實(shí)驗(yàn)離散控制系統(tǒng)分析

實(shí)驗(yàn)八

離散控制系分析理解采樣定理，并熟悉離散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)；掌握離散系統(tǒng)的模擬方法。一、實(shí)目的（1）掌握電信號(hào)的采樣與恢復(fù)電路。（2）通過本實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)采樣定理的理解。二、實(shí)儀器（1）TKKL-2型控制理論電子模擬實(shí)驗(yàn)箱（2）雙蹤超低頻慢掃描示波器（3）萬(wàn)用表三、實(shí)原理（1）信號(hào)的采樣采樣器的作用是把連續(xù)信號(hào)變?yōu)槊}沖或數(shù)字序列如圖示出了一個(gè)連續(xù)信號(hào)f（t）經(jīng)采樣器后變?yōu)殡x散信號(hào)的過程。圖8-1信的采樣過程圖中f(t)為被采樣的連續(xù)信號(hào)，周期性窄脈沖信號(hào)，采樣后的離散信號(hào)，它用下式來表征：f()(tst)

（1）上式經(jīng)富氏變換后得F(jakFz

z

(2)(

圖8-2頻示意圖/

式中為富氏系數(shù)k=0,1,2…，為采樣頻率式(2)畫出f(和f(t)頻譜示意圖，如圖8-2所示。由該圖可知，相鄰兩頻譜不相重疊交叉的條件是

，或(t

t)

(3)這就是香農(nóng)采樣定理表示采樣角頻率或采樣頻率f能滿足式3)，ss則采樣后的離散信號(hào)fs(t)信號(hào)就會(huì)有連續(xù)信號(hào)（t）的全部信息，如fs(t)信號(hào)送至具有圖8-3所示特性的理想濾波器輸入端其輸出就是原有的連續(xù)信號(hào)。

(J)/T

max

反之若max

圖8-3理濾波器則上圖所示的頻譜就會(huì)相互重疊交叉即使用圖所示的理想濾波器，也不能獲得原有的f(信號(hào)。f(t)

4066組成的采樣器

(t由40106組成圖8-4信號(hào)采樣的實(shí)驗(yàn)電路圖（2）信號(hào)的恢復(fù)為了實(shí)驗(yàn)對(duì)被檢對(duì)象的有效控制必須把所有的離散信號(hào)恢復(fù)為相應(yīng)的連續(xù)信號(hào)。工程上常用的低通濾波器是零階保持器，它的傳遞函數(shù)為：G(s)=1-e-Ts/S（4）h或近似地表示為G(s)=T/1+TS（5）h式中T為采樣周期。四實(shí)驗(yàn)步驟具有離散控制系統(tǒng)如圖示.其中有一采樣開關(guān)和零階保持器與一積分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)后相連接,慣性環(huán)節(jié)輸出反饋到采樣開關(guān)輸入端.(s

()s

(圖8-5具ZOH的離散控制系統(tǒng)的方框圖/

系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖8-6所示.

510圖8-6階響應(yīng)曲線六、實(shí)思考