连续时间系统模拟

（3） ∵ H(z)的收敛域包含单位圆，即极点在单位圆内 （3 分）
∴ 该系统稳定。
(4) 该系统的频响特性为：
（3 分）
1 1 e j
H (e j ) H (z)
ze j
3
1 3 e j 1 e j 2
4
8
4
《信号与系统分析》模拟 2
一、填空题
1、计算 2 cos t (t ) dt
2．（18 分）一线性非时变因果系统，由下列差分方程描述：
y(k 2) 3 y(k 1) 1 y(k) e(k 2) 1 e(k 1)
4
8
3
(1)求系统函数 H（z）；
(2) 求出系统的单位样值响应 h（k）；
(3) 判断系统是否稳定；
(4) 求系统的幅频特性函数 H(ejw)。
2
参考答案 1
6、连续时间系统最小相移系统的零极点分布特点是
。
7、周期序列 x(n) 5sin( 4 n ) 的周期 N=
。
94
8、从模拟信号抽样得到离散信号，设抽样周期为 T，则数字角频率ω和模拟角频率Ω的关系式
为
。
9、某离散 LTI 系统，h(n) 3,1,5 ，输入为x(n) 2,3,1, 4 时，系统的零状态响应
1
限长序列，且 M>N，则系统的输出信号 y(n)=x(n)*h(n)是（ ）点有限长序列。
（A）M+N （B）M+N-1 （C）M （D）N
8．下列表达式能正确反映δ(n)与 u(n)关系的是（ ）
（A） u(n) (n k) （B） u(n) (n k)（C） u(n) (k) （D） u(n) (k)
t0 ) s2

