时域分析方法的计算机辅助设计设计
时域分析方法的计算机辅助设计设计
时域分析方法的计算机辅助设计
院 系： 机电与自动化学院 专 业 班 级：电气工程及其自动化 姓 名： 学 号： 指 导 老 师：
年 月 时域分析方法的计算机辅助设计 Computer aided design method of time domain analysis
目录 摘要………………………………………………………………………………I Abstract…………………………………………………………………………II 绪论………………………………………………………………………………1 1 基于MATLAB的线性系统的时域分析及仿真………………………………3 1.1 基础理论概述………………………………………………………………3 1.1.1 时域分析法的简述………………………………………………………3 1.1.2 控制系统的动态性能指标……………………………………………………3 1.2 一阶系统的时间响应及动态性能分析……………………………………4 1.2.1 一阶系统的数学模型及单位阶跃响应……………………………………4 1.2.2 一阶系统的动态性能分析………………………………………………5 1.2.3 系统仿真及结果…………………………………………………………5 1.3 二阶系统的时间响应及动态性能分析……………………………………6 1.3.1 二阶系统的数学模型及单位阶跃响应……………………………………6 1.3.2 过阻尼二阶系统动态性能指标分析………………………………………7 1.3.3 欠阻尼二阶系统动态性能指标分析………………………………………9 1.3.4 仿真验证……………………………………………………………………11 2 系统的稳定性分析及其稳态误差计算………………………………………18 2.1 系统稳定性概念………………………………………………………………18 2.2 仿真验证………………………………………………………………………19 2.3 稳定误差分析…………………………………………………………………20 2.3.1 误差与稳态误差……………………………………………………………20 2.3.2 稳态误差的计算……………………………………………………………21 3 二阶系统的Matlab实验设计及仿真…………………………………………23 3.1 实验方案及其简要步骤………………………………………………………23 3.2 实验数学模型…………………………………………………………………23 3.3 实验结果………………………………………………………………………26 3.3.1 实验箱仿真结果……………………………………………………………26 3.3.2 计算机仿真结果……………………………………………………………28 结论…………………………………………………………………………………29 致谢…………………………………………………………………………………30 参考文献……………………………………………………………………………31 附录…………………………………………………………………………………32 摘要 随着时代的进步和科技的发展，自动控制技术在航天与航空工业、电力工业，原子能工业等领域中的应用越来越广泛。同样，自动控制技术将在未来拥有更重要的地位。时域分析法是一种最基本的分析方法，可以直接在时间域中对系统进行分析校正，直观准确，可以直观的表达出时域特性，是学习频域法，复域法的基础。它是根据系统微分方程，且以拉氏变换为工具，直接求出系统时间响应，然后按照响应曲线来分析系统的性能。 论文对时域分析法的基本定义、意义及其系统性能指标进行了归纳总结,分析研究了一阶、二阶的时域响应特性及动态性能,同时利用MATLAB软件及软件中的Simulink来实现自动控制系统时域的分析。本篇论文介绍了利用MATLAB软件对自动控制系统进行线性系统分析和时域分析及仿真的方法，通过直观的分析和仿真达到自动控制系统的优化。在理论分析的初始阶段，通过一些推导的计算，从而得出了系统的性能指标包括超调量、峰值时间、稳定值和上升时间的这些理论值，然后再通过系统模块设计与仿真，从而得出相关参数与系统时域响应之间的关系。
关键词：自动控制系统 时域分析 MATLAB 仿真 动态性能
I
Abstract With the development of scientific and technological progress,Automatic control technology applications in the aerospace, power industry, the field of atomic energy industry and other more widely,Similarly, automatic control theory and technology will have a more important role in the future.Time domain analysis method is the most basic method of analysis,It can visually express the temporal characteristics, the system can be analyzed directly Correction In the time domain,Intuitive and accurate，It is the study of complex domain method and frequency-domain method basis.Time domain analysis method is based on the system of differential equations,Laplace transform as a tool to System response time obtained directly,then follow the response curve to analyze system performance. Papers basic definition of the time-domain analysis, the significance and its static and dynamic performance indicators were summarized,It analysis of the first order, second order and higher-order systems’the time domain response and dynamic performance,Describes the use of advanced MATLAB software for automatic control system simulation and time domain analysis of linear systems with state space analysis method,Through simulation and analysis fast and intuitive automatic control system to optimize.In the theoretical analysis stage, through some derivation calculated the dynamic performance of the system: the theoretical peak time, overshoot, stable value and rise time, she then through the system design and simulation modules to draw relevant parameters qualitative relationship between the time domain response system.
