哈工大模电自主设计试验
哈工大 计算机仿真技术实验报告 实验七 基于Simulink的简单电力系统仿真实验
实验七 基于Simulink 的简单电力系统仿真实验一、实验目的１）掌握Simulink 的工作环境及SimPowerSystems 功能模块库的应用； ２）掌握Simulink 的powergui 模块的应用；３）掌握发电机的工作原理及稳态电力系统的计算方法；二、实验内容单机无穷大电力系统如图7-1所示。
平衡节点电压00 V V =︒ 。
负荷功率10L P kW =。
线路参数：电阻1l R =Ω；电感0.01l L H =。
发电机额定参数：额定功率100n P kW =；额定电压n V V =；额定励磁电流70 fn i A =；额定频率50n f Hz =。
发电机定子侧参数：0.26s R =Ω，1 1.14 L mH =，13.7 md L mH =，11 mq L mH =。
发电机转子侧参数：0.13f R =Ω，1 2.1 fd L mH =。
发电机阻尼绕组参数：0.0224kd R =Ω，1 1.4 kd L mH =，10.02kq R =Ω，11 1 kq L mH =。
发电机转动惯量和极对数分别为224.9 J kgm =和2p =。
发电机输出功率050 e P kW =时，系统运行达到稳态状态。
在发电机输出电磁功率分别为170 e P kW =和2100 e P kW =时，分析发电机、平衡节点电源和负载的电流、电磁功率变化曲线，以及发电机转速和功率角的变化曲线。
GV三、实验要求（1）利用SimPowerSystems库中的发电机模型、三相负荷模型建立系统的仿真模型；（2）利用powergui模块，对系统的稳态响应及发电机的初始值进行分析，并给发电机付初始值；（3）利用Bus Selector模块分选出需要的发电机输出参数。
利用Three-Phase V-I Measurement模块测量三相电压与电流参数。
（4）给出平衡节点电源和负载的电流、电磁功率变化曲线，以及发电机转速和功率角的变化曲线。
哈工大数字逻辑电路与系统实验报告
哈工大数字逻辑电路与系统实验报告引言本实验旨在通过对数字逻辑电路与系统的学习与实践，加深对数字逻辑电路原理和应用的理解，掌握数字逻辑电路实验的设计与调试方法。
本报告将详细介绍实验步骤、实验结果以及实验心得体会。
实验目的1.掌握基本的数字逻辑电路设计方法；2.熟悉数字逻辑电路的布线和调试方法；3.学会使用EDA软件进行数字逻辑电路的仿真和验证。
实验器材•FPGA开发板•EDA软件实验过程实验一：逻辑门的基本控制本实验采用FPGA开发板进行实验，以下是逻辑门的基本控制步骤：1.打开EDA软件，新建工程；2.选择FPGA开发板型号，并进行相应配置；3.在原理图设计界面上，依次放置与门、或门、非门和异或门，并连接输入输出引脚；4.面向测试向量实现逻辑门的控制和数据输入；5.运行仿真并进行调试。
实验二：数字逻辑电路实现本实验以4位全加器为例，进行数字逻辑电路的实现，以下是实验步骤：1.打开EDA软件，新建工程；2.选择FPGA开发板型号，并进行相应配置；3.在原理图设计界面上，放置输入引脚、逻辑门和输出引脚，并进行连接；4.根据全加器的真值表，设置输入信号，实现加法运算；5.运行仿真并进行调试。
实验三：数字逻辑电路的串联与并联本实验旨在通过对数字逻辑电路的串联与并联实现，加深对逻辑门的理解与应用。
以下是实验步骤：1.打开EDA软件，新建工程；2.选择FPGA开发板型号，并进行相应配置；3.在原理图设计界面上，放置多个逻辑门，并设置输入输出引脚；4.进行逻辑门的串联与并联连接；5.根据逻辑门的真值表，设置输入信号，进行运算；6.运行仿真并进行调试。
实验结果经过实验测试，实验结果如下：1.实验一：逻辑门的基本控制–与门的功能得到实现；–或门的功能得到实现；–非门的功能得到实现；–异或门的功能得到实现。
2.实验二：数字逻辑电路实现–4位全加器的功能得到实现；–正确进行了加法运算。
3.实验三：数字逻辑电路的串联与并联–逻辑门的串联与并联功能得到实现；–通过逻辑门的串联与并联，实现了复杂的逻辑运算。
哈工大仿真技术及应用实验指导书