【标题】Matlab中连续时间系统的建模与仿真实例【正文】1. 概述在工程领域中，连续时间系统的建模与仿真是非常重要的环节。

Matlab作为一款强大的工程计算软件，提供了丰富的工具和功能，可以帮助工程师们高效地完成系统建模与仿真的工作。

本文将以连续时间系统的建模与仿真为主题，通过实例的方式，从简到繁地探讨Matlab中的相关应用。

2. 相关概念解释在开始具体的实例之前，我们先来了解一下什么是连续时间系统的建模与仿真。

连续时间系统是指系统的输入和输出都是连续的，可以用连续函数来描述。

而建模与仿真则是指利用数学模型和计算机软件，对系统进行描述和分析，并用计算机模拟系统的行为。

Matlab提供了Simulink等工具，可以方便地进行连续时间系统的建模与仿真。

3. 实例展示接下来，我们将通过一个简单的实例来演示Matlab中连续时间系统的建模与仿真。

假设我们要建立一个受控物体的连续时间系统模型，并对其进行仿真。

在Matlab中，我们可以首先使用Simulink工具搭建系统模型，包括输入信号、系统传输函数等。

通过设置仿真参数和运行仿真，我们可以得到系统的输出响应，进而进行分析和评估。

4. 实例分析在实例展示中，我们可以逐步扩展系统模型的复杂度，加入更多的控制器、传感器等元素，以更贴近实际工程应用场景。

利用Matlab强大的数据处理和分析功能，可以对仿真结果进行详细的分析和评估，验证系统性能和稳定性。

5. 总结与回顾通过本文的实例演示，我们了解了Matlab中连续时间系统建模与仿真的基本流程和方法。

在工程实践中，合理使用Matlab工具，可以极大地提高系统设计与分析的效率和准确性。

值得注意的是，系统建模与仿真需要结合实际情况进行灵活应用，才能更好地发挥其作用。

6. 个人观点个人认为，Matlab提供的工程计算工具具有很高的实用性和适用性，尤其对于连续时间系统的建模与仿真来说，其优势尤为突出。

希望工程师们能够深入学习和应用Matlab工具，不断提升自己在系统设计与分析领域的能力。

优化系统设计
仿真技术可以帮助工程师在设计阶段发现潜在的问 题并进行优化，提高设计的可靠性和效率。
加速产品开发周期
通过仿真技术，可以缩短产品开发周期，加 快产品上市时间，提高企业竞争力。
PDPS/PDPS概述
PDPS/PDPS简介
PDPS/PDPS是一款功能强大的系统仿真软件，广泛应用于各个领 域。它具有丰富的功能和工具，支持多种仿真方法和算法。
并行计算与分布式仿真技术
并行计算原理与实现
01
介绍并行计算的基本原理和实现方法，包括任务并行
和数据并行两种方式。
分布式仿真技术
02 详细讲解分布式仿真的原理和实现方法，包括基于消
息传递的分布式仿真和基于共享内存的分布式仿真。
PDPS中的并行计算与分布式仿真支持
03
探讨PDPS如何支持并行计算和分布式仿真，包括提
数值积分方法
03
离散事件仿真方法
利用数值积分算法对连续系统进 行仿真，如欧拉法、龙格-库塔 法等。
通过模拟离散事件的发生和处理 过程来仿真系统，适用于排队系 统、生产流程等。
系统仿真软件介绍
MATLAB/Simulink
功能强大的数学计算和仿真软件，提供丰富的工具箱和模型库，适用 于多种领域的系统仿真。
供的并行计算库、分布式仿真框架等工具和技术。
07
总结与展望
回顾本次课程重点内容
系统仿真基本概念和原理
介绍了系统仿真的定义、分类、应用 领域以及基本原理，包括建模、仿真 实验设计和结果分析等。
系统建模与仿真实验设计
深入阐述了系统建模的方法和步骤， 包括模型构建、参数设置、仿真实验 设计等，以及如何通过仿真实验验证 模型的正确性和有效性。

实验三连续时间系统的模拟实验目的：通过模拟连续时间系统，了解系统的动态响应和稳定性能。

实验内容：一、利用ODE45函数模拟连续时间系统：1. 构建一个以时间t、自变量x为输入，微信y为输出的连续时间系统模型。

2. 利用ODE45函数模拟系统的时间响应，并绘制出系统的输出曲线和特性曲线。

3. 分析系统的动态响应和稳定性能，并给出结论。

二、利用Simulink模拟连续时间系统：实验步骤：1. 构建系统模型dy/dt + 2y = 5*sin(t)其中，y为系统的输出，t为系统的时间，sin(t)为输入信号。

function dydt = con_sys(t,y)dydt = -2*y + 5*sin(t);end%ODE45 function[t,y] = ode45(@con_sys,[0,15],0);3. 绘制系统的输出曲线和特性曲线subplot(2,1,1)plot(t,y,'r',t,5*sin(t)/2,'b')xlabel('time')ylabel('output')legend('system output','input oscillation')title('System response to an input oscillation')如图所示，连续时间系统的输出曲线（红色）随着时间的推进呈现周期性振荡的特点，可以通过调整输入信号的频率和幅度来改变振荡的幅度和周期。

特性曲线（蓝色）图中的轮廓呈现出一条斜直线，表明系统的动态响应较快，系统稳定性好，对输入信号的扰动响应迅速，且输出响应值靠近零，表明系统具有较好的稳定性。

运行模拟后，得到系统的输出曲线和特性曲线如下：如图所示，Simulink模拟结果与ODE45模拟结果相似，说明两种模拟方法具有较高的准确性。

此系统具有周期性振荡的特点，跟输入端的信号有关，且在一定范围内，系统的动态响应较快，表明系统对输入端的信号有较强的响应能力，并且具有较强的稳定性。

（2）周期信号的频谱具有收敛性，即谱线幅度随 n 趋近于无穷而衰减到零，而 非周期信号不一定收敛，如单位冲激信号的频谱恒为 1。
13、试说明傅里叶变换、拉普拉斯变换和 Z 变换在信号分析中的作用、各自的 局限性及他们之间的联系。
答：傅里叶变换将系统的激励和响应关系从时域变换到频域来研究，从解微分方 程转化为解代数方程；拉普拉斯变换则将信号从时域变换到了复频域，同样也是 从解微分方程转化为解代数方程；z 变换是将时域离散时间序列变换成为 z 域的 连续函数，将离散问题转化成了连续问题。
对信号能够完成某种变换或运算功能的集合体称为系统。系统在哲学上有着 更为广泛的涵义：一般是指由若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的具有某 种特定功能的整体。
系统分析与信号分析密不可分，对信号进行传输和加工处理，必须借助于系 统；离开了信号，系统将失去意义，分析系统就是分析某一个特定的信号，分析 信号与信号的相互作用，信号分析是系统分析的基础。所以信号与系统之间的关 系是相辅相成的，离开了信号谈论系统是毫无意义的，系统只能依靠信号的作用 才能显示出特性及用途，信号离开了系统，也就不能发挥其应有的作用。
方法是根据题意列出微分方程，然后求解微分方程。步骤是：（1）求解通解： 由方程左边部分得到的特征方程所得到的特征频率解得的系统的自然响应（或自 由响应）；（2）求特解：由激励得到系统的受迫响应；（3）代入初始条件，确定 通解和特解中的待定系数。
卷积法：将响应分成两个部分：（1）零输入响应：系统在没有输入激励的情
Step4：乘积，把变换后的两信号相乘； 例如： x(τ )h(t −τ )
Step5：积分，根据位移不同导致的信号乘积的不同结果，在非零区间进行积分
∫ 运算； 即 t2 x(τ )h(t −τ )dτ 。 t1

