计控实验报告平滑与数字滤波

1、过三者的关系，可适当调整P、T、TD值，使系统输出达到要求。实验平滑与数字滤波(一)观察有噪音时的微分1、按图3.1 2接线，S11置方波档，S12置下档，调 W11使周期约2S,调W12使幅 值约1V,TD先取为0.02s，采样周期也先取为0.02s。过三者的关系，可适当调整P、T、TD值，使系统输出达到要求。2、将 2F00H、2F03H 存入系数 P1、P2, 2F60H 存入 Tk。3、 启动微分程序(G=F000:123D )，用示波器观察系统输出C波形，观察U15单元的OUT端微分输出波形。如图 3.1 4及图3.1 5所示。过三者的关系，可适当调整P、T、TD值，使系统输出达到要

2、求。过三者的关系，可适当调整P、T、TD值，使系统输出达到要求。原系统的输出波形可在去除微分正反馈，即去掉U15 DAC单元的OUT端，通过示波器观察C端的输出，得到这时系统的过渡过程时间约为0.3s。不过，由于微分正反馈的作P= T ，通Td用，虽然使系统响应加快，但由于微分时间过大，会使系统的稳定性受到影响。4、选择不同的Tk与P1、P2,重复、，观察微分噪音幅度，并以TD=T=0.01s时系统噪音大至幅度为参考，记录参数与结果，填入表 3.1 2中。表 3.1 2参数 项目-TkTD(s)T(s)P1、P2A1、A4A2、A3微分噪音幅度未平滑020.010.010.99/0.22V平滑

3、020.010.010.16A0.50.18V未平滑040.020.020.99/0.2V平滑040.020.020.160.50.1V（二）观察平滑后的变形1、按图3.1 2接线，S11置阶跃档，S12置下档，调 W11使周期约2S,调W12使幅值约1V，TD先取为0.02S，采样周期也先取 0.02S。图 3.1 22、将 2F06H、2F09H、2E0CH、2F0FH 存入 A1、A2、A3、A4，2F60H 存入 Tk，启动 微分平滑程序（G=F000:12EB ）。3、观察U15单元的OUT端，观察系统输出波形，看有无平滑作用。4、 若无平滑作用，停机，改变系数和Tk，再重复、。将结

4、果填入表 3.1 2中。5、 由表3.1 2可看出，U15单元的OUT端输入的微分噪音幅值由原先的0.2V减小至0.1V ,这说明有平滑作用， 用示波器观察系统输出波形。再用示波器观察系统的输出波形比未平滑时平滑些。适当调整Tk及A1A4的值，使平滑作用更好一些。（三）观察微分加速作用1、按图3.1 2连线，S11置方波档，S12置中档，调 W11使周期约0.5S，调 W12使幅值约1.5V , TD与采样周期可先取为 10ms,启动无微分反馈程序(G=F000:13C5 ),系统 输出。2、按(1)、或(2)、步骤做，这时主要看系统影响是否加快，并可适当调整TD、TK，重复作几次。(1) 模

5、拟一阶惯性环节的数字滤波 按图3.22接线，置S12中档，调 W11使S约为0.2S，调信号发生器，使其输出1HZ、6V的正弦信号，调整1, 2端对应的两个电位器，使R端波形符合要求。 在 2F00H、2F03H 存入 1-a、a, 2F60H 存入 Tk。 启动一阶惯性数字滤波程序(G=FOOO : 1411/)。用示波器观察输入端R、输出端C的波形，分析滤波效果，并记下干扰衰减比、正弦衰减比以及a值，记完停机。记衰减比时可先单独在1端接正弦信号并记录，再在2端单独接干扰并记录，记录采用峰一峰值(PP, V )。 改变a、Tk，重复步骤、，直到得到满意的效果，将实验结果填入表3.2 2中。(

6、2) 四点加权平均数字滤波 同(1)。 存入A1A4、Tk。 启动四点加权平均程序 (G=FOOO : 13CF/)，对照观察输入并记录，停机。记衰减比时可先单独在1端接正弦信号做记录，再在2端单独接干扰信号并做记录。记录采用峰一峰值(P P, V)。 改变A1和Tk，调整 W11使干扰增多至相邻，重复步骤、，练习T与A1的设定。再重复、，比较二结果，最后将实验结果填入表3.22中。表 3.2 2、参数项目、TkT(S)Ms1-aaA1A2A3A4滤波前后正弦幅值比滤波前后干扰幅值比一阶惯性0159505rOB559505四点加权平均01510203040X/084010203040£1 /(四)注意事项1. 微分是正反馈，当取合适的微分时间常数时，会使系统响应加快。若微分时间常数 过大，则会影响系统稳定性。2. 在计算机中，微分算法采用一阶差分代替，微