計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告.docx

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：核自院姓名：李擂專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：電氣四班學(xué)號(hào)：201006050407實(shí)驗(yàn)一 采樣實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解模擬信號(hào)到計(jì)算機(jī)控制的離散信號(hào)的轉(zhuǎn)換采樣過(guò)程。二實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明采樣實(shí)驗(yàn)框圖如圖4-3-1所示。計(jì)算機(jī)通過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊以一定的采樣周期對(duì)B5單元產(chǎn)生的正弦波信號(hào)采樣，并通過(guò)上位機(jī)顯示。在不同采樣周期下，觀察比較輸入及輸出的波形（失真程度）。圖4-3-1 采樣實(shí)驗(yàn)框圖計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)以不同采樣周期對(duì)正弦波采樣，調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器（B5）單元的“設(shè)定電位器1”旋鈕，并以此作為A/D采樣周期T。改變T 的值，觀察不同采樣周期下輸出波形與輸入波形相比的復(fù)原程度（或失真度）。對(duì)模擬信號(hào)采樣首先要確定采樣間隔。采樣頻率越高，采樣點(diǎn)數(shù)越密，所得離散信號(hào)就越逼近于原信號(hào)。采樣頻率過(guò)低，采樣點(diǎn)間隔過(guò)遠(yuǎn)，則離散信號(hào)不足以反映原有信號(hào)波形特征，無(wú)法使信號(hào)復(fù)原，。 合理的采樣間隔應(yīng)該是即不會(huì)造成信號(hào)混淆又不過(guò)度增加計(jì)算機(jī)的工作量。采樣時(shí)，首先要保證能反映信號(hào)的全貌，對(duì)瞬態(tài)信號(hào)應(yīng)包括整個(gè)瞬態(tài)過(guò)程；信號(hào)采樣要有足夠的長(zhǎng)度，這不但是為了保證信號(hào)的完整，而且是為了保證有較好的頻率分辨率。在信號(hào)分析中，采樣點(diǎn)數(shù)N一般選為2m的倍數(shù)，使用較多的有512、1024、2048、4096等。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟采樣實(shí)驗(yàn)框圖構(gòu)成如圖4-3-1所示。本實(shí)驗(yàn)將函數(shù)發(fā)生器（B5）單元“方波輸出”作為采樣周期信號(hào)，正弦波信號(hào)發(fā)生器單元（B5）輸出正弦波，觀察在不同的采樣周期信號(hào)對(duì)正弦波采樣的影響。實(shí)驗(yàn)步驟： （1）將函數(shù)發(fā)生器（B5）單元的正弦波輸出作為系統(tǒng)輸入，方波輸出作為系統(tǒng)采樣周期輸入。 在顯示與功能選擇（D1）單元中，通過(guò)上排右按鍵選擇“方波/正弦波”的指示燈亮，（B5）模塊“方波輸出”測(cè)孔和“正弦波輸出”測(cè)孔同時(shí)有輸出。方波的指示燈也亮，調(diào)節(jié)B5單元的“設(shè)定電位器1”，使之方波頻率為80Hz左右（D1單元右顯示）。再按一次上排右按鍵，“正弦波”的指示燈亮（方波的指示燈滅），B5的量程選擇開關(guān)S2置上檔，調(diào)節(jié)“設(shè)定電位器2”，使之正弦波頻率為0.5Hz（D1單元右顯示）。調(diào)節(jié)B5單元的“正弦波調(diào)幅”電位器，使之正弦波振幅值輸出電壓= 2.5V左右（D1單元左顯示）。（3）構(gòu)造模擬電路：按圖4-3-1安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線，表如下。1正弦波信號(hào)輸入B5（正弦波輸出SIN）B3（虛擬示波器）CH1（選X1檔）2采樣周期信號(hào)B5（方波輸出）B8輸入（IRQ6）（4）運(yùn)行、觀察、記錄： 再運(yùn)行LABACT程序，選擇微機(jī)控制菜單下的采樣和保持菜單下選擇采樣實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，就會(huì)彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開始后將自動(dòng)加載相應(yīng)源文件，即可選用本實(shí)驗(yàn)配套的虛擬示波器（B3）單元的CH1測(cè)孔測(cè)量波形 在顯示與功能選擇（D1）單元中，按上排右按鍵選擇“方波/正弦波”的指示燈亮，方波的指示燈也亮，調(diào)節(jié)B5單元的“設(shè)定電位器1”，慢慢降低采樣周期信號(hào)頻率，觀察輸出波形。圖4-3-2是不同采樣周期（78Hz和10Hz）下的輸出波形。 圖4-3-2 不同采樣周期（78Hz和10Hz）下的輸出波形四實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：按下表記錄下各種頻率的采樣周期下的輸出波形。50HZ40HZ30HZ20HZ10HZ5HZ實(shí)驗(yàn)二 采樣/保持器實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解判斷采樣/保持控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的充要條件。2了解采樣周期T對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響。3掌握控制系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的采樣周期T的計(jì)算。4用MATLAB驗(yàn)證臨界穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的采樣周期5觀察和分析采樣/保持控制系統(tǒng)在不同采樣周期T時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)曲線。二實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明 1 判斷采樣/保持控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的充要條件線性連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的分析是根據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在S平面上的位置來(lái)進(jìn)行的。