Key word:Automatic control system Time-domain analysis MATLAB
Dynamic Performance Simulation 0
绪论 首先介绍的是时域分析方法的发展历程，1868年，英国的物理学家迈克斯韦，开始探索运用数学的方法分析控制系统的一个途径。这方法奠定经典控制理论中时域分析法的基础。美国的物理学家耐奎斯特，则使用了复变函数得理论建立了稳定性的判断准则，而这是在1932年，这个准则奠定了频率分析法的基础，随后博德进行更进一步的发展，形成经典控制理论的时域分析方法。 20世纪50年代，采用数字模拟在模拟计算机上进行的实验研究。到20世纪60年代初，随着数字电路和计算机技术的飞速发展，采用数学模型在数字计算机上借助于数值计算方法所进行的仿真实验。其特点是计算与仿真的精度较高。再到20世纪80年代，采用先进微型计算机，基于专用的仿真软件，仿真语言来实现的仿真技术，其数值计算功能强大，使用方便，易于掌握。这是当前主流的仿真技术和办法。 MATLAB的发展也是随时间在不断地进步，控制系统的计算机辅助分析与设计的早期应用在Jones和Melsa于1970年出版的专著中已有反映。他们给出了大量的Fortran的源程序，可以直接应用于控制系的分析与设计。这也被认为是第一代控制系统计算机辅助分析与设计的软件。 第二代的系统设计与分析软件显著的特点是人机交互性。如Moler在1980年推出的Matlab语言和Astrom在1984年推出的软件INTRAC。这些软件和当时十分盛行的C语言和Forthan语言一样，往往需要用户掌握其编程方法。不同的是，由于这些软件的专用性，故其集成度和编程大大高于C这类语言，从而得到广大使用者的青睐。 Matlab语言除了易于学习和使用、扩展能力强、编程效率高、运算功能强大以及界面友好等优点外，更重要的一点是具有大量的配套工具箱。而这些工具箱的设计者都是相应领域的著名专家。这使得Matlab语言目前已经成为控制界国际上最流行的软件。 Matalb语言除了具有强大的数值运算和图形功能外，还有其他的语言难以比拟的功能，就如它提供的应用在许多领域中的工具箱。除此此外，Matlab与其他语言的接口也同样能够保证其可以和各种强大的计算机软件相互结合，发挥其更大的作
自动控制原理的教学方法探讨
自动控制原理的教学方法探讨【摘要】自动控制原理是一门重要的专业课，与其它课程有着许多关联。
本文针对该课程存在的问题提出一些解决方法，如突出基本概念教学、讲解课程之间区别与联系、加强启发性教学与MATLAB的使用，及时解决课堂存在的问题等。
这些方法对改进教学质量有显著的效果。
【关键词】自动控制原理；根轨迹法；频率分析法；传递函数0 引言自动控制原理是电子、通信与电动控制等专业的一门主要的专业必修课。
该门课的教学目标通常是通过学习一些基本的控制原理，要求学生掌握反馈控制系统的构成、控制系统的数学模型的建立方法及其在线修正，掌握系统的时域、频域及复域的分析和校正方法，通过引入一些工程实际问题培养学生的应用能力，为以后的技术工作打好基础。
随着现代科学技术的日新月异，自动控制技术也在不断的更新与进步，这要求教学不断地学习新理论知识，不断地探索新的教学模式，以适应新的形势。
自动控制原理课程安排通常按照如下三步进行。
第一步，建立物理系统的数学模型；第二步，到数学模型的等价变换；第三，到采用时域法或频域法分析系统。
它运用了信号与系统课程关于系统分析的基本原理，但是二者的侧重点。
信号与系统的重点是系统分析的数学工具及其在全响应分析中的应用。
自动控制原理则是应用这些工具分析系统的稳定性、快速性和准确性。
它强调相关数学方法的工程应用，它是一门理论联系实际的应用性课程。
1 课程体系的结构及特点自动控制原理与模拟电路、信号与系统等课程有紧密的联系。
自动控制原理对模拟电路和信号与系统的许多内容进行了更系统的论述。
模拟电路从半导体物理原理出发，建立电路系统的数学模型。
自动控制原理则将电路系统的数学模型推广为一般物理系统的数学模型，用系统输入输出关系来刻画系统的响应关系。
