。
训练仿真是在实际操作之前，通过数字化仿真技术对操作者进行系统的培训。
设计仿真是利用数字化仿真对产品的各种性能参数进行测试和评估。
决策仿真侧重于通过仿真技术，对不同方案进行评估和比较，以便进行决策。
2. 按照仿真的对象分类数字化仿真可以分为实时仿真、离线仿真两种类型。
实时仿真通常用于模拟实际系统的运行过程，以便对其进行监控和优化。
离线仿真主要用于对系统在不同工况下的性能进行分析和评估。
3. 按照仿真的工具分类数字化仿真可以分为连续仿真和离散仿真。
连续仿真主要应用于对系统中各连续变化量进行模拟。
离散仿真主要应用于对系统中各离散事件进行模拟。
三、数字化仿真的方法数字化仿真的方法主要包括建模、仿真、评估和优化四个步骤。
1. 建模建模是数字化仿真的第一步。
建模的目的是将实际系统的特性用数学模型进行描述。
建模的过程中，需要考虑系统的结构、功能和特性等因素，选择合适的建模方法和工具。
常用的建模方法包括系统动力学建模、离散事件建模、连续系统建模等。
电路仿真快速仿真数模混合仿真
3、View则包含多种类型，常用的有schemetic，symbol， layout，verilog，extracted等等 ,新建Cellview要注意选 择View的类型。
浙大微电子
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Tools菜单
在Tools菜单下，比较常 用的菜单项有 Library Manager Library Path Editor Technology File Manager
Library Manager项打开的是库管 理器。在窗口的各部分中，分别 显示的是Library、Cell、View相应 的内容。
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Library Path Editor & Technology File Manager
Library Path Editor 可以对本用户的文件 路径进行修改
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二、建立可进行SPECTRE模拟 的单元文件
主窗口分为信息窗口 （command interpreter window,CIW)、命令行 以及主菜单。信息窗口 会给出一些系统信息 （如出错信息，程序运 行情况等）。在命令行 中可以输入某些命令。 主菜单包括： 1、File菜单 2、Tools菜单 3、Options菜单
浙大微电子
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一、进入Cadence软件包
步骤一
下载安装putty软件 （http://www.isee.zju.ed /ic/datas/news/0308/ new_120213/putty-0.60installer.exe ），在Host name处填工作站地址， 端口默认，协议 （protocol）选SSH，如 图所示，在putty进行设 置；然后登录工作站。
(完整版)控制系统数字仿真题库
控制系统数字仿真题库一、填空题1. 定义一个系统时，首先要确定系统的边界；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的输入，系统对边界以为环境的作用称为系统的输出。
2．系统的三大要素为：实体、属性和活动。
3．人们描述系统的常见术语为：实体、属性、事件和活动。
4．人们经常把系统分成四类，它们分别为：连续系统、离散系统、采样数据系统和离散-连续系统。
5、根据系统的属性可以将系统分成两大类：工程系统和非工程系统。
6．根据描述方法不同，离散系统可以分为：离散时间系统和离散事件系统。
7. 系统是指相互联系又相互作用的实体的有机组合。
8．根据模型的表达形式，模型可以分为物理模型和数学模型二大类，其中数学模型根据数学表达形式的不同可分为二种，分别为：静态模型和动态模型。
9、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为物理模型，用数学表达式来描述系统内在规律的模型称为数学模型。
10．静态模型的数学表达形式一般是代数方程和逻辑关系表达式等，而动态模型的数学表达形式一般是微分方程和差分方程。
11．系统模型根据描述变量的函数关系可以分类为线性模型和非线性模型。
12 仿真模型的校核是指检验数字仿真模型和数学模型是否一致。
13．仿真模型的验证是指检验数字仿真模型和实际系统是否一致。
14．计算机仿真的三个要素为：系统、模型与计算机。
15．系统仿真的三个基本活动是系统建模、仿真建模和仿真试验。
16．系统仿真根据模型种类的不同可分为：物理仿真、数学仿真和数学-物理混合仿真。