如果特征方程的根都在左半S平面，即特征根都具有負(fù)實(shí)部，則系統(tǒng)穩(wěn)定。采樣/保持控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析是建立在Z變換的基礎(chǔ)之上，因此必須在Z平面上分析。S平面和Z平面之間的關(guān)系是：S平面左半平面將映射到Z平面上以原點(diǎn)為圓心的單位圓內(nèi)，S平面的右半平面將映射到Z平面上以原點(diǎn)為圓心的單位圓外。所以采樣/保持控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是：系統(tǒng)特征方程的根必須在Z平面的單位圓內(nèi)。只要其中有一個(gè)特征根在單位圓外，系統(tǒng)就不穩(wěn)定；當(dāng)有一個(gè)根在Z平面的單位圓上而其他根在單位圓內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)就處于臨界穩(wěn)定。也就是說(shuō)，只要特征根的模均小于1，則系統(tǒng)穩(wěn)定；若有一個(gè)特征根的模大于1，則系統(tǒng)不穩(wěn)定。2 采樣周期T對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響閉環(huán)采樣/保持控制系統(tǒng)原理方塊圖如圖4-3-3所示：圖4-3-3 閉環(huán)采樣/保持控制系統(tǒng)原理方塊圖從采樣實(shí)驗(yàn)中知道采樣輸出僅在采樣點(diǎn)上有值，而在采樣點(diǎn)之間無(wú)值。如其輸出以前一時(shí)刻的采樣值為參考基值進(jìn)行外推，即可使兩個(gè)采樣點(diǎn)之間為連續(xù)信號(hào)過(guò)度?？梢酝瓿缮鲜龉δ艿难b置或者器件就稱為保持器。因?yàn)閿?shù)/模轉(zhuǎn)換器（D/A）具有兩極輸出鎖存能力，所以具有零階保持器的作用。使用了采樣保持器后，采樣點(diǎn)間的信號(hào)是外推而得的，實(shí)際上已含有失真的成份，因此，采樣周期信號(hào)頻率過(guò)低將會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采樣周期T可由用戶在界面上直接修改，在不同采樣周期下，觀察、比較輸出的波形。三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟閉環(huán)采樣/保持控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成電路如圖4-3-4所示，積分環(huán)節(jié)（A3單元）的積分時(shí)間常數(shù)Ti=R1*C1=0.1S，慣性環(huán)節(jié)（A5單元）的慣性時(shí)間常數(shù) T=R2*C2=0.5S，增益K=R2/R3=5。圖4-3-4 閉環(huán)采樣/保持控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成電路實(shí)驗(yàn)步驟：注：S ST用短路套短接!（1）將函數(shù)發(fā)生器（B5）單元的矩形波輸出作為系統(tǒng)輸入R。(連續(xù)的正輸出寬度足夠大的階躍信號(hào)) 在顯示與功能選擇（D1）單元中，通過(guò)波形選擇按鍵選中矩形波（矩形波指示燈亮）。 B5的量程選擇開關(guān)S2置下檔，調(diào)節(jié)“設(shè)定電位器1”，OUT正輸出寬度 6秒。（D1單元左顯示）。 調(diào)節(jié)B5單元的“矩形波調(diào)幅”電位器使矩形波輸出電壓= 2.5V左右（D1單元右顯示）。（2）構(gòu)造模擬電路：按圖4-3-4安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線，表如下。（a）安置短路套 （b）測(cè)孔聯(lián)線1輸入信號(hào)RB5（OUT）A1（H1）2運(yùn)放級(jí)聯(lián)A1（OUT） A2（H1）3送調(diào)節(jié)器輸入A2A（OUTA） B7（IN7）4調(diào)節(jié)器輸出B2（OUT2） A3（H1）5運(yùn)放級(jí)聯(lián)A3（OUT） A5（H1）6負(fù)反饋A5A（OUTA）A2（H2）7中斷請(qǐng)求線B5 （S）B8（IRQ6）8示波器聯(lián)接1檔A5A（OUTA）B3（CH1）9B5（OUT）B3（CH2）模塊號(hào)跨接座號(hào)1A1S4，S82A2S1，S63A3S3，S10，S114A5S3，S7，S105B5S-ST（3）運(yùn)行、觀察、記錄： 運(yùn)行LABACT程序，選擇微機(jī)控制菜單下的采樣和保持菜單下選擇采樣/保持實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，就會(huì)彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開始后將自動(dòng)加載相應(yīng)源文件，運(yùn)行實(shí)驗(yàn)程序，使用虛擬示波器CH1通道觀察A5A單元輸出OUTA（C）的波形。該實(shí)驗(yàn)的顯示界面的采樣周期T（界面右上角）可由用戶點(diǎn)擊“停止”鍵后，在界面上直接修改，以期獲得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，改變這些參數(shù)后，只要再次點(diǎn)擊“開始”鍵，即可使實(shí)驗(yàn)機(jī)按照新的控制參數(shù)運(yùn)行。采樣周期T設(shè)定為10ms 、30ms和 50ms ，使用虛擬示波器CH1通道觀察A5A單元輸出OUTA（C）的波形，見(jiàn)圖4-3-8。觀察相應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。記錄波形，并判斷其穩(wěn)定性。10ms30ms50ms圖4-3-8 采樣周期為10ms 、30ms 、50ms時(shí)的輸出端（C）波形注：由于元器件的誤差，把采樣周期設(shè)定為臨界穩(wěn)定狀態(tài)（T=0.04秒）時(shí)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不一定是等幅振蕩。四實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：按下表改變圖4-3-4所示的實(shí)驗(yàn)被控系統(tǒng)，畫出系統(tǒng)模擬電路圖。調(diào)整輸入矩形波寬度6秒，電壓幅度 = 2.5V。計(jì)算和觀察被測(cè)對(duì)象的臨界穩(wěn)定采樣周期T，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。