同时，该门课将电路系统和非电路系统联系起来，能运用本专业的知识来分析非电路系统，从而开阔了视野，提升了理论层次。
模拟电路的主要教学内容之一是负反馈电路分析。
自动控制原理建立了反馈控制系统的分析方法，将该方法应用于负反馈电路分析，一方面使学生对负反馈电路有了更全面的认识，另一方面促进了学生对反馈控制系统的理解。
PSCADEMTDC简介（一）
PSCADEMTDC简介（⼀）Dennis Woodford博⼠于1976年在加拿⼤曼尼托巴⽔电局开发完成了EMTDC的初版，是⼀种世界各国⼴泛使⽤的电⼒系统仿真软件， PSCAD是其⽤户界⾯，PSCAD的开发成功，使得⽤户能更⽅便地使⽤EMTDC进⾏电⼒系统分析，使电⼒系统复杂部分可视化成为可能，⽽且软件可以作为实时数字仿真器的前置端。
可模拟任意⼤⼩的交直流系统。
操作环境为：UNIX OS, Windows95, 98,NT；Fortran 编辑器；浏览器和TCP/IP协议。
功能：·可以发现系统中断路器操作、故障及雷击时出现的过电压· 可对包含复杂⾮线性元件（如直流输电设备）的⼤型电⼒系统进⾏全三相的精确模拟，其输⼊、输出界⾯⾮常直观、⽅便 · 进⾏电⼒系统时域或频域计算仿真· 电⼒系统谐波分析及电⼒电⼦领域的仿真计算· 实现⾼压直流输电、FACTS控制器的设计1) PSCAD/EMTDC代表什么？最初EMTDC代表直流暂态。
最初的EMTDC代码由丹尼斯.伍德福德在1975年开始编写。
编写这个程序的原因是因为当时现存的研究⼯具不能够满⾜曼尼托巴电⼒局对尼尔逊河⾼压直流⼯程进⾏强有⼒和灵活的研究的要求。
⾃此之后程序被不断开发，⾄今已被⼴泛地应⽤在电⼒系统许多类型的模拟研究，其中包括交流研究，雷电过电压和电⼒电⼦学研究。
EMTDC开始时在⼤型计算机上使⽤。
然后在1986年被移植到Unix系统和以后的PC机上。
PSCAD代表电⼒系统计算机辅助设计，并且是EMTDC的图形⽤户接⼝。
PSCAD V11988年⾸先在阿波罗⼯作站上使⽤，然后⼤约在1995年PSCAD V2开始应⽤。
(⾄今PSCAD V2仍然⼴泛地应⽤于Unix系统上。
)PSCAD V3以PC Windows作为平台，在1999年⾯世。
PSCAD V3的Unix版本尚未完成。
2) 什么类型的研究能⽤PSCAD/EMTDC？PSCAD/EMTDC在时间域描述和求解完整的电⼒系统及其控制的微分⽅程(包括电磁和机电两个系统)。
自动化专业知识标准体系
附录1：自动化科学和技术业知识体系(含17个知识领域，123个知识单元)简表目录1.经典控制理论CCTCCT 1 控制系统基础概念(关键)CCT 2 控制系统数学模型(关键)CCT 3 时域分析法(关键)CCT 4 根轨迹法(关键)CCT 5 频率响应法(关键)CCT 6 系统校正设计方法(关键)CCT 7 采样系统分析(选修)CCT 8 非线性控制系统分析(选修)CCT 9 利用Matlab进行时域和频域分析(选修) 2.线性系统理论LSTLST1 线性系统数学描述（关键）LST2 线性系统运动分析（关键）LST3 稳定性（关键）LST4 能控性和能观察性（关键）LST5 最小实现（关键）LST6 反馈控制（关键）LST7 状态观察器(关键)3.最优控制原理OPC （选修）OCP1 最优控制通常表示OCP2 极小值原理OCP3 时间和燃料最优控制OCP4 二次型指标最优控制OCP5 动态计划4.最优估量和滤波EAF（选修）OEF1 估量问题概述OEF2 估量通常方法OEF3 离散卡尔曼滤波OEF4 连续卡尔曼滤波OEF5 非线性滤波5.系统辨识SID（选修）SID1 系统辨识问题SID2 最小二乘理论SID3 权函数辨识SID4 线性模型参数辨识SID5 系统辨识发展及其它：神经网络辨识、模糊辨识、辨识模型验证等6.计算机硬件技术CHWCHW 1 数字计算机组成基础概述（关键）CHW 2 定点数/浮点数编码和运算（关键）CHW 3 存放器系统（关键）CHW 4 指令系统（关键）CHW 5 指令流水（关键）CHW 6总线技术（关键）CHW 7 输入/输出系统（关键）CHW8 数字信号处理器（DSP）（选修）CHW 9 可编程逻辑器件（FPGA）（选修）CHW 10 嵌入式系统（选修）7.