17．根据仿真应用目的的不同，人们经常把计算机仿真应用分为四类，分别为：系统分析、系统设计、理论验证和人员训练。
18．计算机仿真是指将模型在计算机上进行实验的过程。
19. 仿真依据的基本原则是:相似原理。
20. 连续系统仿真中常见的一对矛盾为计算速度和计算精度。
21．保持器是一种将离散时间信号恢复成连续信号的装置。
22．零阶保持器能较好地再现阶跃信号。
控制系统数字仿真 要点
词汇表1. 解析法：就是运用已经掌握的理论知识对控制系统进行理论上的分析、计算。
它是一种纯理论上的试验分析方法，在对系统的认识过程中具有普遍意义。
2. 实验法：对于已经建立的实际系统，利用各种仪器仪表及装置，对系统施加一定类型的信号，通过测取系统的响应来确定系统性能的方法。
3. 仿真分析法：就是在模型的基础上所进行的系统性能分析与研究的实验方法，它所遵循的基本原则是相似原理。
4. 模拟仿真：采用数学模型在计算机上进行的试验研究称之为模拟仿真。
5. 数字仿真：采用数学模型，在数字计算机上借助于数值计算的方法所进行的仿真试验称之为数字仿真。
6. 混合仿真：将模拟仿真和数字仿真结合起来的仿真方法。
7. 数值计算：有效使用数字计算机求数学问题近似解的方法与过程。
数值计算主要研究如何利用计算机更好的解决各种数学问题，包括连续系统离散化和离散形方程的求解，并考虑误差、收敛性和稳定性等问题。
8. 病态问题：闭环极点差异非常大的控制系统叫做病态系统，解决这类系统的问题就叫病态问题。
9. 显式算法：在多步法中，若计算第k+1次的值时，需要的各项数据均是已知的，那么这种算法就叫做显式算法。
10. 隐式算法：在多步法中，若计算第k+1次的值时，又需要用到第k+1次的值，即算式本身隐含着当前正要计算的量，那么这种算法就叫做隐式算法。
11. 数值稳定性：数值积分法求解微分方程，实质上是通过差分方程作为递推公式进行的。
在将微分方程离散为差分方程的过程中，有可能将原本稳定的系统变为不稳定系统。
如果某个数值计算方法的累积误差不随着计算时间无限增大，则这种数值方法是稳定的，反之是不稳定的。
12. 实体：就是存在于系统中的具有实际意义的物体。
13. 属性：就是实体所具有的任何有效特征。
14. 活动：系统内部发生的任何变化过程称之为内部活动；系统外部发生的对系统产生影响的任何变化过程称之为外部活动。
15. 描述模型：是一种抽象的、无实体的，不能或者很难用数学方法精确表示的，只能用语言描述的系统模型。
控制系统数字仿真
对汽车的悬挂、转向、制动等系统进行数字仿真，验证底 盘控制算法的正确性和可行性，提高汽车的操控稳定性和 行驶安全性。
自动驾驶控制
通过数字仿真技术，模拟自动驾驶系统的行为和性能，评 估自动驾驶控制算法的优劣和适用性，推动自动驾驶技术 的发展和应用。
04
控制系统数字仿真挑战与解决方 案
实时性挑战与解决方案
电机控制
对电机的启动、调速、制动等过程进行数字仿真，验证电机控制算 法的正确性和可行性，提高电机的稳定性和可靠性。
智能控制
通过数字仿真技术，模拟智能控制系统的行为和性能，评估智能控 制算法的优劣和适用性。
机器人控制
1 2 3
运动控制
对机器人的关节和末端执行器进行数字仿真，模 拟机器人的运动轨迹和姿态，验证运动控制算法 的正确性和可行性。
实时性挑战
在控制系统数字仿真中，实时性是一个关键的挑战。由于仿真过程中需要不断进行计算和控制，如果仿真时间过 长，会导致控制延迟，影响系统的实时响应。
解决方案
为了解决实时性挑战，可以采用高效的算法和计算方法，如并行计算、分布式计算等，以提高仿真速度。同时， 可以通过优化仿真模型和减少不必要的计算来降低仿真时间。
特点
数字仿真具有高效、灵活、可重复性 等优点，可以模拟各种实际工况和参 数条件，为控制系统设计、优化和故 障诊断提供有力支持。
数字仿真的重要性
验证设计
通过数字仿真可以对控制系统设计进行验证， 确保系统性能符合预期要求。
优化设计
数字仿真可以帮助发现系统设计中的潜在问 题，优化系统参数和性能。
故障诊断
THANபைடு நூலகம்S
感谢观看
发展趋势
目前，数字仿真正朝着实时仿真、 高精度建模、智能化分析等方向 发展，为控制系统的研究和应用 提供更强大的支持。
Multisim仿真教程
Multisim意为“万能仿真 ”
精品文档
一、主要(zhǔyào)功能
构建仿真电路(diànlù) 通信系统分析与设计
仿真电路(diànlù)环 的模块
境
PCB设计模块：直观、
multi mcu（单片机 层板32层、快速自动
精品文档
仿真开关
工程栏
元件
工具栏
菜单栏
设计 (shèjì) 工具栏
使用 (shǐyòng)
中 元件列表
工作区
状态栏
仪器仪表 工具栏
精品文档
常用(chánɡ yònɡ)元件库分类
精品文档