積分常數(shù)Ti慣性常數(shù)T增益K 臨界穩(wěn)定的采樣周期T計(jì)算值測(cè)量值0.10.120.220.550.20.120.220.55實(shí)驗(yàn)三 微分與微分平滑一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解微分反饋的原理及對(duì)被控對(duì)象的影響。2掌握微機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)微分反饋的方法。3觀察和分析微分運(yùn)算中的采樣周期T與微分系數(shù)Td對(duì)系統(tǒng)階躍響應(yīng)性能的影響。4觀察和分析微分平滑運(yùn)算中的采樣周期T與微分系數(shù)Td對(duì)系統(tǒng)階躍響應(yīng)性能的影響。二實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明微分與平滑原理方塊圖如圖4-4-1所示。其中環(huán)節(jié)D(Z)即為利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的微分運(yùn)算環(huán)節(jié)。R為階躍輸入信號(hào)，C為系統(tǒng)輸出。圖4-4-1 微分與平滑原理方塊圖微分是正反饋，當(dāng)取合適的微分系數(shù)時(shí)，會(huì)使系統(tǒng)響應(yīng)加快，用于被控對(duì)象為慣性環(huán)節(jié)的系統(tǒng)，特別是慣性時(shí)間常數(shù)較大的系統(tǒng)，有明顯的校正作用。三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟微分與微分平滑系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成如圖4-4-2所示，1分別選擇微分算法和微分平滑算法，設(shè)置微分系數(shù)Td和反饋系數(shù)KD和采樣周期T，觀察輸出端（C）波形。2改變圖4-4-2中被控對(duì)象的慣性時(shí)間常數(shù)，設(shè)置微分系數(shù)Td和反饋系數(shù)KD和采樣周期T，觀察輸出端（C）波形，測(cè)量時(shí)域特性，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。圖4-4-2 微分與平滑實(shí)驗(yàn)構(gòu)成實(shí)驗(yàn)步驟：注：S ST用短路套短接!（1）將函數(shù)發(fā)生器（B5）單元的矩形波輸出作為系統(tǒng)輸入R。(連續(xù)的正輸出寬度足夠大的階躍信號(hào)) 在顯示與功能選擇（D1）單元中，通過(guò)波形選擇按鍵選中矩形波（矩形波指示燈亮）。 B5的量程選擇開關(guān)S2置下檔，調(diào)節(jié)設(shè)“定電位器1”，OUT正輸出寬度 3秒。（D1單元左顯示）。 調(diào)節(jié)B5單元的“矩形波調(diào)幅”電位器使矩形波輸出電壓= 2.5V左右（D1單元右顯示）。（2）構(gòu)造模擬電路：按圖4-4-2安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線，表如下。 （a）安置短路套 （b）測(cè)孔聯(lián)線 模塊號(hào)跨接座號(hào)1A2S1，S62A5S5，S7，S10，S113B5S-ST1輸入信號(hào)RB5（OUT） A2（H1）2運(yùn)放級(jí)聯(lián)A2A（OUTA）A5（H1）3信號(hào)輸出A5A（OUTA）B7（IN4）4微分反饋B2（OUT2）A2（H2）5中斷請(qǐng)求線B5右側(cè)輸出(S)B8（IRQ6）6示波器聯(lián)接1檔A5A（OUTA）B3（CH1）7B2（OUT2）B3（CH2）（3）運(yùn)行、觀察、記錄：運(yùn)行LABACT程序，在微機(jī)控制-平滑與數(shù)字濾波菜單下分別選擇微分 或 微分平滑實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，就會(huì)彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開始后將自動(dòng)加載相應(yīng)源文件。該實(shí)驗(yàn)的顯示界面下方“計(jì)算公式”欄的微分系數(shù)Td 和顯示界面右上方“采樣周期”欄的T均可由用戶點(diǎn)擊“開始”前，或在點(diǎn)擊“停止”鍵后，在界面上直接修改，以期獲得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，改變這些控制系數(shù)后，只要再次點(diǎn)擊“開始”鍵，即可使實(shí)驗(yàn)機(jī)按照新的控制系數(shù)運(yùn)行。1)微分算法實(shí)驗(yàn)運(yùn)行微分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，就會(huì)彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開始后將自動(dòng)加載相應(yīng)源文件。運(yùn)行后，用虛擬示波器CH1觀察系統(tǒng)輸出，用CH2觀察數(shù)字調(diào)節(jié)器D(Z)輸出及微分噪音幅度。用CH1觀察系統(tǒng)階躍響應(yīng)輸出點(diǎn)C(k)（A5單元輸出端OUT）的波形。與不加微分反饋環(huán)節(jié)情況下（即需將微分反饋線斷開，即B2的OUT2到A2的H2聯(lián)線斷開），輸出點(diǎn)C(k)的波形相比較，系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程時(shí)間將明顯縮短，可繪制出兩者的輸出曲線。由于受微分正反饋的影響，其響應(yīng)速度將加快，可適當(dāng)調(diào)整Td為微分系數(shù)，T為采樣周期，使系統(tǒng)輸出達(dá)到要求，繪制出輸出曲線。該實(shí)驗(yàn)的顯示界面中已設(shè)定采樣周期T=80mS，“計(jì)算公式”欄：微分系數(shù)Td=0.75S微分算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4-4-3，其中：圖4-4-3a 不加微分反饋輸出曲線（只需把測(cè)孔聯(lián)線表中的微分反饋線斷開即可）圖4-4-3 b 加微分反饋輸出曲線圖4-4-3a 不加微分反饋輸出曲線圖4-4-3 b 加微分反饋輸出曲線實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：1圖4-4-2中被控對(duì)象的慣性時(shí)間常數(shù)為To=1S，采樣周期T=80ms，按下表改變微分系數(shù)Td和反饋系數(shù)KD，觀察輸出端（C）波形，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。