连续时间系统模拟
831国防科技大学信号与系统分析模拟题
（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
matlab连续时间系统的建模与仿真实例
【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。
系统仿真PDPSPDPS入门到精通详细教程
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。
《信号与系统》30道思考参考答案
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
离散时间和连续时间模型的仿真
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
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。
数电概述和连续时间系统的模拟(gu)
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。
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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：
()622
2232
61222
11110()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：
()29122
113571.4()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 uF
Ω
====⨯⨯
实验电路图及实验结果：
半功率点频率59.5
Φ=
=；相位差59.5O
f Hz
φ＝－
特性曲线同直接测量，半功率点频率59.5
f 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。
（软件本身问题）
3、所有电路必须有地线。
4、如果仿真出错，可以尝试移动地线位置解决。
（软件本身问题）。