计算机仿真
用于模拟计算机系统的性能和行为，如操作系 统、网络通信等。
数字电路仿真
用于模拟数字电路的行为和性能，如逻辑门电路、微处理器等。于模拟控制系统的动态行为，如飞机、汽 车、机器人等。
电路仿真
用于模拟电路的动态行为和性能，如模拟电 路、数字电路等。
流体动力学仿真
05
离散时间和连续时间模型仿
真的发展趋势
离散时间模型仿真的发展趋势
01
离散时间模型仿真在计算机技 术的推动下，正朝着高精度、 高效率、高逼真度的方向发展 。
02
随着数值计算方法的改进，离 散时间模型仿真在处理复杂系 统时能够更准确地反映其动态 特性。
03
离散时间模型仿真在工程设计 、产品开发、生产制造等领域 的应用越来越广泛，成为解决 实际问题的有力工具。
骤或过程来模拟仿真过程。
02
连续时间模型仿真
连续事件的定义
连续事件
在连续时间模型中，事件的发生是在一个连续的时间段内，而不是离散的时刻。这些事 件通常与物理过程或自然现象相关，如温度变化、速度变化等。
时间变量
在连续时间模型中，时间是一个连续变化的变量，可以表示为实数轴上的一个点或一段 长度。
状态变化
用于模拟流体动力学系统的行为和性能，如 流体流动、热传导等。
离散时间和连续时间模型的适用性分析
离散时间模型适用于模拟离散事件系统，而连续时间模型适用于模拟连续 动态系统。
在选择使用离散时间模型还是连续时间模型时，需要考虑系统的特性和需 求，以及仿真的精度和计算成本等因素。
在某些情况下，可能需要结合离散时间模型和连续时间模型进行仿真，以 获得更准确的结果。
感谢观看
THANKS

matlab连续时间系统的建模与仿真实例标题：深入探讨matlab连续时间系统的建模与仿真实例一、引言在工程领域中，连续时间系统的建模与仿真是非常重要的一环。

使用matlab作为工具可以帮助工程师们更好地理解和分析连续时间系统的行为。

本文将深入探讨matlab在连续时间系统建模与仿真中的实际应用，帮助读者更好地掌握这一领域的知识。

二、连续时间系统建模与仿真概述连续时间系统建模与仿真是指利用数学方法和计算机工具对连续时间系统进行抽象化描述和模拟。

在工程实践中，这一过程可以帮助工程师们更好地理解系统的动态特性、分析系统的稳定性和性能，并设计控制策略以满足特定的需求。

1.连续时间系统建模方法连续时间系统建模的方法有很多种，常用的包括微分方程描述、传递函数描述、状态空间描述等。

在matlab中，可以利用Simulink工具箱来快速构建系统的模型，并进行仿真分析。

2.连续时间系统仿真实例下面我们将以一个简单的例子来展示如何使用matlab对连续时间系统进行建模和仿真。

假设有一个带有阻尼的弹簧质量系统，其运动方程可以描述为：\[ m \frac{d^2 x(t)}{dt^2} + c \frac{dx(t)}{dt} + kx(t) = F(t) \]其中，m为质量，c为阻尼系数，k为弹簧常数，F(t)为外部作用力。

