文档介绍：实验四平滑与数字滤波实验§ ,验证微分运算对系统阶跃响应性能的影响。其中环节 D(Z) 即为利用微机实现的微分运算环节。 R 为阶跃输入信号, C 为系统输出。,当取合适的微分时间常数时,会使系统响应加快。但若微分时间常数过大,则会影响系统稳定性。在计算机中,微分算法采用一阶差分化替: (T D 为微分时间常数, T 为采样周期) 微分平滑算法采用四点微分均值法: YK= 其中各系数 P1、 P2、 A1、 A2、 A3 的取值范围为 0~ 。系数不能大于 1 ,也不能太小,过小将使微机控制环节失去控制作用。微机编程实现以 5 ms 为基准的延时,调整延时的时间长度并以此作为 A/D 采样周期 T。 1. 接线:实际系统线路如图所示。使用运放模块从左到右由 A 2,A4 构造图中的模拟运放环节,系统输出点 C接 A/D 转换模块 B5 的 IN6 , 搭建 D/A 转换单元, 最后 10K 电阻由 A6 提供, A6 中的有两个 H 孔,由板子上的连线可以看出一个 H与8 孔座中的上面 4 个孔相连,而另一个 H 与下面 4 个孔相连,所以最后 10K 的构建,只要将 D/A 转换单元的输出端( OU )连接一个 H 端,而另一个 H 端连接到 A2 的 IN 端并在 8 孔座中插入 10K 电阻即可。 B4 信号发生器模块的输出点 OUT 作为输入点 R, B4 信号发生器模块中的 S和 ST 用短路套短接, S1 置阶跃档, S2置 -6s 档,调 W8 使周期约 2S ,调 W9 使幅值约 4V。 Y K= 1?? K DK DXT TXT T =P 1X K -P 2X K-1 Y K=???????36 22 126 XK T TD XK T TD XK T TD XK T TD A 1X K +A 2X K-1 -A 3X K- 102 .0 1?ss e Ts??1 D(Z) C R——+2. 示例程序:微分见 Cp4_1 源文件。微分平滑处理见 Cp4_2 源文件。 3. 运行虚拟示波器。(方法参见实验 1 中的运行虚拟示波器方法) . 4. 现象: ①运行程序 Cp4_1 。用 CH1 或 CH2 观察系统阶跃相应输出点 C 的波形。与不加微分反馈环节情况下(不加微分环节的情况只需将反馈环节断开即可)输出点 C 的波形相比较, 如果现象不明显可调节 B4 中的 W8,W9 ,并绘制出两者的输出曲线。②运行程序 Cp4_2 。观察平滑后系统阶跃相应输出点 C 的波形,适当调节周期 T 和各系数的值。与( 不加平滑处理) 的单纯微分反馈环节情况下输出点 C 的波形相比较,并绘制出相应的相应输出曲线。如果现象不明显可调节 B4 中的 W8,W9 。. 以下提供图形仅供参考。§ (约 0. 5-1 Hz )采样输入,然后进行数字滤波处理,以保留正弦信号,去除干扰,最后转换成模拟量输出。编制程序实现数字滤波,调整滤波环节的参数,以得到较理想的滤波结果。 1. 关于数字滤波:一个计算机数据采集系统在生产过程中会受到各种干扰,从而降低了有用信号的真实性。虽然在输入通道上接入一个 RC 低通滤