PDF《第一章 MATLAB及仿真技术》

武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系 常胜

第一章 MATLAB及仿真技术 简介 武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系 常胜 §1.

1 仿真技术简介 1.1.1仿真基本概念 ? 仿真的定义 仿真的基本思想是利用物理的或数学的模型来类比模 仿现实过程,以寻求对真实过程的认识.它所遵循的 基本原则是相似性原理. ? 计算机仿真的定义 计算机仿真是基于所建立的系统仿真模型,利用计算 机对系统进行分析与研究的方法. 武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系 常胜 ? 仿真模型 根据系统的数学模型,用仿真语言转化为计算机可以实 施的仿真模型. 武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系 常胜 1.1.2 仿真分类 按模型分类

1、物理仿真(实物仿真):采用物理模型,有实物介入! 具有效果逼真,精度高等优点,但造价高或耗时长, 大多在一些特殊场合下采用,具有实时性、在线的特 点.

2、数学仿真:采用数学模型 在计算机上进行,具有非实时性、离线的特点,经济、 快速、实用.

3、半实物仿真:物理模型+数学模型+实物 结合前二者的优点,效果较好. 武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系 常胜 1.1.3 仿真技术的应用和发展 仿真技术的应用 ? 航空与航天工业 飞行器设计中的三级仿真体系:纯数学模拟(软件)、 半实物模拟、实物模拟或模拟飞行实验.飞行员及宇 航员训练用飞行仿真模拟器. ? 电力工业 电力系统动态模型实验:电力系统负荷分配、瞬态稳 定性以及最优潮流控制等.电站操作人员培训模拟系 统. ? 原子能工业 模拟核反应堆.核电站仿真器用来训练操作人员以及 研究异常故障的排除处理. 武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系 常胜 ? 石油、化工及冶金工业 ? 医学、社会学、宏观经济与商业策略的研究 武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系 常胜 仿真技术的发展趋势 ? 硬件方面:基于多CPU并行处理技术的全数字仿真将有 效提高仿真系统的速度,大大增强数字仿真的实时性. ? 应用软件方面:直接面向用户的数字仿真软件不断推陈 出新,各种专家系统与智能化技术将更深入地应用于仿 真软件开发之中,使得在人机界面、结果输出、综合评 判等方面达到更理想的境界. ? 分布式数字仿真:充分利用网络技术,协调合作,投资 少,效果好. ? 虚拟现实技术:综合了计算机图形技术、多媒体技术、 传感器技术、显示技术以及仿真技术等多学科,使人置 身于真实环境之中. 武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系 常胜 1.1.4 电子仿真 ? 电子仿真 对电子系统、电路、元件、材料等进行的仿真 统称为电子仿真. 武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系 常胜 ? 常用的电子仿真软件

1、MEDICI:电子器件仿真软件

2、PSPICE、EWB:通用的电子电路仿真软件,适 合于模拟电路仿真.

3、SYSTEM VIEW:系统级的电路动态仿真软件.

4、Modelsim、VCS等:数字集成电路仿真软件.

5、MATLAB:具有强大的数值计算能力,包含各 种工具箱,适用于电子设计中多个层次的仿真.

6、SIMULINK:是MATLAB附带的基于模型化图形 组态的动态仿真环境. 武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系 常胜 §1.2 MATLAB简介 1.2.1 MATLAB语言及特点 MATLAB(Matrix Laboratory)是美国Math Works公司的产品,1984年出第一个DOS版本, 1992年推出第一个Windows版本,现已推出 MATLAB7.