【通信系统仿真实验报告】 通信系统仿真实验主要涵盖了两个关键部分：振幅调制系统（AM）和脉冲编码调制（PCM）。实验旨在理解这些调制技术的工作原理，掌握系统的搭建、操作和分析，同时研究它们的抗噪性能。 **振幅调制系统（AM）** AM是一种早期的调制技术，其中调制信号的幅度随消息信号的变化而变化。常规AM的信号表达式为： \[ s(t) = (A_c + A_m m(t)) \cos(2\pi f_c t + \phi) \] 其中，\( A_c \) 是载波幅度，\( A_m \) 是调制指数，\( m(t) \) 是调制信号，\( f_c \) 是载波频率，\( \phi \) 是载波相位。如果 \( A_m < 1 \)，则称为常规振幅调制。AM可以通过图1所示的系统实现，包括加法器、乘法器等组件。过调制会导致信号质量下降，因此通常需要满足 \( A_m < 1 \) 来确保线性对应关系。 解调AM信号有两种方式：相干解调和非相干解调。相干解调利用与接收信号同频同相的载波进行乘法操作，随后通过低通滤波器解调；非相干解调则通过包络检波来实现，适用于不过调制的信号，这种方法设备简单，但抗噪性能不如相干解调。 **实验过程与分析** 实验中，首先使用SystemView软件构建AM调制系统。输入信号源为100Hz的正弦波，经过1000Hz载波调制，形成包含直流分量、原始信号频率差和和的频谱。接收端信号叠加了高斯白噪声，导致解调输出信号出现失真，随着噪声增大，失真程度加重，强调了噪声对传输的影响。 **脉冲编码调制（PCM）** PCM是一种将模拟信号转换为数字信号的方法，包括抽样、量化和编码三个步骤。抽样频率必须满足奈奎斯特定理，即至少为信号最高频率的两倍（8kHz）。量化分为均匀量化和非均匀量化，对于语音信号，常采用非均匀量化以减小小信号量化误差。编码则使用8位二进制表示量化采样值。 解调过程包括译码、低通滤波和放大，逆向恢复模拟信号。实验中，通过SystemView模拟了PCM调制解调流程，观察了不同阶段的波形和频谱，验证了PCM的有效性和噪声对信号质量的影响。 **实验总结** 通过AM和PCM的仿真实验，参与者深入理解了这两种基本调制方法的原理和实际应用。AM虽然简单且成本较低，但由于抗噪性能不佳，现在较少用于实际通信。而PCM提供了一种可靠的模拟到数字转换方式，广泛应用于现代通信系统。此外，实验还强化了SystemView软件的使用技巧，为后续的通信实验奠定了基础。

基于STM32的3D打印机仿真系统，proteus仿真电路，模拟3D打印机的工作流程。仿真STM32F103C8的复位电路，电机驱动，温度检测电路，USB控制电路，限位开关检测电路。可以通过USB模块控制电机的转动，另外，还可以通过限位开关自动检测电机的正转以及反转。并且可以通过按键控制电机的驱动。系统通过温度检测电路对温度进行检测，并可以通过蜂鸣器电路进行低温报警。

线控制动系统仿真。 Carsim和Simulink联合仿真线控制动系统BBW-EMB系统。 包含简单的制动力分配和四个车轮的线控制动机构 四个车轮独立BLDCM三环PID闭环制动控制，最大真实还原线控制动系统结构。 本模型中未自定义 【踏板力】 模块，但是可以根据自己的需求设置踏板力，如有需要可以自己拿去进一步开发。 【制动力分配】功能采用的是Carsim自带的分配方式，并对该模块进行了模块化设计，也可以根据个人需要进一步开发使用自己设计的模块，使用Carsim自带的是为了更好的与Carsim制动做对比。 模型中未集成Abs功能，如有需要可以去主页中了解abs功能，然后自己集成进去。 图中: 1. Carsim原有的液压制动和本模型线控制动的对比。 2 3 4 5. 模型内图片。 所建模型在采用Carsim制动力分配算法时，可以很好的还原Carsim原有的制动响应。 可以直接拿去做进一步开发。