微分系數(shù)Td峰值時(shí)間tp調(diào)節(jié)時(shí)間ts超調(diào)量Mp0.6S1.491.251.470.7S1.0450.8854.410.75S1.051.4557.380.96S0.962.68032.882圖4-4-2中被控對(duì)象的慣性時(shí)間常數(shù)改為To=0.2S，采樣周期T=15ms，按下表改變微分系數(shù)Td和反饋系數(shù)KD，觀察輸出端（C）波形，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。微分系數(shù)Td峰值時(shí)間tp調(diào)節(jié)時(shí)間ts超調(diào)量Mp0.11S0.40.64010.310.13S0.4150.7117.660.15S0.390.9426.470.19S0.3951.4645.59注：反饋系數(shù)大，每個(gè)采樣周期中數(shù)字調(diào)節(jié)器D(Z)輸出的變化值（微分噪音幅度）也會(huì)大。2)微分平滑算法實(shí)驗(yàn)運(yùn)行微分平滑實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，就會(huì)彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開始后將自動(dòng)加載相應(yīng)源文件。運(yùn)行后，用虛擬示波器CH1觀察系統(tǒng)輸出，用CH2觀察數(shù)字調(diào)節(jié)器D(Z)輸出（微分噪音幅度）。與微分實(shí)驗(yàn)輸出曲線相比較，數(shù)字調(diào)節(jié)器D(Z)的輸出變化相對(duì)要小些。該實(shí)驗(yàn)的顯示界面中已設(shè)定采樣周期T=80mS，“計(jì)算公式”欄：微分系數(shù)Td=0.75S微分平滑算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4-4-4。圖4-4-4 微分平滑實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：1圖4-4-2中被控對(duì)象的慣性時(shí)間常數(shù)為To=1S，采樣周期T=80ms，按下表改變微分系數(shù)Td和反饋系數(shù)KD，觀察輸出端（C）波形，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告微分系數(shù)Td峰值時(shí)間tp調(diào)節(jié)時(shí)間ts超調(diào)量Mp0.6S1.3951.1404.400.7S1.302.14011.780.75S1.232.0716.190.96S1.223.72058.42圖4-4-2中被控對(duì)象的慣性時(shí)間常數(shù)改為To=0.2S，采樣周期T=15ms，按下表改變微分系數(shù)Td和反饋系數(shù)KD，觀察輸出端（C）波形，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告微分系數(shù)Td峰值時(shí)間tp調(diào)節(jié)時(shí)間ts超調(diào)量Mp0.11S0.510.9314.720.13S0.520.919.130.15S0.520.14124.470.21S0.532.03039.72注：反饋系數(shù)大，每個(gè)采樣周期中數(shù)字調(diào)節(jié)器D(Z)輸出的變化值（微分噪音幅度）也會(huì)大。實(shí)驗(yàn)四 數(shù)字濾波一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解和掌握數(shù)字濾波原理及方法。2觀察和分析各種數(shù)字濾波的濾波效果。二實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明關(guān)于數(shù)字濾波：一個(gè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)受到各種干擾，從而降低了有用信號(hào)的真實(shí)性。雖然在輸入通道上接入一個(gè)RC低通濾波器來(lái)抑制工頻及其以上頻率的干擾，但對(duì)頻率很低的干擾卻由于制作上的難度而難以實(shí)現(xiàn)。采用數(shù)字形式來(lái)模擬RC低通濾波器的輸入輸出數(shù)學(xué)關(guān)系，可以得到較好的效果。常用數(shù)字濾波的方法有多種，如限幅濾波、限速濾波、算術(shù)平均濾波、中值濾波及本實(shí)驗(yàn)使用的慣性濾波、四點(diǎn)加權(quán)平均濾波等。應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇合適的濾波方法。本實(shí)驗(yàn)用于觀察和分析在離散系統(tǒng)中數(shù)字濾波對(duì)系統(tǒng)性能的影響。數(shù)字濾波實(shí)驗(yàn)構(gòu)成如圖4-4-5所示。干擾源采用RC電路將B5單元的輸出尖脈沖，如圖4-4-6所示，將此尖脈沖信號(hào)視作干擾。再用B5 單元產(chǎn)生的正弦波，兩信號(hào)迭加，即產(chǎn)生含有干擾信號(hào)的正弦波。圖4-4-5 數(shù)字濾波構(gòu)成 圖4-4-6 干擾信號(hào)構(gòu)成實(shí)驗(yàn)步驟： （1）將函數(shù)發(fā)生器（B5）單元的正弦波輸出作為系統(tǒng)輸入，尖脈沖輸出作為系統(tǒng)干擾輸入。 在顯示與功能選擇（D1）單元中，通過(guò)上排右按鍵選擇“方波/正弦波”，指示燈亮，（B5）模塊“方波輸出”測(cè)孔和“正弦波輸出”測(cè)孔同時(shí)有輸出。方波的指示燈也亮，調(diào)節(jié)B5單元的“設(shè)定電位器1”，使之方波（即尖脈沖）頻率約為10Hz（D1單元右顯示），波形見(jiàn)圖4-4-7-a。再按一次上排右按鍵，“正弦波”的指示燈亮（方波的指示燈滅），B5的量程選擇開關(guān)S2置上檔，調(diào)節(jié)“設(shè)定電位器2”，使之正弦波頻率為2.5Hz（D1單元右顯示）。 調(diào)節(jié)B5單元的“正弦波調(diào)幅”電位器，使之正弦波振幅為3.5V左右（D1單元左顯示）。波形見(jiàn)圖4-4-7-b。（2）構(gòu)造模擬電路：按圖4-4-5及圖4-4-6安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線，表如下。（a）安置短路套 （b）測(cè)孔聯(lián)線1信號(hào)輸入B5（SIN）A2（H1）2信號(hào)連接A2A（OUTA）B7（IN6）34跨接元件(30K)元件庫(kù)A11中直讀式可變電阻跨接到B5（尖脈沖）和 A2（H2）之間模塊號(hào)跨接座號(hào)A2S1 ，S6B5尖脈沖（3）運(yùn)行、觀察、記錄 復(fù)核輸入信號(hào)：運(yùn)行LABACT程序，在微機(jī)控制-平滑與數(shù)字濾波菜單下分別選擇數(shù)字濾波中的一階慣性環(huán)節(jié)或四點(diǎn)加權(quán)平均實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，就會(huì)彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開始后將自動(dòng)加載相應(yīng)源文件。