仪器仪表工具栏
从左到右分别是：数字万用表、函数发生器、示 波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、 瓦特表、逻辑转换仪、失真分析仪、网络分析仪、 频谱分析仪
报告按钮，用以打印有关电路的报告
传输按钮，用以与其它程序通讯，比如与Ult 通讯；也可以将仿真结果输出到 像MathCAD和Excel这样的应用程序。
精品文档
元件(yuánjiàn) 工具栏
电源库 基本元件库 二极管库 晶体管库 模拟元件库 TTL元件库 COMS元件库
精品文档
其他数字元件库 混合芯片库 指示部件库 其他部件库 控制部件库 射频器件库 机电类元件库
给印制电路板设计的原件外形。
“Electronic Parameters”页： 元件的电气参数，包括元件在 实际使用中应该考虑的参数指标。
“User Fields”页：用户使用信息。
精品文档
编辑电阻元件
2、虚拟(xūnǐ)电阻
数字化仿真技术
数字化制造与仿真Digital manufacturing and simulation姓名：杨波学号：140710552C ONTENTS 01The definition and connotation目录01The connotation and development 02Status and development02T he classification and advantage 03focus of study core and supportingtechnology03The basic steps 04application value and developmentprospects 04Software description数字化制造技术Digital manufacturing technology1.The definition and connotation of digital manufacturing数字化时代来临的标志是信息技术的越来越普及，特别是在智能领域的应用越来越多。
数字化技术是软件和智能技术的基础，是高科技公司赖以生存的核心技术。
先进制造技术的应用，拓展了许多制造的新方法和新工艺。
数字化技术和先进制造技术的结合，给中国的制造业带来巨大的冲击。
数字化制造的术语性定义:数字化制造就是指在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户的需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。
从数字化制造的术语性定义中，可以发现，数字化制造定义的内涵包括以下三方面:1)设计数字化。
在虚拟环境中，可以实现装配过程仿真，数字预装配，CAM，以及结构分析、管路分析、强度分析等等;2)制造装备数字化。
成套装备的集成，包括数字化创新设计、数字化工艺、数字化特种控制和数字化检测，主要应用的领域有:汽车制造装备、船舶制造装备、电子制造装备、军工制造装备、轻工制造装备等等;3)管理数字化。
数字化仿真与优化技术
1. 数字化仿真技术概述
软件名称
PAM-SAFE PAM-CRASH PAM-FORM MATLAB VisSim ProModel Z-MOLD 美国MathWorks Inc. 美国Visual Solutions Inc. 法国ESI Group
(B) 等式
g j (X ) 0
hj ( X ) 0
2. 产品的优化设计技术
(2) 按约束条件的功能可分为
(A) 边界约束: 对设计变量取值范围界限的限制 (区域约束) (B) 性能约束: 对设计变量的取值要满足某些性能要求
(3) 按约束条件的形式可分为
(A) 显式约束: 直接对若干设计变量加以限制 (区域约束) (B) 隐式约束: 间接对若干设计变量加以限制
x x1
满足
x2
... xn
T
gi ( X ) 0 hj ( X ) 0
2. 产品的优化设计技术
2.2.2 优化问题的分类
优化问题也称为规划问题，根据数学形式可分为
1)线性规划 目标函数和约束方程均为设计变量的线 性函数。
2)非线性规划 若目标函数和约束方程中至少有一个 与设计变量存在非线性关系。 3)动态规划 设计变量是成序列、多阶段的决策过程 机械产品的优化设计问题属于多维、有约束的非 线性规划。
2. 产品的优化设计技术
2.2.3 优化设计的步骤
1)确定设计要求及规模 分析设计要求，合理确定优 化的范围和目标。 2)分析优化对象 全面分析、主次分明，建立数学模型 3)选择合适的优化方法 根据数学模型的规模和类型选 择合适的优化方法求解。 4)建立仿真模型
数字化仿真基本步骤
数字化仿真是一种通过计算机模拟现实世界中的物理过程、系统或设备的方法，以便于研究、分析和优化这些系统的性能。
