[摘 要]計算機仿真是指通過實驗模型去研究一個已經存在的或者正在設計的系統的過程。仿真實驗不僅是對實驗原型的再現，而且是按照實驗的側重點對模型進行研究，最終建立在模型系統上的實驗技術。 [關鍵詞]仿真實驗 實驗教學 一、計算機仿真 計算機仿真就是將一個描述實際系統的數學模型通過第二次模型化，變成一個能夠采用計算機運算求解的仿真模型，并在計算機內進行運轉的過程，以此獲得有關實際系統的定量信息、數據或資料，深化對實際系統的認識和研究。 計算機仿真的全過程:①建立描述實際系統的數學模型。②經二次模型化建立仿真模型。③仿真模型在計算機內運行，有必要再根據技術要求修改仿真模型并校驗。④分析仿真運行結果，為研究、分析，設計和調整所研究的實際系統提供可靠的信息、數據。 根據仿真中所采用的計算機類型的不同，計算機仿真可分為模擬仿真和數字仿真。 1.模擬仿真 模擬仿真是采用模擬計算機作為仿真工具進行仿真，模擬計算機是一種連續變量的解算裝置。它將被研究系統的各種物理量用機器電壓來表示，通過由模擬電子器件構成的各種運算部件，進行模擬量的連續解算。 模擬仿真時，首先根據所研究系統的數學模型，用連續積分、降階求解的方法變成仿真模型——模擬結構圖，再選擇合適的變量幅值比例尺，使實際系統變量與機器電壓之間建立數量上的折算關系，然后將計算機中有關的運算部件按比例尺化后的模擬結構圖進行連接。通過上機調試、運行，獲得仿真結果。 模擬仿真的突出特點是仿真結果非常接近于實際系統的真實情況。這是因為模擬計算機采用機器電壓代表實際系統的變量參加運算和輸出結果，它是一個有正、負極性和連續變化的量，用它來描述連續系統的動態過程就顯得逼真，和真實系統在測試設備上觀察到的波形幾乎完全相同。此外，模擬計算機運算部件采用的電路及所用的信號很簡單，人們可以通過系數電位器的設置、調節和運算部件連接關系的改變，方便而迅速地改變系統的參數和修改系統的仿真模型，人機聯系很方便。 2.數字仿真 數字仿真是使用數字計算機作為仿真工具進行仿真。數字計算機是一種離散量的計算裝置，它將實際系統數學模型中連續變化的物理量離散成一組組二進制碼表示的數字量，經過機器碼的運算求得數學模型的解答，輸出一組組時間離散節點上的數值解答。 數字仿真的大致過程:①建立被仿真系統的數學模型。②將數學模型經數值計算方法改造成仿真模型。③編寫仿真程序。④鍵入并運行仿真程序，獲得仿真結果。 二、仿真實驗在教學中的應用 仿真實驗是開放式實驗教學的重要資源組成。所謂“仿真實驗”，是相對于實物實驗而言的，兩者的主要差別在于:實驗過程中所觸及的對象與事物是否真實。在實物實驗中所采用的實驗工具、實驗對象都是以實物形態出現的;而在仿真實驗中，不存在實物形態的實驗工具與實驗對象，實驗過程主要是對虛擬的實驗儀器及設備進行操作。仿真實驗雖然難以達到與實物實驗完全一樣的程度，但其良好的教學效果仍顯而易見，其表現如下。