仿真技术及应用实验指导书目录前言 (I)目录 (II)实验项目 (2)实验1 利用替换法构建系统仿真模型实验 (2)1.1 实验目的 (2)1.2 实验内容与要求 (2)1.5 实验报告要求 (3)实验2 利用根匹配法构建系统仿真模型实验 (4)2.1 实验目的 (4)2.2实验内容与要求 (4)2.5实验报告要求 (5)实验3 利用数值积分算法的仿真实验 (6)3.1 实验目的 (6)3.2 实验内容与要求 (6)3.5实验报告要求 (7)实验四基于Simulink控制系统仿真与综合设计 (8)4.1实验目的 (8)4.2实验内容与要求 (8)4.5 实验报告要求 (9)实验五基于Simulink三相电路仿真 (10)5.1实验目的 (10)5.2实验内容与要求 (10)5.5 实验报告要求 (12)实验六基于Simulink的直流斩波电路仿真实验 (13)6.1实验目的 (13)6.2实验内容与要求 (14)6.5 实验报告要求 (15)实验七基于Simulink的简单电力系统仿真实验 (16)7.1实验目的 (16)7.2实验内容与要求 (16)7.5 实验报告要求 (17)实验8 基于Simulink的伺服系统仿真 (17)8.1实验目的 (17)8.2实验内容与要求 (18)实验项目实验1 利用替换法构建系统仿真模型实验1.1 实验目的1) 熟悉MATLAB 的工作环境；2) 掌握MATLAB 的 .M 文件编写规则，并在命令窗口调试和运行程序；3) 掌握利用替换法构造系统离散模型的方法,并对仿真结果进行分析。
1.2 实验内容与要求1.2.1 实验内容系统电路如图 1.1所示。
电路元件参数：直流电压源V E 1=，电阻Ω=10R ，电感H L 01.0=，电容F C μ1=。
电路元件初始值：电感电流A i L 0)0(=，电容电压V u c 0)0(=。
系统输出量为电容电压)(t u c 。
哈工大模电自主设计实验
姓名 蒋瑞晔 班级 1104202 学号 1110420211 实验日期 6月7日 节次 5-6 教师签字 成绩模拟电子自主设计实验有源滤波器特性1.实验目的1. 掌握有源滤波电路的基本概念，了解高通滤波、低通滤波带通滤波对交流信号的影响。
2.了解滤波电路的选频特性、通频带等概念，加深对有源滤波电路的认识和理解。
3. 用Pspice 仿真的方法来研究滤波电路，了解元件参数对滤波效果的影响。
4. 根据给定的低通和高通滤波器结构和元件，分析其工作特点及滤波效果，分析电路的频率特性。
5.分别利用低通和高通滤波器搭建带通和带阻滤波器电路，观察和分析其输出波形特点，分析电路的频率特性。
2.总体设计方案或技术路线1.一阶滤波器阻容耦合是交流放大电路中的常用隔离直流影响的手段，同时阻容大小将影响信号通过频率，不同的组合将构成低通、高通滤波，最终形成整个电路的频率特性，根据阻抗计算方法：1) 一阶高通滤波器RCj U cj R R U U R ωω111111+⨯=+⨯= ； RCf H π21=U2DC 1MOhm2）一阶低通滤波器RC j U cj R c j U U C ωωω+⨯=+⨯=111111 ； RC f L π21=U2DC 1MOhm2.二阶滤波器为了使电路滤波效果更显著将两个一阶滤波器结合形成二阶滤波器如图所示为无限增益多路反馈低通滤波器电路，它是一种非常通用的具有反相增益的滤波器，具有结构简单、特性稳定、输出阻抗低的特点。
电路的传递函数为： 0210()p K b H s s b s b =++其中： 02311b R R C C =，11231111()b C R R R =++，21p R K R =-二阶高通滤波器电路U2DC 1MOhmU2DC 1MOhmU2DC 1MOhm二阶低通滤波器二阶高通滤波器U2DC 1MOhm4.仪器设备名称、型号1）实验电路板一块2）双踪示波器一台3）双路直流稳压电源一台4）函数信号发生器一台5）数字万用表一只6）电容，电阻若干5.理论分析或仿真分析结果1)二阶低通滤波器：FFT：幅频特性：（2）二阶高通滤波器：FFT：幅频特性：6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）1.一阶滤波器2.二阶滤波器实际操作实验（1）低通滤波器：FFT：（2）高通滤波器：FFT：7.实验结论1、低通和高通滤波器对通过的信号的影响，原信号波形和谐波成分的变化低通滤波器能使频率低于某个频率的信号通过，而滤掉高于该频率的信号，并将其放大为输入信号的n倍。
哈工大电路实验答案【电工学实验】
集成运算放大器的应用当Ui<0时，(1)U0=+U0max (2)U0=-U0maxA集成运算放大器的应用当Ui<0时，(1)U0=+U0max (2)U0=-U0maxB集成运算放大器的应用电路如图,改变Ui可使U0发生变化，当U0由正电压跃变为负电压时的Ui值和U0由负电压跃变为正电压时的Ui值：B集成运算放大器的应用电路如图：A大器的应用集成运算放大器的应用电路如图：A集成运算放大器的应用电路如图：B集成运算放大器的应用电路如图：B集成运算放大器的应用电路如图.当和相位相同时,则A )(1ωjU∙)(2ωjU∙组合逻辑电路及其应用当ui=A，则1) u0=A，2)B组合逻辑电路及其应用当ui=A，则1) u0=A，2)B组合逻辑电路及其应用当ui=A，则1) u0=A，2)BAuo=Auo=Auo=其应用组合逻辑电路及其应用当ui=A，则1) u0=A，2)B组合逻辑电路及其应用当ui=A，则1) u0=A，2)AAuo=Auo=触发器及时序逻辑电路电路如图，已知A=1,JK触发器的功能是A序逻辑电路触发器及时序逻辑电路当M=1时为几进制A与电子技直流直流电路下图的开路电压UOC的测定方法中，哪个是正确的。