我们希望利用matlab对这个系统进行建模，并仿真系统的动态响应。

三、matlab建模与仿真实例1.建立模型在matlab中打开Simulink工具箱，我们可以直接从库中选择弹簧质量阻尼系统的模块进行快速搭建。

将质量、阻尼、弹簧和外部作用力连接起来，即可构建出系统的模型。

2.参数设定设定系统的参数：m=1kg, c=0.5N/m/s, k=2N/m, 外部作用力F(t)=sin(t)。

3.仿真分析设置仿真时间为10s，运行仿真，观察系统的位移-时间和速度-时间响应。

四、实验结果分析通过matlab进行仿真，我们可以得到系统的位移和速度随时间的变化曲线。

20
组合电路的静态测试
静态测试时输入信号是逐个改变的，输入 变化很慢，显示的输出信号是输入电平稳 定后的情况。与实际工作时的输入变化速 度不同。所以，静态测试的条件与实际工 作的条件不同，测试结果与实际情况也可 能不同。尤其是当输入信号变化很快时， 如果电路因器件延迟而产生了“竞争”或 “冒险”现象，由于“竞争”或“冒险” 产生的“毛刺”是非常窄的脉冲，用发光 二极管是无法显示出来的。静态测试不能 测出电路的“竞争”或“冒险” 。 21
– 教材《电工电子实验技术（上册）》P88~P90有 详细介绍
13
（二）TTL数字集成电路使用规则
1、管脚 常用TTL数字集成电路的管脚排列可查《电 工电子实验手册》P84~P94，并附有功能表。 使用时请注意：
A．管脚图中半圆形符号在左侧，必须将集成电路 背部（印有字符）的缺口也朝左时管脚图中的管 脚编号才与集成电路实际管脚编号一致，否则， 将造成两种管脚号标注不一致。
16
输出脚 输出端决不允许直接接+5V电源或接地。除集 电极开路输出和三态输出电路外，输出端不 允许并联使用，否则引起逻辑混乱，甚至损 坏器件。 输出高电平VOH>2.5V，输出低电平VOL<0.4V 输入脚 所有输入端的输入电压的允许范围为+5V～－ 0.7V。若大于上限值，多发射极晶体管的发 射结可能击穿；低于下限值时，衬底结可能 导通。这些都将影响电路正常工作，甚至损 坏器件。
示波器一般只有双踪，测仪。 如果输出端F的波形不正常，可以逐个写出信 号传输路径中各个门电路输出端的真值表，用 示波器测量各点波形并与真值表对照。如果与 真值表不符，即可判断出故障所在。 由于示波器的屏幕较小，分辨率也有限，可显 示的信号长度有限，如果输入信号数量较多， 信号序列较长(如8个输入信号的测试序列长达 28＝256个)，而示波器上最多能显示出几十个 信号周期的长度，这种情况正是数字电路的测 试难点所在。因此，在测试长序列信号时，一 般要采用数字式存储示波器或逻辑分析仪。

信号与系统实验指导书编写：高玉芹、丁洪影、朱永红信电工程学院2014-7-11前言“信号与系统”是无线电技术、自动控制、通信工程、生物医学电子工程、信号图象处理、空间技术等专业的一门重要的专业基础课，也是国内各院校相应专业的主干课程。

当前，科学技术的发展趋势既高度综合又高度分化，这要求高等院校培养的大学生，既要有坚实的理论基础，又要有严格的工程技术训练，不断提高实验研究能力、分析计算能力、总结归纳能力和解决各种实际问题的能力。

21世纪要求培养“创造型、开发型、应用型”人才，即要求培养智力高、能力强、素质好的人才。

由于该课程核心的基本概念、基本理论和分析方法都非常重要，而且系统性、理论性很强，为此在学习本课程时，开设必要的实验，对学生加深理解深入掌握基本理论和分析方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，以及使抽象的概念和理论形象化、具体化，对增强学习的兴趣有极大的好处，做好本课程的实验，是学好本课程的重要教学辅助环节。

目录实验一信号的时域表示及变换 (1)实验二连续信号的卷积 (4)实验三阶跃响应与冲激响应 (8)实验四连续系统的频域分析 (12)实验五抽样定理与信号恢复 (23)实验六连续系统的s域分析 (30)实验七连续系统零极点分析 (33)实验一信号的时域表示及变换一、实验目的1. 掌握用matlab软件产生基本信号的方法。

2. 应用matlab软件实现信号的加、减、乘、反褶、移位、尺度变换及卷积运算。

二、实验原理(一)产生信号波形的方法利用Matlab软件的信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)中的专用函数产生信号并绘出波形。

1.产生正弦波t=0:0.01:3*pi;y=sin(2*t);plot(t,y)图1-1 图1-22.产生叠加随机噪声的正弦波t=0:0.01:3*pi;y=10*sin(2*t);s=y+randn(size(t));plot(t,s)3. 产生周期方波t=0:0.01:1;y=square(4*pi*t);plot(t,y)4. 产生周期锯齿波t=(0:0.001:2.5);y=sawtooth(2*pi*30*t);plot(t,y),axis([0 0.2 -1 1])图1－3 图1－45.产生Sinc函数x=linspace(-5,5);y=sinc(x);plot(x,y)图1－5 图1－6 6.产生指数函数波形x=linspace(0,1,100);(或x=0:0.01:1;)y=exp(-x);plot(x,y)(二)信号的运算1．加(减)、乘运算：要求二个信号序列长度相同例1－1t=0:0.01:2;f1=exp(-3*t);f2=0.2*sin(4*pi*t);f3=f1+f2;f4=f1.*f2;subplot(2,2,1);plot(t,f1);title('f1(t)');subplot(2,2,2);plot(t,f2);title('f2(t)');subplot(2,2,3);plot(t,f3);title('f1+f2');subplot(2,2,4);plot(t,f4);title('f1*f2');图1－72．用matlab的符号函数实现信号的反褶、移位、尺度变换由f(t)到f(-at+b)(a>0)步骤：b)atf(b)f(atb)f(tf(t)反褶尺度移位+-−−→−+−−→−+−−→−例1－2：已知f(t)=sin(t)/t,试通过反褶、移位、尺度变换由f(t)的波形得到f(-2t+3) 的波形。