程序设计基础(软件) PGBPGB 1 程序设计语言概论（关键）PGB 2 程序设计导论（关键）PGB 3 面向对象程序设计（关键）PGB 4 数据结构和算法（关键）PGB 5 数据库基础和应用（选修）8.计算机网络和通讯CNC （选修）CNC 1 网络层次体系结构；CNC 2 数据通信基础——物理层CNC 3 局域网介质访问子层CNC 4 数据链路层CNC 5 网络层CNC 6 传输层CNC 7 应用层9.计算机控制技术CCTCC T1 计算机控制系统概述（关键）CC T2 通道和接口技术（关键）CC T3 数据采集及处理（关键）CC T4线性离散系统数学描述和分析（关键）CC T5 数字控制器间接设计（关键）CC T6 数字控制器直接设计（关键）CC T7 计算机控制系统可靠性（选修）CC T8 计算机控制系统工程实现（选修）CCT9 可编程控制器(PLC)10.控制系统数字仿真CSSCSS1仿真软件—MATLAB（关键）CSS 2 控制系统数学模型及其转换（关键）CSS 3 采样控制系统数字仿真（关键）CSS 4 动态仿真集成环境-SIMULINK（关键）CSS 5 基于MATLAB工具箱控制系统分析和设计（关键）11.信息获取和处理SMPSMP1 信息获取和处理基础概念（关键）SMP2 测量不确定度和回归分析（关键）SMP3 检测系统静、动态特征（关键）SMP4 检测变换原理和传感器（关键）SMP5 参数检测（选修）SMP6 自动检测系统设计初步（关键）12.电机原理EMPEMP1 直流电机（关键）EMP2 变压器（关键）EMP3 异步电动机（关键）EMP4 同时电机（关键）13.电力拖动原理MDPMDP1 电力拖动动力学基础（关键）MDP2 直流电机电力拖动（关键）MDP3 交流电动机电力拖动（关键）MDP4 电动机容量选择（关键）14.电力电子技术PETPET0 绪论（关键）PET1 电力电子器件（关键）PET2 整流电路（关键）PET3 直流斩波电路（关键）PET4 交流电力控制电路（关键）PET5 逆变电路（关键）PET6 PWM控制技术(关键)PET7 软开关技术（关键）PET8 组合变流电路（选修）15.运动(电机)控制技术MCTMCT1 闭环控制直流调速系统（关键）MCT2 双闭环直流调速系统（关键）MCT3 变压变频调速系统（关键）MCT4 矢量控制变频调速系统（关键）MCT5 直接转矩控制系统(关键)MCT6 串级调速系统(选修)MCT7 同时电动机变频调速系统(选修)MCT8 运动控制系统计算机辅助设计(选修) 16.自动化仪表AUIAUI1 自动化仪表基础概念（关键）AUI2 变送单元（关键）AUI3 控制单元（关键）AUI4 实施单元（关键）AUI5 显示统计单元（关键）AUI6 安全栅及辅助单元（关键）AUI7 虚拟仪器和现场总线仪表（关键）17.过程控制PCSPCS1 过程建模和过程特征（关键）PCS2 简单控制系统（关键）PCS3 复杂控制系统（关键）PCS4 优异控制技术（关键）PCS5 经典设备和工业过程控制（关键）PCS6 过程计算机控制系统(选修)知识领域描述1.1 经典控制理论（CCT）1.2 线性系统理论（LST）1.3 最优控制原理（OCP）1.4 最优估量和卡尔曼滤波（OEF）1.5 系统辨识（SID）1.6 计算机硬件技术（CHW）1.7 程序设计基础(软件)（PGB）1.8 计算机网络和通讯(CNC)1.9 计算机控制技术（CCT）1.10 控制系统数字仿真（CSS）1.11 信息获取和处理（SMP）1.12 电机原理（EMP）1.13 电力拖动原理（MDP）1.14 电力电子技术（PET）。
电磁仿真软件flux教程
1.1.4. ANSYS
ANSYS是一种广泛的商业套装工程分析软件。该软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。