A直流电路下图中电源的等效内阻RO的测定方法中，哪个是正确的。
A交流电路如图，当输入的交流信号U1的幅值一定时，输入信号的频率越高，输出电压的幅值A交流电路如图，当输入的交流信号Ui的幅值一定时，输入信号的频率越高，则输出电压的幅值B交流电路当电源电压一定，电路发生谐振时，则电路中的电流IA路交流电路在电感元件电路中，在相位上A集成运算放A 大器的应用集成运算放B 大器的应用集成运算放A 大器的应用集成运算放B 大器的应用集成运算放A 大器的应用集成运算放B 大器的应用集成运算放A 大器的应用集成运算放A 大器的应用集成运算放C 大器的应用集成运算放B 大器的应用集成运算放B 大器的应用集成运算放C 大器的应用集成运算放C 大器的应用集成运算放A 大器的应用集成运算放A 大器的应用集成运算放B 大器的应用集成运算放A 大器的应用集成运算放A 大器的应用集成运算放A 大器的应用集成运算放B 大器的应用触发器及时序逻辑电路电路如图，已知A=1,JK触发器的功能是A触发器及时序逻辑电路当74LS161的输出状态为1111时，再来一个计数脉冲，则下一个状态为B触发器及时序逻辑电路当M=1时为几进制A电路网络的频率特性一阶RC低通滤波器实验电路图是：A电路网络的频率特性一阶RC高通滤波器实验电路图是：B的频率特性电路网A 络的频率特性。
哈工大数电自主实验-数字流水灯
Harbin Institute of Technology数字电路自主设计实验院系：航天学院班级：姓名：学号：指导教师：哈尔滨工业大学一、实验目的1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。
2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。
3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。
4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
5．数电课程实验为我们提供了动手实践的机会，增强动手实践的能力。
二、实验要求设计流水灯，即一排灯按一定的顺序逐次点亮，且可调频、暂停、步进。
三、实验步骤1．设计电路实现题目要求，电路在功能相当的情况下设计越简单越好；2. 画出电路原理图（或仿真电路图）；3.元器件及参数选择；4.电路仿真与调试；5.到实验时进行电路的连接与功能验证，注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉，注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片；6.找指导教师进行实验的检查与验收；7.编写设计报告：写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，心得体会。
四、实验原理设计流水灯的方法有很多种，我的设计思路是：利用555定时器产生秒脉冲信号，74LS161组成8进制计数器，74LS138进行译码，点亮电平指示灯。
并通过调节555的电阻，实现频率可调。
通过两与非门，实现暂停、步进功能。
1.秒信号发生器（1）555定时器结构（2）555定时器引脚图（3）555定时器功能表（4）555定时器仿真图2. 74LS161实现8进制加计数74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器,它可以灵活地运用在各种数字电路，以及单片机系统中实现分频器等很多重要的功能。
（1）74LS161同步加法器引脚图管脚图介绍:始终CP和四个数据输入端P0-P3清零CLR使能EP,ET置数PE数据输出端Q0-Q3进位输出TC（2）74LS161功能表（5）74LS161仿真图对74LS161进行八进制计数改组，需要一个与非门，即芯片74LS00,也就是将74LS161的输出端通过与非门，当输出为8时将输出为高电平的端口与非后接到74LS161的清零段。