实验名称：连续时间系统的模拟教材名称：电工电子实验技术（下册） 页码：P146 实验目的：1、学习如何根据给定的连续系统的传输函数，用基本的运算单元组成模拟装置。

2、掌握将Multisim 软件用于系统模拟的基本方法。

实验任务：1、直接测量图9－9和图9－10的幅频、相频传输特性，并测出相应的数据。

测点自定，但是半功率点和谐振点必须在其中。

2、根据预习时计算出的传输函数H （S ）分别搭建图9－9和图9－10的系统模拟测试电路，分别测量幅频和相频特性，并按直接测量时所选的测点进行测量。

3、分别比较图9－9和图9－10 直接测量的传输特性与系统模拟测出的传输特性数据，如有差异，找出原因并纠正。

设计提示：1、先写出传输函数，再转换成标准形式。

设计过程：图9－9传输函数：()62222326122211110()1()3113101()()311110()V s RC S S H s V s SCR SCR SRC RC S S S•⨯====⨯++++•++⨯其中：31110RC K uF -=⨯=图9－10传输函数：()29122113571.4()1113571.41()11 1.7810R V s R L S S H s R V s R LS CS SL LC S S S •⨯====++++•++⨯⨯ 其中：9203571.45.611 1.78105.60.1R L mH LC mH uFΩ====⨯⨯ 实验电路图及实验结果：半功率点频率59.5Φ==；相位差59.5Of Hzφ＝－特性曲线同直接测量，半功率点频率59.5f Hz=。

52o数据测量：126.447; 6.717;7.016o f KHz f KHz f KHz ===001245;0.378;46o ϕϕϕ==-=-实验中注意事项：1、在采用系统模拟电路时，连线过程中应先连接信号线，再连接地线，使连接电路不容易出错。

2、波特图仪读书时应注意电压比的读法。

连续时间系统的模拟实验报告[实验报告标题]连续时间系统的模拟实验[实验目的]1. 理解连续时间系统的基本原理和特点。

2. 学习使用模拟工具（如Simulink）对连续时间系统进行建模和仿真。

3. 掌握连续时间系统的模拟实验方法和数据分析技巧。

[实验装置和材料]1. 计算机2. 模拟工具（如Simulink）3. 连续时间系统的相关实验模块（如电路、机械系统等）[实验步骤]1. 准备工作：a. 在计算机上安装并打开Simulink软件。