運(yùn)行后，用虛擬示波器和調(diào)整系統(tǒng)輸入信號(hào)。調(diào)整A11單元的可變電阻使疊加的波形符合要求。尖脈沖波形見(jiàn)圖4-4-7-a，正弦波波形見(jiàn)4-4-7-b。用示波器分別觀察濾波前A2A（OUT）輸出（見(jiàn)圖4-4-7-c）和濾波后B2（OUT2）的輸出（見(jiàn)圖4-4-7-d）的波形進(jìn)行比較。該實(shí)驗(yàn)的顯示界面“計(jì)算公式”欄的Ki與采樣周期T均可由用戶點(diǎn)擊“停止”鍵后，在界面上直接修改，以期獲得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，改變這些參數(shù)后，只要再次點(diǎn)擊“開始”鍵，即可使實(shí)驗(yàn)機(jī)按照新的控制參數(shù)運(yùn)行。1). 模擬一階慣性環(huán)節(jié)的數(shù)字濾波用示波器觀察輸入端、輸出C波形，分析濾波效果，并應(yīng)記下干擾衰減比、正弦衰減比(采用峰峰值)。改變Ko、T，重復(fù)以上各步，直至得到滿意結(jié)果。如果現(xiàn)象不明顯，可減小A11單元可變電阻的阻值。實(shí)驗(yàn)的控制系數(shù)已設(shè)定K0 = 0.5 采樣周期設(shè)定 T=2x1=2ms。2). 四點(diǎn)加權(quán)平均數(shù)字濾波對(duì)照觀察輸入輸出并記錄干擾衰減比、正弦衰減比(采用峰峰值)?？梢愿淖兏黜?xiàng)參數(shù)，直至得到滿意結(jié)果。如果現(xiàn)象不明顯，可減小A11單元可變電阻的阻值。該實(shí)驗(yàn)的顯示界面中已設(shè)定采樣周期T=1x2=2ms ，“計(jì)算公式”欄的Ki已設(shè)定 K0=0.1，K1=0.2， K2=0.2， K3=0.5 K0+K1+K2+K3=1 圖4-4-7 -a 圖4-4-7-b 圖4-4-7-c 圖4-4-7-d圖4-4-7 數(shù)字濾波實(shí)驗(yàn)各點(diǎn)的波形 （用TEKTRONX示波器觀察的結(jié)果）實(shí)驗(yàn)五 PID實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解和掌握連續(xù)控制系統(tǒng)的PID控制算法的模擬表達(dá)式（微分方程）。2. 了解和掌握被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立。3. 了解和掌握求取廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)。4. 了解和掌握數(shù)字PID調(diào)節(jié)器控制參數(shù)的工程整定方法。5. 了解和掌握采用微分方程直接建立后向差分方程的方法。6. 了解和掌握用MATLAB數(shù)字PID仿真被控過(guò)程。7. 了解和掌握用LabACT實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)數(shù)字PID被控過(guò)程。8. 觀察和分析在標(biāo)準(zhǔn)PID控制系統(tǒng)中，P.I.D參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。9. 掌握本實(shí)驗(yàn)機(jī)的PID控制算法中的特殊使用二實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明在一個(gè)控制系統(tǒng)中，采用比例、積分和微分控制方式控制，稱之謂PID控制。它對(duì)于被控對(duì)象的傳遞函數(shù)G(S) 難以描述的情況，是一種.應(yīng)用廣泛，行之有效的控制方式。數(shù)字PID控制器是基于連續(xù)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)字模擬設(shè)計(jì)技術(shù)，它把輸入信號(hào)離散化，用數(shù)字形式的差分方程代替連續(xù)系統(tǒng)的微分方程，對(duì)它進(jìn)行處理和控制。差分方程是一種描述離散系統(tǒng)各變量之間動(dòng)態(tài)關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，它只能表示連續(xù)時(shí)間函數(shù)在采樣時(shí)刻的值。通常，都是用后向差分方程進(jìn)行描述的。此時(shí)，該離散系統(tǒng)在k刻的輸出信號(hào)P(k)，不但與k時(shí)刻的輸入r(k)有關(guān)，而且與k時(shí)刻以前輸入r(k-1)，r(k-2)，有關(guān)，同時(shí)還與k時(shí)刻以前的輸出c(k-1)，c(k-2)，有關(guān)。三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟用LabACT實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)被控過(guò)程被控對(duì)象參數(shù)的確認(rèn)構(gòu)成如圖4-5-12所示。本實(shí)驗(yàn)將函數(shù)發(fā)生器（B5）單元作為信號(hào)發(fā)生器，矩形波輸出（OUT）施加于被測(cè)系統(tǒng)的輸入端R，觀察矩形波從0V階躍到+2.5V時(shí)被控對(duì)象的響應(yīng)曲線。圖4-5-12 被控對(duì)象參數(shù)的確認(rèn)構(gòu)成實(shí)驗(yàn)步驟：注：將S ST用短路套短接! 在顯示與功能選擇（D1）單元中，通過(guò)波形選擇按鍵選中矩形波（矩形波指示燈亮）。 B5的量程選擇開關(guān)S2置下檔，調(diào)節(jié)“設(shè)定電位器1”，使之矩形波寬度3秒（D1單元左顯示）。 調(diào)節(jié)B5單元的“矩形波調(diào)幅”電位器使矩形波輸出電壓= 2.5V左右（D1單元右顯示）。 構(gòu)造模擬電路：按圖4-5-12安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線，表如下。（a）安置短路套 （b）測(cè)孔聯(lián)線1輸入信號(hào)RB5（OUT）A5（H1）2運(yùn)放級(jí)聯(lián)A5A（OUTA）A7（H1）3示波器聯(lián)接1檔B5（OUT）B3（CH1）4A7A（OUTA）B3（CH2）模塊號(hào)跨接座號(hào)1A5S5，S7，S102A7S2，S7，S9，P3B5S-ST 運(yùn)行、觀察、記錄： A)先運(yùn)行LABACT程序，選擇界面的“工具”菜單選中“雙跡示波器”（Alt+W）項(xiàng)，彈出雙跡示波器的界面，點(diǎn)擊開始，用虛擬示波器觀察系統(tǒng)輸入、輸出信號(hào)，被控對(duì)象響應(yīng)曲線見(jiàn)圖4-5-13所示。