数字化仿真技术在许多领域都有广泛的应用，如航空航天、汽车工程、生物医学、能源系统等。
以下是数字化仿真的基本步骤：1. 确定仿真目标：首先需要明确仿真的目的和预期结果。
这有助于确定仿真的范围、精度要求和所需的资源。
2. 建立数学模型：根据实际问题，建立相应的数学模型。
数学模型可以是代数方程、微分方程、差分方程等。
数学模型应能够描述系统的动态行为和性能指标。
3. 选择合适的仿真软件：根据数学模型的特点和仿真需求，选择合适的仿真软件。
常用的仿真软件有MATLAB、Simulink、ANSYS、COMSOL等。
4. 编写仿真程序：将数学模型转化为仿真软件可以识别的代码。
这一步通常需要具备一定的编程能力。
5. 验证和调试：运行仿真程序，观察输出结果是否符合预期。
如果结果不符合预期，需要对数学模型或仿真程序进行修改，直至得到满意的结果。
6. 参数化和优化：根据实际需求，对仿真模型的参数进行调整，以实现对系统性能的优化。
这一步可能需要多次迭代，以找到最佳的参数组合。
7. 数据分析和可视化：对仿真结果进行分析，提取有用的信息。
同时，通过图表、动画等形式将结果可视化，以便更直观地展示系统的性能。
8. 结果验证：将仿真结果与实际测试数据进行比较，以验证仿真模型的准确性和可靠性。
如果结果一致，说明仿真模型是有效的；如果结果不一致，需要重新检查数学模型和仿真程序，找出问题所在。
9. 结果应用：将仿真结果应用于实际工程项目中，为设计、制造、测试等环节提供依据。
同时，通过对仿真结果的分析，可以为系统的改进和优化提供建议。
10. 文档整理和报告撰写：将整个仿真过程和结果整理成文档，包括数学模型、仿真程序、分析方法、结果讨论等。
此外，还需要撰写一份详细的报告，介绍仿真的目的、方法、过程和结果，以及可能的应用前景。
总之，数字化仿真是一种强大的工具，可以帮助我们更好地理解和优化现实世界中的复杂系统。
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t 0
（5-5）
第五章 快速数字仿真方法
2. 典型输入函数时的增广矩阵
假定被仿真的系统为
Ax Bu x
x(0) x0
y(t ) Cx(t )
其中A为n n维矩阵，即表示有 n各状态变量。
（5-6）
1. 阶跃输入时 2. 斜坡输入时 3. 指数输入时
第五章 快速数字仿真方法
（5-13） （5-14）
e z 1 Tz
若对(5-11)式做Z变换,则可得下述脉冲传递函数:
y( z) G( z) T x( z ) z 1
（5-15）
第五章 快速数字仿真方法
将(5-15)式与(5-7)式,有
或
s 1 T z 1
（5-16）
s z 1 T
（5-17）
（5-9）
第五章 快速数字仿真方法
则微分方程(5-8)式即等价为下述差分方程:
dy(t ) y (k 1) y (k ) dt t kT T
（5-10）
当微分方程中导数的计算采用(5-9)式差分表达式时,称为向后 差分法.当然,倒数的
y(k ) y(k 1) Tx(k )
经替换，则可以得到：
x( z ) z 1 T A z 1 2 zI F11 F2 式中
BT u ( z ) 2
1 1
（5-27）
( zI I ) F11G1u ( z )
F1 1 - T A 2 F2 1 T A 2 G1 BT 2
四. 双线性变换的讨论
范围内,如图5-1(b)所示.为说明这一点,(5-14)式可以改写为
2 2 ( 1 T ) ( T ) z1 1 2 4 (1 T ) 2 (T ) 2 2
（5-19）
第五章 快速数字仿真方法
j
j
s3
s1 s2
z平面 单位圆映射
s平面虚拟 的映射
2
b2 j]
其中a j , bj , c j , d j 分别是复数零极点的实 部与虚部。
K ( z 1) G( z )
r p
(z e
i 1 a jT
m
a jT
) [ z 2 (2e
i 1 2 a jT
n
a jT
cosbiT ) z e
a jT
5.2 替换法
一. 简单替换法
用传递函数G(s)表示的系统,在时域内可以用一个微分方程来 表示例如,
dy(t ) x(t ) dt
系统的时域表示为:
（5-7）
dy(t ) x(t ) dt
假若导数计算用下述差分来近似,可简写成:
（5-8）
dy(t ) y (k ) y (k 1) dt t kT T
第五章 快速数字仿真方法
第五章 快速数字仿真方法
5.1 增广距阵法 ……………………………………………. 5.2 替换法…………………………………………………. 5.3 零极点匹配法………………………............................ 5.4 计算机开控制系统仿真……………………………….. 本章小结……………………………………………………..
