《信号与系统》虚拟教学仿真平台设计

山西电子技术　２０１２年第１期　研究与探讨　

文章编号：１６７４．４５７８（２０１２）０１—００９２－０３　

基于ＭＡＴＬＡＢ的“信号与系统”虚拟实验系统的研究木　

胡永生，谭业武雩杨玲玲　

（滨州学院计算机科学技术系，山东滨州２５６６０３）　

摘要：针对“信号与系统”课程理论性强、概念抽象、直观性较差等特点，利用ＭＡＴＬＡＢ软件构建实现信号与　

系统虚拟实验仿真平台，通过对相关参数进行设置，在交互式平台上直观显示仿真实验结果，克服硬件实验系统的　

局限性，促进对抽象理论的快速理解，培养学生的创新意识和创新能力，实现更好的实验效果。　

关键词：ＭＡＴＬＡＢ；信号与系统；虚拟实验系统；ＧＵＩ；仿真　

中图分类号：ＴＰ３９１．９　文献标识码：Ａ　

信号与系统课程是电子信息类专业重要的专业基础课，　

它以高等数学、线性代数、电路分析以及工程数学等课程为　

基础，同时又是后续如通信原理、数字信号处理以及研究生　

阶段现代数字信号处理、随机信号分析等专业课程的基础，　

在整个专业教育体系中起着承上启下的作用　Ｊ。该课程理　

论性强、概念抽象且难以理解、公式推导复杂计算繁琐、实验　

内容丰富等特点，使得其成为一门数学方法、专业理论和工　

程应用密切相结合的课程。因此，教学效果成败的关键不在　

于学生认识和记忆了多少定义定理的条文，而应注重正确引　

导学生运用数学工具分析典型的实际问题　Ｊ。　

实验教学是该课程理论学习中必不可少的部分。但是，　

在实验教学中面临很多问题，诸如高校需要花费大量的经费　

购置实验仪器；硬件实验仪器易于损坏、操作复杂、中间过程　

可视性差等。虚拟实验技术的出现使上述问题迎刃而解。　

虚拟实验是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算　

机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环　

节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一　

样完成各种实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在　

真实环境中所取得的效果　Ｊ。虚拟实验建立在一个虚拟的　

在线虚拟仿真实验平台架构设计与实现

蒋伟杰

【摘 要】设计了一种虚拟仿真实验平台架构,该架构基于B/S结构,能够集中管理实验资源,支持灵活扩展实验项目.在平台前端能够进行实验操作,通过在服务器端运行实验逻辑后反馈回前端展示实验的仿真过程和实验现象,支持记录和评定实验操作,并实现了计算机组成原理模型机的虚拟实验实例.%A virtual simulation

experiment platform architecture is designed.This architecture is based on

the B/S structure,and it can centrally manage lab resources,and support

flexible extension experiment project.Experimental operation can be

carried out at the front end of the platform,by running after experimental

logic on the server side,back to the front to show the experiment

simulation process and the experimental phenomena,and it also supports

recording and evaluation of experimental operations.Finally,the paper

realizes the virtual experiment example of computer component principle

model machine.

【期刊名称】《重庆理工大学学报（自然科学版）》

【年(卷),期】2017(031)012

【总页数】4页(P156-159)

教学设备及虚拟仿真平台

单位：万元

序号 货物名称 规格参数 单价 数量 总价

1 多人全息交

互系统 多人全息交互硬件系统

★整体化设计，具有交互性、沉浸感强，方 便展示教学内容，人性化设计，根据教学场 地可以方便移动系统，科技感的呼吸灯设计， 温度控制系统。

★多人交互的虚拟现实系统，沉浸式虚拟互 动体验，自然的人机交互方式，亮丽鲜艳的 画面表现，轻便易携、快速安装，一体化整体 解决方案。应用范围：教育行业，工业仿真， 训练仿真，技术培训，营销展示。

采用沉浸式VR技术将课堂变成虚拟教室，将 复杂的问题变得简单直观，满足多人协同式 同时参与体验

★高清分辨率1920X1080,激光光源

★画面尺寸可达150寸，画面色彩丰富

★高精度跟踪定位系统精度 0.01mm高精度

的系统实时定位头部、手部等。

★具有AR功能，能实现AR实时录制，将虚拟

的物体与真实的结合在一起

★ 6DOF跟踪，三组跟踪系统，红外分辨率

640x480，刷新率 120hz，延迟响应 8.33ms， 800nm 红外波

★产品需原厂授权文件，原厂具有自主知识 产权，具有软件著作权，该产品的专利授权 及ISO9001质量认证。

4端口集成USB0艮镜充电器

消耗功率：约1000W

便携式设计，整体化设计箱体尺寸：

70X 65X 40厘米（长X宽X咼）,具有拉杆

1套

及滑轮，方便移动演示，重量：小于 32KG

（包括箱体）。

内存：16G显卡：6G 硬盘：1T机械硬盘 +240G固态硬盘 CPU酷睿i5 6400

智能手柄

★交互手柄人性化设计，尺寸 18X 4X3厘

米，符合人体工程学的设计使手感舒适，方 便操控虚拟物体，旋转、抓取、移动等，通 过手柄关闭以及管理系统。手柄包含9个动 作键和一个功能键，动作按键支持自定义以 及可编程功能。手柄采用2.4GHz无线连接， 连接稳定不掉线。刷新率 1000Hz,动作键

Nuclear Science and Technology 核科学与技术, 2019, 7(3), 91-97 Published Online July 2019 in Hans. /journal/nst https:///10.12677/nst.2019.73013

文章引用: 李飞, 冯蔚, 张侃, 华志刚, 杨勇勇. RINSIM仿真平台与S2000虚拟实物系统接口软件的设计与开发[J]. 核科学与技术, 2019, 7(3): 91-97. DOI: 10.12677/nst.2019.73013

The Design and Development of Interface Software between RINSIM Simulation Platform and S2000 Emulation System Fei Li, Wei Feng, Kan Zhang, Zhigang Hua, Yongyong Yang China Nuclear Power Operation Technology Corporation, LTD., Wuhan Hubei Received: June 19th, 2019; accepted: July 4th, 2019; published: July 11th, 2019 Abstract The RINSIM simulation platform is based on the Windows/Linux environment and widely used in various domestic nuclear power plants, nuclear power plant simulators, engineering simulators, and design simulation verification platforms. It can provide nuclear power simulation development, operation and maintain the whole life support. S2000 is the application of the power plant distributed control system (DCS) T2000 on the simulator. It can realize stimulation and emulation in FSS. This paper introduces the function and design implementation of the interface software based on RINSIM simulation platform and S2000. In the development process, the method of object-oriented modeling and modular program design was adopted. Using Visual Studio 2010 and UML as development tools, multi-threaded, Socket network communication and other technologies were used to realize Simulator Control Functions and data transfer between RINSIM simulation platform and S2000. Keywords RINSIM Simulation Platform, S2000, Socket Communication, UML RINSIM仿真平台与S2000虚拟实物系统接口软件的设计与开发 李 飞，冯 蔚，张 侃，华志刚，杨勇勇 中核武汉核电运行技术股份有限公司，湖北 武汉 收稿日期：2019年6月19日；录用日期：2019年7月4日；发布日期：2019年7月11日 李飞 等