在无线通信领域，正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM）是一种被广泛应用的多载波调制技术，它通过将高速数据流分割成多个低速子流，然后在多个相互正交的子载波上进行传输来实现。GNU Radio是一个开源软件开发工具包，它提供了构建、设计和分析数字信号处理系统的框架，特别适用于射频通信和无线通信的实验和研究。本项目“基于GNU Radio的OFDM通信系统仿真及实测”旨在深入理解OFDM的工作原理，并通过实际操作来验证其性能。 一、OFDM基本原理 OFDM的核心在于将宽频带信道划分为多个窄频带子信道，每个子信道可以独立进行调制。这种技术能有效对抗多径衰落，提高数据传输速率。在OFDM系统中，主要包含以下关键步骤： 1. **符号映射**：将信息比特转换为复数符号，如QPSK或16-QAM，分配到不同的子载波上。 2. **IDFT（离散傅立叶逆变换）**：通过IDFT将复数符号转化为时域的OFDM符号，形成一个脉冲序列。 3. **添加循环前缀**：为了避免多径传播引起的符号间干扰(ISI)，在每个OFDM符号前面添加循环前缀。 4. **调制与发射**：经过以上处理后的信号通过射频链路发射出去。 二、GNU Radio中的OFDM实现 GNU Radio提供了一系列的块（blocks）用于实现OFDM系统，如： 1. **FFTO block**：用于执行DFT/IDFT，是OFDM系统中的关键环节。 2. **Symbol Mapper**：将信息比特映射到适当的星座点。 3. **Cyclic Prefix Adder**：添加循环前缀以应对多径传播。 4. **Channel Emulator**：模拟实际信道条件，包括衰减、多径效应等。 5. **Receiver blocks**：如Equalizer、Demapper、FFT block等，用于接收端的数据恢复。 三、仿真与实测过程 在“基于GNU Radio的OFDM通信系统仿真及实测”项目中，开发者可能会按照以下步骤进行： 1. **搭建发送端**：利用GNU Radio的OFDM相关的块构建发送端流图，包括符号映射、IDFT、添加循环前缀等。 2. **模拟信道**：通过Channel Emulator模拟各种信道条件，如瑞利衰落、多径延迟等。 3. **构建接收端**：设计接收端流图，包括FFT、信道估计、均衡器等，以进行解调和数据恢复。 4. **性能评估**：通过误码率（BER）、符号同步精度等指标评估系统性能。 5. **实测**：将仿真模型应用于实际硬件，如USRP（Universal Software Radio Peripheral）进行射频信号的发送和接收，验证仿真结果与实际表现的一致性。 这个项目不仅涵盖了OFDM通信的基本概念，还涉及到了GNU Radio的使用技巧，对于学习无线通信理论和实践数字信号处理的工程师来说，具有很高的参考价值。通过这样的实践，可以深入理解OFDM在不同信道条件下的性能，以及如何利用GNU Radio进行实际的通信系统设计。

静止无功补偿器是一种没有旋转部件，快速、平滑可控的动态无功功率补偿装置。通过对电抗器进行调节，可以使整个装置平滑地从发出无功功率改变到吸收无功功率（或反向进行），并且响应快速。本仿真可验证在系统的结点端点压和线路功率的波形在受到短路故障的冲击后仍能恢复到原来的稳定的状态，从而使电力系统继续稳定的运行SVC静止无功补偿器能够对电力网络进行无功补偿，从而维持电力系统的稳定性。