b. 确定待模拟的连续时间系统，准备相应的实验模块或电路。

2. 连续时间系统建模：a. 打开Simulink，创建一个新的模型。

b. 根据系统的物理特性，选择合适的连续时间模块，如积分器、微分器、传递函数等，并将它们连接起来形成系统模型。

c. 根据系统的参数，设置各个模块的参数值。

3. 仿真实验：a. 在Simulink中设置仿真参数，如仿真时间、步长等。

b. 运行仿真，观察系统的响应曲线，并记录仿真结果。

c. 根据需要，可以修改系统参数或模型结构，再次进行仿真实验。

4. 数据分析：a. 分析仿真结果，观察系统的时域响应、频域特性等。

b. 根据实验目的，进行必要的数据处理和图表绘制，以便更好地理解系统性能和行为。

[实验结果]在仿真实验中，我们成功建立了连续时间系统的模型，并进行了仿真实验。

通过观察仿真结果和数据分析，我们获得了系统的时域响应曲线和频域特性，并对系统的性能和行为有了更深入的理解。

[实验结论]通过本次连续时间系统的模拟实验，我们深入了解了连续时间系统的基本原理和特点。

通过Simulink等模拟工具，我们能够方便地建模和仿真连续时间系统，并通过数据分析得到有关系统性能的重要信息。

这些实验结果对于我们进一步研究和设计连续时间系统具有重要的指导意义。

[实验总结]连续时间系统的模拟实验为我们提供了一个实践学习的机会，通过动手操作和数据分析，我们深入了解了连续时间系统的行为和性能。

随机过程的连续时间模型随机过程是描述随机现象随时间变化的数学模型。

在概率论和统计学中，随机过程通常分为两种类型：离散时间模型和连续时间模型。

本文将重点探讨随机过程的连续时间模型。

连续时间随机过程的基本概念连续时间随机过程是在连续时间轴上取值的随机变量的集合。

它通常用随机变量X(t)表示，其中t是时间参数。

在连续时间随机过程中，任意时刻t下的随机变量X(t)都是一个随机变量。

维纳过程维纳过程（Wiener process）是最基本的连续时间随机过程之一。

它具有以下特性：1.维纳过程在任意时间段上的增量是独立同分布的。

2.维纳过程在任意时间段上的增量服从正态分布。

3.维纳过程有无限小尺度性质。

维纳过程在金融数学、物理学等领域有着广泛的应用。

布朗运动布朗运动（Brownian motion）是维纳过程的一种具体形式，其增量服从均值为 0、方差为t−s的正态分布。

布朗运动常用于研究粒子在流体中的随机运动、金融市场波动等现象。

随机微分方程随机微分方程（Stochastic differential equation，SDE）是描述连续时间随机过程演化的数学工具。

一般形式为：dX(t)=a(t,X(t))dt+b(t,X(t))dW(t)其中，a(t,X(t))和b(t,X(t))是确定性函数，dW(t)表示布朗运动的微分。

随机微分方程在金融工程、生态学、化学动力学等领域具有广泛的应用。

应用案例1.金融市场建模：使用随机微分方程描述资产价格演化，对金融市场波动进行建模和预测。

2.生态系统动力学：研究生态系统中种群演化的概率过程，探讨种群数量的随机波动。

3.通信系统性能分析：通过随机过程模型分析通信信道的噪声特性，验证通信系统的性能指标。

以上仅为随机过程连续时间模型应用的部分案例，随机过程在各个学科都有着重要的作用。

总结随机过程的连续时间模型提供了描述随机演化过程的数学框架，包括维纳过程、布朗运动和随机微分方程等重要概念。

3. 用示波器测量输入、输出信号的波形，并记录。
2. 标量乘法器的观测
图3-1 标量乘法器实验电路图
实验步骤:
1. 连接如图3-1所示实验电路，可选择不同的 电阻值以改变放大比例。
2. 信号发生器产生A=1V，f=1KHz的方波送入 输入端，示波器同时观察输入、输出波形 并记录。
3. 积分器的观测
图3—8 积分器实验电路图
实验步骤:
1.连接如图3-8所示实验电路。 2.信号发生器产生A=1V，f=1KHz的方波送入
输入端，示波器同时观察输入、输出波形 并记录。
4. 一阶RC电路的模拟
图3-4（a） 一阶RC电路
图3-4（d） 一阶系统模拟实验电路
实验步骤:
1. 连接图3-4（a）所示一阶RC电路 。 2. 将信号发生器产生的幅度A=1V，频率f=1KHz的
1. 加法器的观测 2. 标量乘法器的观测
3. 积分器的观测 4. 一阶RC电路的模拟
1. 加法器的观测
图3—6 加法器实验电路图
实验步骤:
1. 连接如图3-6所示实验电路。
2. 将幅值分别为2V、3V的方波接至电路u1、u2端。 (可自己搭接分压电路来得到2V和3V电压同时输 入到加法器)，或者一路输入信号源产生的方波信 号，一路直接输入一个5V信号）。
一. 实验目的
1、了解基本运算器——标量乘法器、加法器 和积分器的电路结构和运算功能；
2、掌握用基本运算单元模拟连续时间一阶系 统的原理与测试方法。
二. 实验原理
1、线性系统模拟的理论
2、三种基本运算电路
3、一阶系统的模拟
பைடு நூலகம்
三. 实验仪器及材料
1、双踪示波器
1台

实验报告实验课程：信号与系统实验学生姓名：学号：专业班级：121班指导老师：2014 年 6 月 15 日南昌大学实验报告学生姓名： 孙薇 学 号： 6100212177 专业班级： 卓越通信121班 实验类型：□ 验证 □ 综合 □设计 □ 创新 实验日期： 实验成绩：实验九、连续时间系统的模拟一、 实验目的学习根据给定的连续系统的传输函数，用基本运算单元组成模拟装置。