第五章 快速数字仿真方法
5.1 增广距阵法
1. 基础思想
假定一个连续系统的状态方程为
Ax x
这是一个齐次方程，其解为
（5-1） （5-2）
x(t ) e At x(0)
实际的物理系统模型大多是一个非齐次方程，即 其解为
At
Ax Bu x
t
（5-4）
x(t ) e x(0) e A(t ) Bu( )d
2
第五章 快速数字仿真方法
对于 z平面上的单位圆（即稳 定域）， z 1, 故
2
1 2 2 1 T T
2
2
（5-18）
因此将z域中的单位圆映射到 s平面上，正好是以 1 ,0 为圆心， T 以 1 为半径的一个圆 , 如下图5 1(a)所示。 T
由(5-14)式的替换关系,可以推得,s平面的左半平面单位圆的局部
方程(5-8)式可等价为下述差分方程:
y(k 1) y(k ) Tx(k )
（5-11）
第五章 快速数字仿真方法
现对差分方程(5-10)式进行Z变换,则得:
y( z) G ( z ) Tz x( z ) z 1
比较(5-12)式与(5-7)式,有
（5-12）
或
e 1 Tz z 1
a jT
]
(z e
j 1
) [ z 2(e
j 1
q
cosbiT ) z e
（5-36）
]
第五章 快速数字仿真方法
归纳起来，零极点匹配 法的步骤如下： （1 ）将G(s)所有极点按z e sT 映射到z平面，如G ( s )的实数极点在 s j j 处，则G ( s )有极点z j e
z平面 单位圆映射
(a)
图5-1 简单替换法的映射关系
(b)
第五章 快速数字仿真方法
二. 双线性变换
j
[s]
j
[z]
0
-1
0
1
s平面虚拟 的映射
(a)
图5-2 双线性变换的映射关系
(b)
第五章 快速数字仿真方法
三. 状态方程的双线变换
(t ) Ax(t ) Bu(t ) x y(t ) Cx(t ) Du(t )
（5-25）
式中x, u, y分别为n, m, r维列向量；A为n n维矩阵；B为n m维矩阵； C为r n维矩阵；Dr m维矩阵。
对式（5-25）做拉氏变换得：
x(s) z 1 T A z 1 2
BT u(s) 2
1
（5-26）
第五章 快速数字仿真方法
（5-28）
（5-29） （5-30）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第五章 快速数字仿真方法
5.3 零极点匹配法
若给定的连续传递函数为
K ( s ai ) [(s ai ) 2 bi2 ]
i 1 m m
G(s)
(s )[(s c )
i j j 1 i 1
r
i 1 q
（5-35）
关系式(5-16)式与(5-17)式也是一种简单的替换式,这种替换式 相当于向前查分法,几数值积分中的欧拉法.
实际上替换式（ 5 14 ）及（ 5 17）式均可看做是 s平面与z平面之间的 相互映射对（ 5 17）式来说，由于 z Ts 1, 设s j, 所以
z (1 T ) 2 2T 2