《控制系统仿真与CAD》是东北大学薛定宇教授编著的一本关于控制系统的经典教材，主要探讨了在计算机辅助设计（CAD）环境下如何进行控制系统的设计、分析和仿真。该书的第三版对原有的内容进行了更新和完善，以适应现代控制理论和技术的发展。 在“控制系统仿真与CAD”这个主题下，我们可以深入探讨以下几个重要的知识点： 1. **控制系统的概念**：控制系统是指通过反馈机制来调节系统输出，使其达到预期性能的一类系统。它可以是机械、电气、液压或任何其他类型的系统，其目标是确保系统稳定并具有良好的动态响应。 2. **控制系统分类**：控制系统可以分为开环控制系统和闭环（反馈）控制系统。开环系统不包含反馈路径，而闭环系统则通过反馈来校正系统误差，提高性能。 3. **计算机辅助设计（CAD）**：CAD技术在控制系统设计中起着关键作用，它允许工程师使用计算机软件来创建、修改、分析和优化设计，提高了设计效率和精度。 4. **控制系统仿真**：这是在计算机上模拟实际系统行为的过程，用于预测系统在不同条件下的响应，以及验证设计的有效性。常用的仿真工具有MATLAB/Simulink、LabVIEW等。 5. **MATLAB/Simulink**：MATLAB是一种强大的数学计算环境，Simulink是其扩展，专门用于建立和仿真动态系统的模型。在《控制系统仿真与CAD》中，薛定宇教授可能介绍了如何使用Simulink进行控制系统建模和仿真。 6. **控制系统的分析**：包括稳定性分析、时域分析（如上升时间、超调量、稳态误差等）、频域分析（如波特图、奈奎斯特图等），这些都是评价控制系统性能的重要指标。 7. **控制系统的优化**：在设计阶段，通常需要通过调整控制器参数来优化系统性能，例如PID控制器的参数整定，或者使用更高级的控制策略如模型预测控制、滑模控制等。 8. **MATLAB在控制工程中的应用**：MATLAB提供了诸如Control System Toolbox等工具箱，用于系统辨识、控制器设计、滤波器设计等任务，是控制工程师不可或缺的工具。 9. **实例解析**：书中可能包含了多个控制系统设计的实际案例，如伺服系统、DC电机控制等，这些案例可以帮助读者更好地理解和应用理论知识。 10. **代码实现**：薛定宇教授的书中的代码可能涵盖了以上提到的各种分析、设计和仿真的实际操作，读者可以通过运行这些代码加深对控制理论的理解。 通过学习《控制系统仿真与CAD》，读者不仅可以掌握控制系统的理论知识，还能掌握使用CAD工具进行实际设计和仿真的技能，为未来在控制工程领域的实践打下坚实基础。

《控制系统仿真MATLAB详解》 MATLAB，全称Matrix Laboratory，是MathWorks公司推出的一款强大的数学计算软件，广泛应用于工程计算、控制设计、信号处理、图像处理等多个领域。在控制系统领域，MATLAB以其便捷的编程环境和丰富的工具箱，成为了进行系统仿真与分析的重要工具。本资料针对MATLAB在控制系统仿真的应用进行了详尽的阐述，非常适合初学者入门学习。 一、MATLAB基础知识 MATLAB的基本操作包括变量定义、矩阵运算、函数调用等。对于控制系统，理解向量和矩阵的概念至关重要，因为它们是构成系统模型的基础。此外，了解MATLAB的脚本文件（.m文件）编写，能够自定义函数和进行流程控制，是进行仿真前的基础准备。 二、控制系统理论 在进行MATLAB仿真之前，我们需要对控制系统的基本概念有所了解，如开环系统、闭环系统、传递函数、根轨迹、频率响应等。这些理论知识是解析和设计控制系统的基石，也是MATLAB仿真过程中分析系统性能的关键。 三、Simulink介绍 Simulink是MATLAB中的一个图形化建模环境，特别适用于动态系统仿真。通过拖拽模块、连线和配置参数，用户可以构建复杂的系统模型。Simulink支持连续时间系统、离散时间系统以及混合系统仿真，且包含多种预定义的控制理论模块，如PID控制器、状态空间模型等。 四、控制系统建模 在Simulink中，我们可以通过传递函数、状态空间模型或直接输入微分方程来建立系统模型。对于线性系统，可以直接使用Simulink库中的Transfer Fcn模块；对于非线性系统，可以利用Function Block自定义非线性特性。 五、系统仿真与分析 一旦模型建立完成，我们就可以运行仿真来研究系统行为。MATLAB提供了各种工具，如Scope用于观察信号波形，Data Inspector用于检查数据，Bode图和Nyquist图用于分析稳定性。通过仿真，我们可以调整系统参数，优化系统性能，比如提高稳定性、快速响应和抑制振荡。 六、控制设计与优化 MATLAB提供了诸如Controller Tuner这样的工具，帮助我们设计和优化控制器。例如，可以自动调整PID参数以满足特定的性能指标。同时，借助优化工具箱，可以实现更复杂的优化问题，如多目标优化或约束优化。 七、实例解析 在PPT中，可能会包含多个具体的控制系统仿真实例，例如PID控制器的设计、鲁棒控制的应用、状态反馈控制的实现等。通过这些实例，初学者可以直观地了解MATLAB在控制仿真中的应用方法，进一步加深理论知识的理解。 总结，MATLAB是控制系统仿真中的强大工具，结合Simulink的图形化建模，使得复杂系统的分析和设计变得直观易懂。通过深入学习和实践，初学者不仅可以掌握MATLAB的基本操作，还能在控制系统领域建立起坚实的基础。