圖4-5-13 被控對(duì)象響應(yīng)曲線數(shù)字PID閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)數(shù)字PID閉環(huán)控制系統(tǒng)構(gòu)成如圖4-5-14所示。本實(shí)驗(yàn)將函數(shù)發(fā)生器（B5）作為信號(hào)發(fā)生器，矩形波輸出(OUT）施加于被測(cè)系統(tǒng)的輸入端Ui，觀察矩形波從0V階躍到+2.5V時(shí)被測(cè)系統(tǒng)的的PID控制特性。圖4-5-14 數(shù)字PID閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成實(shí)驗(yàn)步驟：注：將S ST用短路套短接！ 在顯示與功能選擇（D1）單元中，通過(guò)波形選擇按鍵選中矩形波（矩形波指示燈亮）。 B5的量程選擇開關(guān)S2置下檔，調(diào)節(jié)“設(shè)定電位器1”，使之矩形波寬度5秒（D1單元左顯示）。 調(diào)節(jié)B5單元的“矩形波調(diào)幅”電位器使矩形波輸出電壓= 2.5V左右（D1單元右顯示）。 構(gòu)造模擬電路：按圖4-5-14安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線，表如下。（a）安置短路套 （b）測(cè)孔聯(lián)線模塊號(hào)跨接座號(hào)1A1S4，S82A2S1，S63A5S5，S7，S104A7S4，S7，S9，P5B5S-ST1輸入信號(hào)RB5（OUT）A1（H1）2運(yùn)放級(jí)聯(lián)A1（OUT）A2（H1）3送調(diào)節(jié)器輸入A2A（OUTA）B7（IN7）4調(diào)節(jié)器輸出B2（OUT2）A5（H1）5運(yùn)放級(jí)聯(lián)A5A（OUTA）A7（H1）6負(fù)反饋A7A（OUTA）A2（H2）7中斷B5（S）B8（IRQ6）8鎖零B5（S） B8（A）9B8（A ） B8（IRQ5）10示波器聯(lián)接1檔B5（OUT）B3（CH1）11A7A（OUTA）B3（CH2） 運(yùn)行、觀察、記錄：A) 運(yùn)行LABACT程序，選擇微機(jī)控制菜單下的數(shù)字PID控制實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)PID控制選項(xiàng)，會(huì)彈出虛擬示波器的界面，設(shè)置采樣周期T=0.015秒,然后點(diǎn)擊開始后將自動(dòng)加載相應(yīng)源文件，運(yùn)行實(shí)驗(yàn)程序。B) 在程序運(yùn)行中，需在界面上設(shè)置Kp=1.28，Ti=0.36，Td=0.055，然后再點(diǎn)擊發(fā)送。C) 點(diǎn)擊停止，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，數(shù)字PID閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)響應(yīng)曲線1，見(jiàn)圖4-5-15所示。.圖4-5-15 數(shù)字PID閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)響應(yīng)曲線1數(shù)字PID調(diào)節(jié)器控制參數(shù)的修正采樣周期保持T=0.015秒，為了使系統(tǒng)的響應(yīng)速度加快，可增大比例調(diào)節(jié)的增益Kp（設(shè)Kp=2.4）；又為了使系統(tǒng)的超調(diào)不致于過(guò)大，犧牲一點(diǎn)穩(wěn)態(tài)控制精度，增加點(diǎn)積分時(shí)間常數(shù)Ti=0.5，微分時(shí)間常數(shù)Td不變，獲得數(shù)字PID閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)響應(yīng)曲線2，見(jiàn)圖4-5-16所示。圖4-5-16 數(shù)字PID閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)響應(yīng)曲線2把圖4-2-16的數(shù)字PID閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)響應(yīng)曲線2與圖4-2-11數(shù)字PID的MATLAB仿真被控過(guò)程的響應(yīng)曲線4相比較，可看到圖4-2-16中的調(diào)節(jié)時(shí)間ts比圖4-2-11的調(diào)節(jié)時(shí)間ts略大。這是因?yàn)檎{(diào)節(jié)器的第一拍輸出受LabACT實(shí)驗(yàn)箱結(jié)構(gòu)，即零階保持器輸出范圍（-5V+5V）的限制，相當(dāng)于一個(gè)帶飽和特性的非線性環(huán)節(jié)造成的。從圖4-2-11的數(shù)字PID的MATLAB仿真被控過(guò)程的響應(yīng)曲線2中可看出如果輸入電壓為2.5V時(shí)，則輸出將達(dá)到10.8V。實(shí)驗(yàn)六 最少拍控制系統(tǒng)1、最少拍有紋波系統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解和掌握數(shù)字控制器的原理和直接設(shè)計(jì)方法。2了解和掌握被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立，並求取廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)3了解和掌握求取數(shù)字調(diào)節(jié)器D(Z)的脈沖傳遞函數(shù)。4 了解和掌握用MATLAB最少拍控制仿真被控過(guò)程。5了解和掌握用Z傳遞函數(shù)建立后向差分方程的方法。6了解和掌握用LabACT實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)最少拍控制被控過(guò)程7觀察和分析最少拍控制系統(tǒng)的輸出波形是否符合設(shè)計(jì)要求。 二實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明1 數(shù)字控制器數(shù)字PID控制器是基于連續(xù)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)字模擬設(shè)計(jì)技術(shù)，這種連續(xù)化設(shè)計(jì)技術(shù)適用于被控對(duì)象難以表達(dá)的情況，其質(zhì)量難以保證。