哈工大 模电自主设计 锯齿波发生器
占空比可调的锯齿波发生电路学院：专业：姓名：学号：占空比可调的锯齿波发生电路一．实验目的1．掌握占空比可调的锯齿波发生电路的工作原理2．掌握占空比调节的方法二．总体设计方案1.滞回比较器在单限比较器中，输入电压在阈值电压附近的任何微小变化，R都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。
因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。
滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因此也就具有一定抗干扰能力。
从反相输入端输入的滞回比较器电路如图(a)所示，滞回比较器电路中引入了正反馈。
(a)电路 (b)电压传输特性从集成运放输出端的限幅电路可以看出，u0=±U Z。
集成运放反相输入端电位u N= u I，同相输入端电位根据“虚短”u N=u P，求出的u I就是阈值电压，因此得出当u I<-U T，u N<u P，因而uo=+U Z，所以u P=+U T。
u I>+U T，uo=-U Z。
当u I>+U T，u N>u P，因而uo=-U Z，所以u P=-U T。
u I<-U T，uo=+U Z。
可见，uo从+U Z跃变为-U Z和uo从-U Z跃变为+U Z的阈值电压是不同的，电压传输特性如图(b)所示。
在我们所设计的锯齿波发生器中，滞回比较器由运放U1和电阻R1,R3,R4所组成。
通过由稳压管D1,D2和限流电阻R3构成的输出限幅电路，从而输出方波波形。
其中调节电阻R2可改变锯齿波的幅值和一定范围的频率。
调节滞回比较器的稳幅输出D1,D2值，可调整方波输出幅值，可改变积分时间，从而在一定范围内改变锯齿波的频率。
2.积分电路如图所示的积分运算电路中，由于集成运放的同相输入端通过R’接地，u N=u P =0为“虚地”。
电路中电容C的电流等于流过电阻R的电流输出电压与电容上电压的关系为u o=-u c而电容上电压等于其电流的积分，故在求解t1到t2时间段的积分值时式中u o(t1)为积分起始时刻的输出电压，即积分运算的起始值，积分的终值是t2时刻的输出电压。
哈工大电力电子课程设计报告-小功率开关电源
1 R1 的功率 PR1 C1Vs 2 f 0.225 W 2
式中： 最小关断时间 toff (1 Dmax ) 缓冲电容 C1 = 0.01 μF 二极管型号：HER107
1 10 μs f
3
哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）
图 1 反激式变换器原理图
1.2
变压器参数计算
（1） ． 计算原边绕组流过的峰值电流
I P 2 P0 /(Vs (min) Dmax ) 2 4.8 /(20 0.5) 0.98 A
式中 Po U o I o 16 (0.15 0.05 0.05 0.05) 4.8 W，为总输出功率
1.72 知，取 CT 102 ，则 RT 约为 35K，调节电位器 R7 使 RT CT
得输出 PWM 的频率约为 50K ，同时要注意输出 PWM 的幅值不能太高， 若太高则可能在接入开关管整机调试时烧毁开关管，取为 15V 即可。然后 调节电位器 R6 使得 R 6 4K ，使得在接入开关管后，辅助供电绕组的输出 电压约为 15V。
表 1 输出电压与负载电流关系
负载电流(mA)
20
40 16.1
60 16
80 15.9
100 15.8
输出电压（V） 16.2
为了调整负载调整率使得电源的带载能力更优，可以考虑更换变压器， 将绕组绕得更紧一些，同时可以加大输出虑波电容的容值，适当调整变压 器原边的缓冲电路参数及补偿回路参数。
7
哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）
S1 (d / 2) 2 0.075mm 2
原边绕组的截流面积 S w I P / J 0.96 / 4 0.24mm 2 则原边所需导线股数 nw （5） ． 计算气隙长度
哈工大模电大作业2
一、实验内容F μ的电容器，阻值尽量接近实际计算值。
电路设计完后，画出频率响应曲线，并采用Multisim 进展仿真分析。
二、原理分析给定电容值0.01uF ，计算得：43R R = = 10ΩK ，选取1R = 2R = 39ΩK 按照滤波器的工作频带，滤波器可分为低通滤波器〔LPF 〕、高通滤波器〔HPF 〕、带通滤波器〔BPF 〕、带阻滤波器〔BEF 〕几种。
按滤波器传递函数的极点数又分为一阶滤波器、二阶滤波器等。