MATLAB SIMULINK与控制系统仿真

【正文】 《数字频带传输系统仿真及性能分析——QPSK及循环码》 本文主要探讨了数字频带传输系统中的两种关键技术：QPSK（正交相移键控）调制解调和循环码的应用。QPSK是一种高效的数字调制方式，常用于无线通信、卫星通信和有线电视系统，具有良好的抗干扰性能和较高的频谱利用率。 QPSK通信系统的基本工作原理是，通过改变载波的相位来表示数字信息。在QPSK系统中，数据源通常采用随机生成的方式，以模拟实际通信环境中的不确定性和随机性。信源编码阶段，本文采用了差分编码，这种编码方式能有效地改善系统的抗干扰能力。差分编码分为传号差分码和空号差分码，前者在输入为“1”时产生电平跳变，后者则在输入为“0”时发生跳变。编码后的信号经过QPSK调制器，与发送滤波器结合后进入传输信道，信道模型包括加性高斯白噪声和多径Rayleigh衰落，以模拟真实世界的通信条件。 接收端，信号首先经过相位旋转，然后通过匹配滤波器进行解调，接着通过阈值比较得到未解码的接收信号。差分译码器用于恢复原始信息，通过与发送信号比较计算误码率。为了评估系统性能，还会计算理论误码率并与实际结果对比。 QPSK调制解调过程的仿真环节，信号源选择的是伯努利二进制随机信号。调制过程中，输入基带信号经过串并变换、单/双极性转换，然后与0相位和π相位的正弦载波相干调制，最终形成QPSK信号。解调时，QPSK信号与相同相位的载波进行相干解调，再经过低通滤波处理，恢复原始信息。 循环码在QPSK系统中的应用主要是作为错误检测和纠正的一种手段。循环码具有优良的纠错能力，能够在一定程度上确保信息传输的准确性。在传输过程中，由于噪声和信道效应导致的错误可以通过循环码的校验和纠正机制得到修复。 总的来说，本文深入研究了QPSK通信系统的工作原理和性能分析，通过仿真实现了QPSK调制解调，并结合差分码和循环码进行了系统优化，对于理解数字频带传输系统的复杂性和提升通信质量具有重要的理论价值和实践意义。

某医院有一、二、三、四号病室四间，每室设有呼叫按钮，同时在护士值班室对应地装有一、二、三、四号四个指示灯。现要求当一号病室按钮按下时，无论其它病室的按钮是否按下，只有一号灯亮。当一号病室按钮没有按下而二号病室按钮按下时，无论三、四号病室按钮是否按下，只有二号灯亮。当一、二号病室按钮没有按下而三号病室按钮按下时，无论四号病室按钮是否按下，只有三号灯亮。当一、二、三号病室按钮没有按下而四号病室按钮按下时，四号灯才亮。并用十进制数码显示是哪个病房在呼叫。使用了编码器、译码器、字型译码器在Multisim仿真软件平台实现