如果能知道系統(tǒng)確切的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)、廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)，根據(jù)采樣定理，在線性系統(tǒng)離散化理論的基礎(chǔ)上，應(yīng)用Z變換求得數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)，就能設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的數(shù)字控制器。這類方法稱為數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)方法。脈沖傳遞函數(shù)又稱Z傳遞函數(shù)，在線性定常離散系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時(shí)，系統(tǒng)離散輸出信號(hào)的Z變換與離散輸入信號(hào)的Z變換之比。數(shù)字控制器的原理方框圖見(jiàn)圖4-6-1所示：圖4-6-1 數(shù)字控制器的原理方框圖2最少拍控制系統(tǒng)最少拍隨動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)就是設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字調(diào)節(jié)器，使系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定所需要的采樣周期最少，而且在采樣點(diǎn)的輸出值能準(zhǔn)確地跟蹤輸入信號(hào)，不存在靜差。對(duì)任何兩個(gè)采樣周期中間的過(guò)程則不作要求，習(xí)慣上把一個(gè)采樣周期稱為一拍。最少拍隨動(dòng)系統(tǒng)，也稱為最少調(diào)整時(shí)間系統(tǒng)或最快響應(yīng)系統(tǒng)。 據(jù)上所述，欲設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的數(shù)字控制器，必須先規(guī)定系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)，而對(duì)于不同性質(zhì)的輸入信號(hào)，最少拍隨動(dòng)系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)應(yīng)符合下列各式：當(dāng)系統(tǒng)為單位階躍輸入時(shí)： （4-6-4）當(dāng)系統(tǒng)為單位速度輸入時(shí)： （4-6-5）當(dāng)系統(tǒng)為單位加速度輸入時(shí)： （4-6-6）三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟用LabACT實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)被控過(guò)程最少拍有紋波系統(tǒng)構(gòu)成如圖4-6-7所示。 本實(shí)驗(yàn)將函數(shù)發(fā)生器（B5）單元作為信號(hào)發(fā)生器， OUT輸出施加于被測(cè)系統(tǒng)的輸入端Ui，觀察OUT從0V階躍+2.5V時(shí)被測(cè)系統(tǒng)的最少拍控制特性。圖4-6-7 最少拍有紋波系統(tǒng)構(gòu)成 實(shí)驗(yàn)步驟：注：將S ST用短路套短接！ 在顯示與功能選擇（D1）單元中，通過(guò)波形選擇按鍵選中矩形波（矩形波指示燈亮）。 B5的量程選擇開關(guān)S2置下檔，調(diào)節(jié)“設(shè)定電位器1”，使之矩形波寬度=10秒（D1單元左顯示）。 調(diào)節(jié)B5單元的“矩形波調(diào)幅”電位器使矩形波輸出電壓= 2.5V（D1單元右顯示）。 構(gòu)造模擬電路：按圖4-6-7安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線，表如下。（a）安置短路套 （b）測(cè)孔聯(lián)線模塊號(hào)跨接座號(hào)1A1S2，S62A2S1，S63A5S3，S7，S10，S114A6S9，S10，S11，S125B5S-ST1輸入信號(hào)RB5（OUT）A1（H1）2運(yùn)放級(jí)聯(lián)A1（OUT）A2（H1）3送調(diào)節(jié)器輸入A2A（OUTA）B7（IN6）4調(diào)節(jié)器輸出B2（OUT2）A5（H1）5負(fù)反饋A6（OUT）A2（H2）6跨接元件(250K)元件庫(kù)A11中可變電阻跨接到A5A(OUTA)和 A6 (IN)之間7示波器聯(lián)接1檔A6（OUT）B3（CH1）8B2（OUT2）B3（CH2） 運(yùn)行、觀察、記錄A）運(yùn)行LABACT程序，選擇微機(jī)控制菜單下的最少拍控制系統(tǒng)-有紋波實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，會(huì)彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開始后將自動(dòng)加載相應(yīng)源文件，運(yùn)行實(shí)驗(yàn)程序。B）該實(shí)驗(yàn)的顯示界面“計(jì)算公式”欄的Ki、Pi與采樣周期T（界面右上角）均可由用戶點(diǎn)擊“停止”鍵后，在界面上直接修改，以期獲得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，改變這些參數(shù)后，只要再次點(diǎn)擊“開始”鍵，即可使實(shí)驗(yàn)機(jī)按照新的控制參數(shù)運(yùn)行。C） 該實(shí)驗(yàn)的顯示界面中已設(shè)定采樣周期T=1S ，“計(jì)算公式”欄的Ki與Pi已設(shè)定：=0.54 =0.2 =0 =0.72 =0D） 用虛擬示波器CH1、CH2分別觀察A6單元輸出OUT（C）和B2單元的OUT2端，探討紋波產(chǎn)生的原因和計(jì)算，及最少拍控制的性能特點(diǎn)、優(yōu)劣。 最少拍有紋波控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4-6-8。注：由于實(shí)驗(yàn)機(jī)中的元器件值有離散性，為此，在實(shí)驗(yàn)中可調(diào)節(jié)A11單元的可變電阻的值。 圖4-6-8 運(yùn)行最少拍有紋波控制系統(tǒng)的輸出波形四. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求改變：積分環(huán)節(jié)（A6單元）的時(shí)間常數(shù)Ti=R2*C2=0.5秒，慣性環(huán)節(jié)（A5單元）的時(shí)間常數(shù) T1=R1*C1=0.5秒，增益K=R1/R3=5。