仿真技术的分类
仿真技术是一种基于计算机建模和模拟的技术，用于对现实世界中的各种系统进行模拟和实验。根据所用模型的类型，仿真技术可以分为物理仿真、计算机仿真（数学仿真）和半实物仿真。物理仿真是指根据真实系统的物理模型进行模拟，包括物理现象、化学反应等，计算机仿真则是指通过数学模型进行模拟，包括各种算法、数据结构等，而半实物仿真则是将真实系统和计算机系统结合起来进行模拟。
根据所用计算机的类型，仿真技术可以分为模拟仿真、数字仿真和模拟/数字混合仿真。模拟仿真是指通过模拟电路、模拟器等工具进行模拟，数字仿真则是指通过计算机软件进行数字模拟，而模拟/数字混合仿真则是将两者结合起来进行模拟。
根据仿真对象中的信号流，仿真技术可以分为连续系统仿真、离散系统仿真和连续/离散混合系统仿真。连续系统仿真是指对连续变化的系统进行模拟，离散系统仿真则是指对离散事件进行模拟，而连续/离散混合系统仿真则是将两者结合起来进行模拟。
根据仿真时间与实际时间的比例关系，仿真技术可以分为实时仿真（仿真时间标尺等于自然时间标尺）、超实时仿真（仿真时间标尺小于自然时间标尺）和亚实时仿真（仿真时间标尺大于自然时间标尺）。实时仿真是指仿真的时间进度与实际时间保持一致，超实时仿真则是指仿真的时间进度快于实际时间，而亚实时仿真则是指仿真的时间进度慢于实际时间。
此外，根据不同的应用领域，仿真技术还可以分为不同的类型。例如，在航空航天领域，仿真技术可以用于模拟飞行器的飞行过程、控制系统的设计和优化等；在汽车领域，仿真技术可以用于模拟汽车的行驶过程、动力系统的设计和优化等；在电子领域，仿真技术可以用于模拟电路的运行过程、信号的处理和分析等。
总之，仿真技术是一种广泛应用于各个领域的综合技术，其分类和应用方式因不同的标准和领域而异。通过仿真的手段可以更深入地了解现实世界的各种系统和现象，从而更好地设计和优化这些系统，为人们的生活和技术的发展带来更多的便利和进步。
信 号 与 系 统
实 验 指 导 手 册
沈阳工业大学信息科学与工程学院
2005年10月
前 言
“信号与系统”是电子工程、通信工程、信息工程、微电子技术、自动化、计算机等电类相关专业的一门重要的专业基础课，为国内、外各高等院校相关专业的主要课程。由于本课程的理论性、系统性较强，为使抽象的概念和理论形象化、具体化，使学生能够比较深入的理解《信号与系统》课程的基本理论和分析方法，并提高学生分析问题和解决问题的能力。为此，开设了基于本课程的实验。
《信号与系统》实验指导手册，将《信号与系统》课程的理论知识与“信号与系统”的实验系统设备结合，从内容上对教材起到了一定的补充作用，为学生具体实验进行了指导。
鉴于时间仓促，可能会存在一些不足与错误之处，欢迎大家批评指正，使之完善。
编者
2005年10月
目 录
实验一 系统的特性测试„„„„„„„„„„„„„„1
实验二 信号的采样与恢复„„„„„„„„„„„„„8
实验三 模拟滤波器分析 „„„„„„„„„„„„„14
实验四 模拟滤波器的设计 „„„„„„„„„„„„26
实验一 系统的特性测试
一、实验目的
1、学会利用运算单元，搭建一些简单的实验系统。
2、学会测试系统的频率响应的方法。
3、了解二阶系统的阶跃响应特性。
4、学会对其零状态响应和零输入响应进行分析。
二、实验内容
1、根据要求搭建一阶、二阶实验系统。
2、测试一阶、二阶系统的频响特性和阶跃响应。
三、预备知识
学习使用波特图测试系统频响的方法。
四、实验仪器
1、信号与系统实验箱一台（主板）。
2、线性系统综合设计性模块一块。
3、20MHz双踪示波器一台。
五、实验原理
1、基本运算单元
（1） 比例放大
1）反相数乘器 由：2211RURU 则有：1122RURU
2）同相数乘器
由：54443RRURU 则有：45434RRRUU
实验二 数字pid控制
计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。因此连续pid控制算法不能直接使用，需要采用离散化方法。在计算机pid控制中，使用的是数字pid控制器。
一、位置式pid控制算法
按模拟pid控制算法，以一系列的采样时刻点kt代表连续时间t，以矩形法数值积分近似代替积分，以一阶后向差分近似代替微分，可得离散pid位置式表达式：
?tu(k)?kp?e(k)??ti?
k?e(j)?j?0k?td(e(k)?e(k?1))??t?e(k)?e(k?1)
t ?kpe(k)?ki?e(j)t?kd
j?0
式中，ki?kp
实 验 教 程
2
目 录
实验一：连续时间信号与系统的时域分析-------------------------------------------------6
一、实验目的及要求---------------------------------------------------------------------------6
二、实验原理-----------------------------------------------------------------------------------6
1、信号的时域表示方法------------------------------------------------------------------6
2、用MATLAB仿真连续时间信号和离散时间信号----------------------------------7
3、LTI系统的时域描述-----------------------------------------------------------------11
三、实验步骤及内容--------------------------------------------------------------------------15
四、实验报告要求-----------------------------------------------------------------------------26
实验二：连续时间信号的频域分析---------------------------------------------------------27
一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------27