由于这里意在着重于电磁场分析，所以仅涉及“EMSight”模拟器。下面是它的具体功能：
“EMSight”模拟器是一个完整的三维电磁场模拟程序包,它可用于平面高频电路和天线结构的分析。模拟器分析的电路都安装在一个矩形的金属包装盒内,对于电路的层数和端口数并没有限制。它还具有显示微波平面电路内金属上电流和空间电场力线的能力。“EMSight”模拟器可以对微波平面电路进行许多种类的计算, (在该软件中称计算为测量)。除了可以计算电路的阻抗参量,导纳参量,散射参量,传输参量,混合参量之外,对于线性电路,它能计算辅助稳定因子,输入电容,群延迟,偶/奇模传输常数/阻抗/导纳,电压驻波比,端口输入阻抗/导纳,增益等。具有计算各种线/圆极化微带天线的电场方向图和功率方向图的能力,在计算天线时矩形的金属包装盒边界可以改变,顶部和底部可以改为自由空间阻抗,而侧壁可以拉远。在“EMSight”模拟器内也设有一个元件库,其特点是列入了大量的微带元件的资料如各种弯头,开路线,短截线,耦合器,阶梯, T形接头等。还包括了许多传输线的资料。
基于matlab gui的控制系统界面设计毕业设计论文
基于MATLAB GUI的控制系统界面设计摘要：MATLAB语言是一种十分有效的工具，能容易地解决在系统仿真及控制系统设计领域的教学与研究中遇到的问题，它可以将使用者从频繁的底层编程中解放出来，把有限的宝贵时间更多地华仔解决科学问题上。
MATLABA GUI是MATLAB人际交互界面。
由于GUI本身提供了windows基本控件的支持，并且具有良好的时间驱动机制，同时提供了MATLAB数学库的接口，所以GUI对于控制系统仿真的平台设计显得十分合适。
GUI对于每个用户窗口生成.fig和.m 文件。
前者负责界面的设计信息，后者负责后台代码的设计。
本文界面设计主要基于MATLAB GUI平台，结合控制系统基础理论和MATLAB控制系统工具箱，实现了用于控制系统界面的设计。
主要包括：进行常规控制环节（比如PID）的图形界面设计，能够在已知传输函数的情况下，输出常用响应曲线。
关键词：控制系统；MATLAB GUI；计算机设计Control system based on MATLAB GUI interface designAbstract: MATLAB language is a very effective tool,and can be easily resolved in the system simulation and control system of teaching in the field of computer-aided design and research problems,it could be the bottom of the user from tedious programming liberate the limted spend more valuable time to solve scientific problems. The MATLAB GUI is the interative interface.As the GUI itself provides the basic control windows support,and has a good mechanism for event-driven,while providing the MATLAB Math Library interface,the GUI for control system simulation platform for the design of it is suitable. GUI window generated for each user.Figand .M file. The former is responsible for the design of the interfaceinformation,which is responsible for the design of the background code.Research