东南大学自动控制实验室实 验 报 告课程名称: 热工过程自动控制原理 实验名称: 采样控制系统得分析 院( 系):能源与环境学院 专 业: 热能动力 姓 名: 范永学 学 号: 0 ３ 0 １３ 409 实 验 室: 实验组别: 同组人员: 实验时间: 2025 。 12 。 1 5 评定成绩: 批阅老师: 实验八 采样控制系统得分析一、实验目得1. 熟悉并掌握 S ｉｍ ulink 得使用;2、 通过本实验进一步理解香农定理与零阶保持器 ZOH 得原理及其实现方法;３。 讨论开环增益 K 与采样周期 T 得变化对系统动态性能得影响;二、实验原理1. 采样定理图２－1 为信号得采样与恢复得方框图,图中Ｘ(ｔ)就是ｔ得连续信号,经采样开关采样后,变为离散信号。 图 2－1 连续信号得采样与恢复香农采样定理证明要使被采样后得离散信号 X＊(t)能不失真地恢复原有得连续信号 X(t),其充分条件为: 式中为采样得角频率,为连续信号得最高角频率。由于,因而式可为 T 为采样周期。2、 采样控制系统性能得讨论图 2—2 为二阶采样控制系统得方块图。图 2-2 采样控制系统稳定得充要条件就是其特征方程得根均位于Ｚ平面上以坐标原点为圆心得单位圆内,且这种系统得动、静态性能均只与采样周期 T 有关。由图 2—2 所示系统得开环脉冲传递函数为: 闭环脉冲传递函数为: 根据上式,根据朱利判据可判别该采样控制系统否稳定,并可用迭代法求出该系统得阶跃输出响应。三、实验设备:装有Ｍａ tlab 软件得Ｐ C 机一台四、实验内容1、 使用Ｓ im ｕ l ｉ n ｋ仿真采样控制系统2。 分别改变系统得开环增益Ｋ与采样周期 TS,讨论它们对系统动态性能及稳态精度得影响。五、实验步骤5-1。 验证香农采样定理 利用 Si ｍｕｌ ink 搭建如下对象,如图 2-3。ﻩﻩ图 2—3 设定正弦波得输入角频率 w = 5,选择采样时间 T 分别为０、0 １ s、０、1s 与 1s,观察输入输出波形,并结合香农定理说明原因,感兴趣得同学可以自选正弦波频率与采样时间 T 得值.。 5—２.采样系统得动态特性 利用 Sim ｕ link 搭建如下二阶系统对象,如图 2－4。当系统得增益 K＝10,采样周期 T 分别取为０。0 ０３ s,0。03 ｓ,0、３ s 进行仿真实验、更改增益 K 得值,令 K=20,重复实验一次。感兴趣得同学可以自己设定采样时间以及增益 K 得值,要求能够说明系统得动态特性即可。系统对象 si ｍ uli ｎ k 仿真图:图２—4六、实验数据及分...