二、 实验原理1． 线性系统的模拟系统的模拟就是用基本运算单元组成的模拟装置来模拟实际的系统。

这些实际的系统可以是电的或非电的物理量系统，也可以是社会、经济和军事等非物理量系统。

模拟装置可以与实际系统的内容完全不同，但是两者之间的微分方程完全相同，输入输出关系即传输函数也完全相同。

模拟装置的激励和响应是电物理量，而实际系统的激励和响应不一定是电物理量，但它们之间的关系是一一对应的。

所以，可以通过对模拟装置的研究来分析实际系统，最终达到在一定条件下确定最佳参数的目的。

对于那些用数学手段较难处理的高阶系统来说，系统模拟就更为有效。

2. 图3-1所示二阶RC 低通电路，可以用图3-2所示由运算放大器构成的有源低通滤波电路来模拟。

1U 2U 5.1R K =Ω 5.1R K =Ω0.047C Fμ=三、 实验仪器1．GDS-806C数字存储示波器；2．GPD-3303直流电源；3．EE1640C系列函数信号发生器/计数器；4．信号与系统综合实验板。

四、实验内容1、计算系统函数和转折频率(参看所附预习报告)2、分别测量RC电路及其模拟装置的幅频特性，将结果记录下来，根据数据用Matlab画出频谱图，比较两者是否一致。

二阶RC低通电路运算放大器构成的有源低通滤波电路Uo Ui Uo/Ui Uo Ui Uo/Ui f (HZ)7.25 8 0.90625 4.98 5 0.996 107.25 8 0.90625 4.96 5 0.992 1006.7 8 0.8375 4.32 5 0.864 2006.3 8 0.7875 4.01 5 0.802 2505.9 8 0.7375 3.61 5 0.722 3004.32 8 0.54 3.2 5 0.64 5002.48 8 0.31 2.1 5 0.42 1k1.3 8 0.1625 0.96 5 0.192 2k0.39 8 0.04875 0.28 5 0.056 5k0.25 8 0.03125 0.19 5 0.038 10k0.17 8 0.02125 0.12 5 0.024 20k0.16 8 0.02 0.12 5 0.024 30k0.16 8 0.02 0.12 5 0.024 40k0.16 8 0.02 0.11 5 0.022 50k(1)以logf为横坐标，vo/vi为纵坐标，画出二阶RC低通电路频谱图如下：(2)以logf为横坐标，vo/vi为纵坐标，画出由运算放大器构成的有源低通滤波电路频谱图如下：分析：通过比较这两个电路的频谱图，可以得到RC电路及其模拟装置的幅频特性基本一致，实验较为成功，通过这个实验，我对系统函数的求解有了进一步的学习，对模拟框图也有了更深的认识，我也知道系统函数的正负不影响频谱特性。

matlab连续时间时滞篇一：Matlab是一种常用的数学计算软件，提供了丰富的工具和函数来处理各种数学和科学问题。

在Matlab中，我们可以使用连续时间时滞函数来模拟和分析具有时滞的系统。

时滞是指系统响应的延迟或滞后，通常由于信号传输或处理的时间延迟引起。

在许多实际应用中，时滞对系统的稳定性和性能都有重要影响，因此对时滞进行建模和分析非常重要。

在Matlab中，可以使用函数`exp(-s*tau)`来表示连续时间的时滞，其中`s`是Laplace变量，`tau`是时滞的时间。

下面是一个使用Matlab进行连续时间时滞建模和分析的示例：```% 定义时滞时间tau = 2;% 定义Laplace变量s = tf('s');% 定义时滞函数delay = exp(-s*tau);% 绘制时滞函数的频率响应曲线bode(delay);% 定义一个带有时滞的系统传递函数sys = 1/(s+1)*delay;% 绘制带有时滞的系统的阶跃响应曲线step(sys);```在上述代码中，我们首先定义了一个时滞时间`tau`，然后使用`tf`函数创建了Laplace变量`s`。

接下来，我们使用`exp(-s*tau)`创建了一个表示连续时间时滞的函数`delay`。

我们可以使用`bode`函数绘制时滞函数的频率响应曲线，以分析系统在不同频率下对输入信号的响应。

另外，我们还可以定义一个带有时滞的系统传递函数，并使用`step`函数绘制其阶跃响应曲线，以了解系统在时域下的动态响应。

通过使用Matlab的连续时间时滞函数，我们可以更好地理解和分析具有时滞的系统，并进行相关的控制设计和优化。

篇二：在MATLAB中，可以使用函数`delayss`来模拟连续时间的时滞系统。

时滞系统是一种具有延迟响应的系统，其中输出的值在输入值之后的一段时间才会出现。

`delayss`函数的语法如下：```sys = delayss(P, T)```其中，`P`是一个标量，表示时滞的时间（单位为秒），`T`是一个连续时间系统的传递函数。