done in this article is mainly based on MATLAB GUI platform,the basis of combination of control syetem theory and MATLAB Control System Toolbox,the realization of control systems for computer-aided analysis and design software.Mainly includes:routine control links,such as PID,graphical interface design,can in the known transfer function of the case,the output respnonse curve is commonly used.Key words: Control System;MATLAB GUI;Computer design目录1 概述 (1)1.1 本文研究的目的以及意义 (1)1.2 已了解的本课题国内外研究现状 (1)1.3 本课题研究内容 (3)2 控制系统与MATLAB语言 (3)2.1 控制系统理论基础 (3)2.1.1 控制系统的古典理论与现代理论 (3)2.1.2 控制系统理论的基本内容 (4)2.2 MATLAB语言与控制系统工具箱 (4)2.2.1 MATLAB软件介绍 (5)2.2.2 控制系统工具箱介绍 (7)3 MATLAB简介及应用 (9)3.1 MATLAB GUI (9)3.2 图形用户界面设计工具的启动 (10)3.2.1图形用户界面设计工具的启动方式 (10)3.2.2 菜单方式 (10)3.2.3 图形用户界面设计窗口 (13)3.3 图形用户界面开发环境(GUIDE) (14)3.4 控件对象及属性 (16)3.5 菜单设计 (18)3.5.1 建立用户菜单 (18)3.5.2 菜单对象常用属性 (18)3.5.3 快捷菜单 (18)3.5.4 对话框设计 (19)3.5.5 公共对话框 (19)3.6 GUI程序设计 (19)4 GUI控制系统界面 (20)4.1 GUI控制系统界面设计 (20)4.1.1 具体设计步骤 (20)4.2 具体实现过程 (23)4.2.1 运行效果 (23)4.2.2 实现代码 (24)[参考文献] (25)附录 (26)谢辞 (29)1 概述1.1 本文研究的目的以及意义自动控制原理是自动控制专业和自动化专业的主要课程之一[3]，是研究自动控制技术的基础理论课，是必修的专业基础课程。
PSpice简介
而大规模集成电路的发展，使得原始的设计 方法无论是从效率上还是从设计精度上已经 无法适应当前电子工业的要求. 所以采用计算机辅助设计来完成电路的设计 已经势在必行。同时，微机以及适合于微机 系统的电子设计自动化软件的迅速发展使得 计算机辅助设计技术逐渐成为提高电子线路 设计的速度和质量的不可缺少的重要工具。
• （2）估计元器件变化（Parametric）对电 路造成的影响。 • （3）分析一些较难测量的电路特性，如进 行噪声（Noise）、频谱（Fourier）、器件 灵敏度（Sensitivity）、温度 （Temperature）分析等。 • （4）优化设计。
• 2. PSpice是一个数据处理器。它可以对在 Schematics中所绘制的电路进行模拟分析， 运算出结果并自动生成输出文件和数据文件。 3. Probe是图形后处理器，相当于一个示 波器。它可以将在PSpice运算的结果在屏 幕或打印设备上显示出来。模拟结果还可以 接受由基本参量组成的任意表达式。
– A FIRST LOOK AT PSPICE PSpice简介 – Draw Schematics 绘制电路原理图