如果滤波器仅由无源元件〔电阻、电容和电感〕组成，那么称之为无源滤波器；假设滤波器含有有源元件〔晶体管、集成运放等〕，那么称之为有源滤波器。
由阻容元件和运算放大器组成的滤波电路称为RC 有源滤波器。
由于集成运放有带宽的限制，目前RC 有源滤波器的工作频率比拟低，一般不超过1MHz 。
1、 有源低通滤波器〔LPF 〕低通滤波器允许输入信号中低于截止频率的低频或直流分量通过，抑制高频分量。
有源低通滤波器是以RC 无源低通滤波器为根底，与集成运放连接而成。
2、 二阶压控型低通滤波器二阶压控型有源低通滤波器如下列图所示。
图 1. 二阶压控型低通滤波器原理图因为电容器C1的接地端改为接运放输出端，引入了正反应，由于在通带内电容器视为“开路〞，因此C1的改接不影响滤波器的通带电压放大倍数，即11up RfA R =+。
为简化计算，令23,12R R R C C C ====,根据“虚短〞和“虚断〞特征及叠加定理可解得传递函数：2()()1(3)(sCR)up o us I up A u s A u s A sCR ==+-+ 令s j ω=，得滤波器的频率响应表达式：21()(3)upu up o oA A f f j A f f =-+-式中12o f RCπ=，令21()(3)H H up o o f f j A f f -+-=解得该滤波器的上限截止频率为 1.272H o o f f f =≈ 定义有源低通滤波器的品质因数Q 为o f f =时电压放大倍数的模与通带电压放大倍数之比，即13upQ A =- 实际应用，Q 的调节范围0100Q ≤≤，一般选取1Q =附近的值。
哈工大模电自主设计实验半波整流滤波电路
姓名 班级 学号 日期 节次 成绩 教师签字
半波整流滤波电路
一. 实验目的
1. 熟悉由集成运算放大器、二极管等元件构成的整流电路性能
2. 了解电路内各元件的工作原理
二.仪器设备名称、型号 电阻若干 双踪示波器 电子技术试验箱 函数信号发生器
μ A 741集成运算放大器
实验电路板
三．理论分析
半波整流电路
（1）当输入电压0i u >，由反相输出，第一个运放输出10o u <，从而D1导通，D2截止，f R 中电流为零，因此输出电压=0o u .
（2）当输入电压<0i u ，由反相输出，第一个运放输出1>0o u ，从而D2导通，D1截止，电路实现反相比例运算，2
1
=-
o i R u u R ，o i u =-u .
仿真结果： 1）三角波
2）正弦波
四.实验步骤
按图将电路连好，其中R1=R2= 10k Ω，R3= 5.1k Ω，分别输入100Vpp mv =，
100f Hz =的三角波和正弦波，观察并记录输出o u 的波形和,Vpp f ，并与输入波形比较。
五.实验结论
原始数据记录
教师签字：__________。
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自主设计型实验
（模拟电子技术实验）
姓名 班级 学号
实验日期 201306.18 节次 教师签字 成绩
实验名称：运放在信号处理电路中的应用
一.实验目的
1.掌握几种运放在信号处理电路中的具体应用。
2.掌握相关应用所具有的功能。
3.熟练掌握电路的搭接与构建。
二.总体设计方案或技术路线
三．实验内容
1.反相绝对值电路
电路图及仿真：
仿真结果：
按上图连接实验电路，并观察o u 与u i 的关系。
与理论情况相比较。
观察到的波形与仿真结果相近，说明实验成功。
3.仪用放大器
实验电路：
仿真结果： 按照图示连接电路，测量差模电压放大倍数 ;并与理论值比较。
= 与理论值负十倍相近 四. 仪器设备名称、型号
见仿真电路所涉及的元器件
五.理论分析或仿真分析结果
见实验内容。
21o ud i i u A u u =-97.827=-9.79819.975-29.963
六.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）
步骤见三
七.实验结论
绝对值电路，与仪用放大器电路参数设置合理，实验通过
八.实验中出现的问题及解决对策
绝对值电路仿真时起初将R1与R7设置为1MΩ，不能够得出预期的实验结果，原因是R1与R7设置值过大，将R1与R7改为1kΩ时，或其他相对较小值时，仿真结果与理论结果相近。
由于电阻阻值选取普遍偏小，导致绝对值电路效果不理想。
九.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议
通过本次实验我对绝对值电路与仪用放大器电路的了解进一步加深了。
十．参考文献
《模拟电子基础》哈尔滨工业大学电子教研室编。