实验二 连续时间系统的模拟一. 实验目的了解用集成运算放大器构成基本运算单元——标量乘法器、加法器和积分器，以及它们的组合全加积分器的方法。

掌握用以上基本运算单元以及它们的组合构成模拟系统，模拟一阶和二阶连续时间系统的原理和方法，并用实验测定模拟系统的特性。

实验原理说明1模拟连续时间系统的意义由于自然界的相似性，许多不同的系统具有相同的特性。

不论是物理系统还是非物理系统，不论是电系统还是非电系统，只要是连续的线性时不变系统，都可以用线性常系数微分方程来描述。

把一具体的物理设备经过数学处理，抽象为数学表示，从而便于研究系统的性能，这在理论上是很重要的一步；有时，也需要对一系统进行实验模拟，通过实验观察研究当系统参数或输入信号改变时，系统响应的变化。

这时并不需要在实验里去仿制真实系统，而只要根据系统的数学描述，用模拟装置组成实验系统，它可以与实际系统完全不同，只要与实际系统具有同样的微分方程数学表示，即输入输出关系（也即传输函数或系统响应）完全相同即可。

系统的模拟是指数学意义上的模拟。

本实验即由微分方程的相似性出发，用集成运算放大器组成的电路来模拟一阶系统（RC 低通电路）和二阶系统（RLC 带通谐振电路） ２． 2集成运算放大器构成基本运算单元——标量乘法器、加法器和积分器，以及它们的组合全加积分器连续时间系统的模拟，通常由三个基本运算单元——标量乘法器、加法器和积分器构成，实际上还常常用到它们的组合全加积分器，这些运算单元都可以用集成运算放大器构成。

（1） 标量乘法器（又称比例放大器）图2-1（a ） 反相标量乘法器 图2-1（b ） 同相标量乘法器电路 反相标量乘法器电路如图2-1(a)所示： i i Fo u k u R R u ⋅=-=1式中比例系数k 为：1R R k F-= 当R 1=R F 时，k = -1，则u o = - u i ，成为反相跟随器。

同相标量乘法器电路如图2-1(b)所示，有： i i Fo u k u R R u ⋅=+=)1(1式中：11R R k F+=标量乘法器符号如图2-1(c)所示。

第1篇一、实验目的1. 理解连续时间系统的基本概念和特性。

2. 掌握连续时间系统建模和仿真方法。

3. 熟悉连续时间系统的分析方法。

4. 培养实验操作能力和数据分析能力。

二、实验原理连续时间系统是指系统中各物理量随时间连续变化的系统。

连续时间系统在工程应用中广泛存在，如电路、信号处理、控制系统等。

本实验主要研究连续时间系统的建模、仿真和分析方法。

三、实验仪器与设备1. 连续时间系统实验箱2. 示波器3. 信号发生器4. 信号分析仪5. 计算机及仿真软件（如MATLAB）四、实验内容及步骤1. 连续时间系统建模（1）根据实验要求，选择合适的连续时间系统，如一阶滤波器、二阶滤波器等。

（2）根据系统特性，确定系统的输入信号和输出信号。

（3）利用实验箱提供的元器件搭建实验电路。

（4）根据元器件参数，推导出系统的传递函数。

2. 连续时间系统仿真（1）利用MATLAB软件，根据推导出的传递函数，建立系统的仿真模型。

（2）设置仿真参数，如采样时间、初始条件等。

（3）运行仿真，观察系统输出波形。

3. 连续时间系统分析（1）分析系统输出波形，观察系统的稳定性和频率响应特性。

（2）根据实验数据，计算系统的幅频特性和相频特性。

（3）分析系统在实际应用中的优缺点。

五、实验结果与分析1. 实验结果（1）根据实验数据和仿真结果，绘制系统输出波形图。

（2）根据实验数据和仿真结果，计算系统的幅频特性和相频特性。

2. 实验分析（1）通过实验和分析，验证了连续时间系统建模和仿真方法的有效性。

（2）分析了系统在实际应用中的优缺点，为实际工程提供了参考。

六、实验结论1. 本实验成功地实现了连续时间系统的建模、仿真和分析。

2. 通过实验，掌握了连续时间系统的基本概念、特性和分析方法。

3. 培养了实验操作能力和数据分析能力。

4. 为今后在实际工程中的应用奠定了基础。

七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全操作，防止触电、短路等事故发生。

2. 实验数据要准确记录，便于后续分析。