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第2讲： SIMPLE DC CIRCUITS 简单直流分析 第3讲：DC SWEEP ANALYSIS 直流扫描分析 第4讲：ADDITIONAL DC ANALYSIS 附加直流分析 第5讲：OPERATIONAL AMPLIFIER 运算放大器 第6讲：INDUCTORS, CAPACITORS, AND RESPONSE 电感、电容及其响应
应用电子技术、计算 机技术、智能化技术
授课方式与大纲 授课方式
• 18周，每周三节（单周一次,双周两次）， 共27次课。 • 从第三周开始至第十四周，每周有一次实 验课(上机实践)
CAD名词解释
名词解释⑴CAD：Computer Aided Design计算机辅助设计⑵CAM：Computer Aided Manufacturing 计算机辅助制造⑶DDB：Protel设计文件库⑷SCH：Protel原理图设计文件扩展名（原理图编辑器）⑸TopLayer：顶层、元件面⑹BottomLayer：底层、焊锡面⑺Mechanical layer：机械层⑻Silkscreen：丝印层⑼AUTOCAD：自动计算机辅助设计⑽Protel：电子线路CAD⑾Miscellaneous Devices.ddb：混合元件库⑿Sim.ddb：模拟仿真分析元件图形符号库⒀ERC：原理图的电气检查⒁DRC：PCB设计规则检查⒂Updata PCB：更新PCB文档⒃Creat Netlist：生成网络表文件⒄Footprint：元件的封装形式⒅Create Symbol From Sheet：由原理图生成方块电路⒆DIODE0.4：二极管的封装名⒇DIP40：40脚双列直插式芯片封装名21．Keepout layer禁止布线层绘出电路板的布线区，以确定自动布局、布线的范围。
22．工作点分析（Operating Point Analyses）电感视为短路，电容视为开路，计算电路中各节点对地电压、各支路电流。
23．焊盘连接盘，与元件相关，是元件封装图的一部分。
24．××.XLS参考答案：元件报表清单25.PCB编辑器中的信号层答：Signal Layers——最多支持32个信号层。
其中Top Layer——顶层，元件面，即元器件的主要安装面。
Bottom Layer——底层，焊锡面，主要用于布线。
Mid Layer1～Mid Layer30——中间信号层，主要用于放置信号线，多层板使用。
26.PCB编辑器中的机械层答：Mechanical Layers——没有电气特性，主要用于放置电路板上一些关键部位的标注尺寸信息、印制板边框以及电路板生产过程中所需的对准孔。
常见光学仿真设计软件
1.APSS.v2.1.Winall.Cracked 光子学设计软件，可用于光材料、器件、波导和光路等的设计2.ASAP.v7.14/7.5/8.0.Winall.cracked/Full 世界各地的光学工程师都公认ASAPTM（Advanced Systems Analysis Program，高级系统分析程序）为光学系统定量分析的业界标准。
注：另附9张光源库3.Pics3d.v2004.1.28.winall.cracked 电子.光学激光2D/3D有限元分析及模形化装置软件stip.v2004.1.28.winall.cracked 半导体激光装置2D模拟软件5.Apsys.2D/3D.v2004.1.28.winall.cracked 激光二极管3D模拟器6.PROCOM.v2004.1.2.winall.cracked 化合物半导体模拟软件7.Zemax.v2003.winall.cracked/EE ZEMAX 是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起。
8.ZEBASE Zemax镜头数据库9.OSLO.v6.24.winall.licensed/Premium OSLO 是一套处理光学系统的布局和优化的代表性光学设计软件。
最主要的，它是用来决定光学系统中最佳的组件大小和外型，例如照相机、客户产品、通讯系统、军事 /外太空应用以及科学仪器等。
除此之外，它也常用于仿真光学系统性能以及发展出一套对光学设计、测试和制造的专门软件工具。