采樣周期T=0.4秒。觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2、最少拍無(wú)紋波設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模骸?了解和掌握最少拍控制系統(tǒng)紋波消除的方法。2了解和掌握用MATLAB無(wú)紋波最少拍控制仿真被控過(guò)程。3了解和掌握用LabACT實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)無(wú)紋波最少拍控制被控過(guò)程4觀察和分析無(wú)紋波最少拍控制系統(tǒng)的輸出波形是否符合設(shè)計(jì)要求。二實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明最少拍隨動(dòng)系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)的適應(yīng)能力較差，輸出響應(yīng)只保證采樣點(diǎn)上的誤差為0，不能確保采樣點(diǎn)之間的誤差也為0。也就是說(shuō)，在采樣點(diǎn)之間有紋波存在。輸出紋波不僅造成誤差，而且還消耗執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)功率，增加機(jī)械磨損。最少拍無(wú)波紋設(shè)計(jì)，除了消除采樣點(diǎn)之間的波紋外，還在一定程度上減小了控制能量，降低了對(duì)參數(shù)的敏感度。三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟用LabACT實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)被控過(guò)程如果在實(shí)驗(yàn)中選用虛擬示波器觀測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，只要運(yùn)行LABACT程序，選擇微機(jī)控制菜單下的最少拍控制系統(tǒng)-無(wú)紋波實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，就會(huì)彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開始后將自動(dòng)加載相應(yīng)源文件，運(yùn)行實(shí)驗(yàn)程序。即可使用本實(shí)驗(yàn)機(jī)配套的虛擬示波器（B3）單元的CH1、CH2測(cè)孔測(cè)量波形。具體用法參見(jiàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第二章虛擬示波器部分?；蛘咴谖C(jī)控制菜單下的最少拍控制系統(tǒng)-有紋波實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的界面上，直接把按無(wú)紋波設(shè)計(jì)的Ki與Pi控制參數(shù)填入界面的“計(jì)算公式”欄中，將獲得相同的效果。圖4-6-4 運(yùn)行最少拍無(wú)紋波算法的輸出波形四. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求改變：積分環(huán)節(jié)（A6單元）的積分時(shí)間常數(shù)Ti=R2*C2=0.5秒，慣性環(huán)節(jié)（A5單元）的慣性時(shí)間常數(shù) T1=R1*C1=0.5秒，增益K=R1/R3=5。采樣周期T=0.4秒觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)七 大林算法（L=2）一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解和掌握數(shù)字控制器的原理和直接設(shè)計(jì)方法。2了解和掌握被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立，並求取廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)3了解和掌握求取數(shù)字調(diào)節(jié)器D(Z)的脈沖傳遞函數(shù)。4 了解和掌握用MATLAB大林算法仿真被控過(guò)程。5了解和掌握用Z傳遞函數(shù)建立后向差分方程的方法。6了解和掌握用LabACT實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)大林算法被控過(guò)程7理解和掌握大林算法中有關(guān)振鈴產(chǎn)生的原因及消除的方法。 8觀察和分析大林算法控制系統(tǒng)的輸出波形是否符合設(shè)計(jì)要求。 二實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明1大林算法控制數(shù)字PID控制器是基于連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字模擬設(shè)計(jì)技術(shù)，這種連續(xù)化設(shè)計(jì)技術(shù)適用于被控對(duì)象難以表達(dá)的情況，其質(zhì)量難以保證。如果能知道系統(tǒng)確切的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)、廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)，根據(jù)采樣定理，在線性系統(tǒng)離散化理論的基礎(chǔ)上，應(yīng)用Z變換求得數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)，就能設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的數(shù)字控制器。這類方法稱為數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)方法。 2用LabACT實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)被控過(guò)程實(shí)驗(yàn)步驟：注：將S ST用短路套短接! 在顯示與功能選擇（D1）單元中，通過(guò)波形選擇按鍵選中矩形波（矩形波指示燈亮）。 B5的量程選擇開關(guān)S2置下檔，調(diào)節(jié)“設(shè)定電位器1”，使之矩形波寬度2秒（D1單元左顯示）。 調(diào)節(jié)B5單元的“矩形波調(diào)幅”電位器使矩形波輸出電壓= 2.5V左右（D1單元右顯示）。 構(gòu)造模擬電路：按圖4-7-12安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線，表如下。（a）安置短路套 （b）