10.TracePro.v324.winall.licensed/Expert TracePro 是一套能进行常规光学分析、设计照明系统、分析辐射度和亮度的软件。
它是第一套以符合工业标准的ACIS(固体模型绘图软件)为核心所发展出来的光学软件，是一个结合真实固体模型、强大光学分析功能、信息转换能力强及易上手的使用界面的仿真软件，它可将真实立体模型及光学分析紧紧结合起来，其绘图界面非常地简单易学。
如何运用CAD绘软件进行电气工程的模拟仿真
如何运用CAD绘软件进行电气工程的模拟仿真运用CAD绘软件进行电气工程的模拟仿真电气工程是一个涉及到电力系统、电路设计、控制系统和电子设备的综合学科。
在过去，电气工程师需要依靠手工绘图和实际试验来设计和验证电路和系统。
然而，随着计算机辅助设计（CAD）软件的发展，电气工程师现在可以通过模拟仿真来快速、准确地评估和优化他们的设计。
本文将介绍如何运用CAD绘软件进行电气工程的模拟仿真。
一、 CAD绘软件概述CAD软件是计算机辅助设计的缩写，是一种专用的软件工具，用于辅助设计和绘图。
在电气工程领域，有许多CAD软件可供选择，如AutoCAD、SolidWorks Electrical、EPLAN等。
这些软件提供了丰富的功能和工具，用于电路设计和系统仿真。
二、电路设计在使用CAD绘软件进行电气工程的模拟仿真之前，首先需要进行电路设计。
CAD软件提供了一个直观的界面，可以帮助工程师快速绘制和连接电气元件，如电容器、电阻器、电感器和半导体器件。
此外，CAD软件还提供了标准的元件库，其中包含了大量的电气元件符号和参数，使得设计过程更加便捷。
三、电路参数设置在完成电路设计后，还需要设置电路中各个元件的参数。
这些参数包括电阻、电容、电感等值，以及电源的电压和频率。
通过设定合适的参数，可以模拟出真实的电路行为，并进行有效的仿真分析。
四、仿真模型建立建立电路的仿真模型是进行电气工程模拟仿真的关键一步。
CAD软件通常提供了丰富的仿真建模工具，可以根据具体需求添加各种功能模块，如交流稳态分析、直流传输线仿真、频率响应分析等。
通过这些仿真模块的组合和调整，可以构建出准确、可靠的电路仿真模型。
五、仿真参数设置在进行仿真之前，需要对仿真参数进行适当的设置。
这些参数包括仿真时间、步长、收敛准则等。
根据具体的仿真要求和模型复杂度，可以灵活调整这些参数，以确保仿真结果的准确性和稳定性。
六、仿真分析经过模型建立和参数设置后，就可以进行仿真分析了。
北京航空航天大学电子电路i-eda实验
4
晶体管的输出特性曲线
Q2 5V dc
Q2 N 69 6 ib
1m Adc
Vc e 自变量：vce,0~10v,0.1v。 参变量：Ib, 0~200ua,20ua。 负载：1.5k
直 流扫 描
0 8.0mA
直 流负 载 线
4.0mA
2020/6/20
0A 0V
2V
4V
6V
8V
10V
IC(Q2) (10v-v_vce)/1.5k
2020/6/20
2
二．直流传输特性
计算工作点 在工作点处对电路的元件做线性化处理。 计算线性化电路的小信号增益、输入输出电阻，
结果保存在输出文件。 参数设置：设置输入信号源及输出电压。
**** SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS V(OUT)/V_V2 = 0.000E+00 INPUT RESISTANCE AT V_V2 = 1.000E+20 OUTPUT RESISTANCE AT V(OUT) = 3.300E+04
100mV
50mV
0V 1.0Hz
V(OUT)
100Hz
10KHz Frequency
1.0MHz
9
100MHz
300mV
参数扫描 200mV
100mV
0V 1.0Hz
100Hz V(OUT)
10KHz Frequency
1.0MHz
100MHz
线性 对数 列表
2020/6/20
10
仿真分析
电路系统计算机辅助设计
2020/6/20
1
一.直流工作点分析
C1 in