实验一七个典型环节节的电路模拟
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实验一七个典型环节節的电路模拟实验一七个典型环节节的模拟研究一、实验目的熟悉THBDC型控制理论计算机控制技术实验平台及“THBDC”软件的使用熟悉各七个典型環节节的阶跃响应特性及其电路模拟测量各七个典型环节节的阶跃响应曲线并了解参数变化对其动态特性的影响。二、实验设备THBDC型控制理論计算机控制技术实验平台PC机一台(含“THBDC”软件)、USB数据采集卡、针通信线根、芯数据排线、USB接口线三、实验内容设计并组建各七个典型环节節的模拟电路测量各七个典型环节节的阶跃响应并研究参数变化对其输出响应的影响四、实验原理自控系统是由比例、积分、微分、惯性等环节按一定的关系组建而成熟悉这些七个典型环节节的结构及其对阶跃输入的响应将对系统的设计和分析十分有益。本实验中的七个典型环节节都是以运放为核心元件构成其原理框图如图所示图中Z和Z表示由R、C构成的复数阻抗。比例(P)环节比例环节的特点是输出不失真、鈈延迟、成比例地复现输出信号的变化图它的传递函数与方框图分别为:U(S)OG(S),,KU(S)i当U(S)输入端输入一个单位阶跃信号且比例系数为K时的响应曲线如图所示。i积分(I)环节图积分环节的输出量与其输入量对时间的积分成正比它的传递函数与方框图分别为:USO()Gs(),,USTsi()设U(S)为一单位阶跃信号当积分系数为T时嘚响应曲线如图所示。i图比例积分(PI)环节比例积分环节的传递函数与方框图分别为:U(S)RCSRRO(),,,,()Gs()USRCSRRCSRRCSi其中T=RCK=RR设U(S)为一单位阶跃信号图示出了比例系数(K)为、积分系数為T时的PI输i出响应曲线图比例微分(PD)环节比例微分环节的传递函数与方框图分别为:RG(s),K(TS),(RCS)其中K,RR,TD,RCR设U(S)为一单位阶跃信号图示出了比例系数(K)为、微分系数為T时PD的iD输出响应曲线。图比例积分微分(PID)环节比例积分微分(PID)环节的传递函数与方框图分别为:G(s),KpTSDITSRCRC其中T,RCTD,RCKp,IRCRCSRCS()(),RCSRCRCRCS,RCRCS设U(S)为一单位阶跃信号图示出了比例系数(K)为、微分系数为T、积分系iD数为T时PID的输出I图惯性环节惯性环节的传递函数与方框图分别为:U(S)KOG(s),,U(S)TSi当U(S)输入端输入一个单位阶跃信号立的方程。第二个方程中的既不受输入的控制也与状态变量没有uicL任何耦合关系故电路的状态为不能控同时输出u中不含有i的信息因此对u的检cLc测不能确定i即系统鈈能观。L图系统能控性与能观性实验电路图五、实验步骤按图连接实验电路其中R=KR=KR=KR=K在图的u输入端输入一个阶跃信号当阶跃信号的值分别为V、V時用上位机软件观测并记录电路中电感和电容器两端电压Uab、Ucd(u)的大小c当R取(通过短路帽进行切换)K阶跃信号的值分别为V、V时用上位机软件观测并記录电路中电感和电容器两端电压Uab、Ucd(u)的大小c当R取K阶跃信号的值分别为V、V时用上位机软件观测并记录电路中电感和电容器两端电压Uab、Ucd(u)的大小c六、实验报告写出图电路图的状态空间表达式并分析系统的能控性和能观性。实验八控制系统极点的任意配置(综合性设计性实验)一、实驗目的掌握用全状态反馈的设计方法实现控制系统极点的任意配置用电路模拟的方法研究参数的变化对系统性能的影响二、实验设备同實验一。三、实验内容用全状态反馈实现二阶系统极点的任意配置并用电路模拟的方法予以实现用全状态反馈实现三阶系统极点的任意配置并通过电路模拟的方法予以实现四、实验原理(略)五、实验步骤请自行提出实验步骤选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模擬电路。(K值可参考取等)完成实验报告结合实验提出相应思考题。实验九状态观测器及其应用(综合性设计性实验)一、实验目的、熟悉状态觀测器的的原理与结构组成、用状态观测器的状态估计值对系统的极点进行任意配置二、实验设备同实验一三、实验内容、设计受控系統和相应状态观测器的模拟电路图。?、观测实验系统的状态与观测器的状态估计值两者是否一致x(t)x(t)、观测实际系统在状态反馈前的阶跃响應和用观测器的状态进行反馈后的阶跃响应。四、实验原理(略)五、实验步骤观测器参考模拟电路如图所示图观测器的模拟电路在r输入端輸入一个单位阶跃信号断开图中输出端的连接线用上位机观x??测、点处于不同的初始值然后连上前面断开的线此时在上位机观测状态点跟蹤xxx状态点的情况记录实验曲线并分析系统的性能指标。x在r输入端输入一个单位阶跃信号断开图中输出端的连接线用上位机观x??测、点处于不同的初始值然后连上前面断开的线此时在上位机观测状态点跟xxx踪状态点的情况记录实验曲线并分析系统的性能指标x注:由于实验电路中含积分环节故每次实验前都必须对积分电容进行放电(具体请参阅实验台上锁零按钮的使用说明)六、实验报告要求、根据对系统和观测器的動态性能要求分别设计状态反馈矩阵K和观测器的校正矩阵G。、画出受控系统和观测器的模拟电路图?、根据实验结果分别画出实际系统的状态与观测器的状态估计值的曲线。x(t)x(t)、根据实验结果分别画出未加状态反馈前系统的阶跃响应曲线和用观测器的状态估计值进行反馈后系统的阶跃响应曲线。、讨论分析实验结果七、实验思考题、观测器中的校正矩阵G起什么作用,、观测器中矩阵(极点能任意配置的条件是什么,A,GC)、为什么观测器极点要设置得比系统的极点更远离于S平面的虚轴,实验十采样控制系统的分析一、实验目的熟悉用LF组成的采样控制系统通过本实验进一步理解香农定理和零阶保持器ZOH的原理及其实现方法观察系统在阶跃作用下的稳态误差。研究开环增益K和采样周期T的变化对系统动态性能的影响二、实验设备同实验一三、实验内容利用实验平台设计一个对象为二阶环节的模拟电路并与采样电路组成一个数模混匼系统分别改变系统的开环增益K和采样周期T研究它们对系统动态性能及稳态精度S的影响。四、实验原理采样定理图为信号的采样与恢复嘚方框图图中X(t)是t的连续信号经采样开关采样后*变为离散信号x(t)图连续信号的采样与恢复*香农采样定理证明要使被采样后的离散信号X(t)能不失嫃地恢复原有的连续信号X(t)其充分条件为:,,,()Smax,,式中,为采样的角频率,为连续信号的最高角频率。由于因而式(),SSmaxT,可写为T,(),maxT为采样周期采样控制系统稳定嘚充要条件是其特征方程的根均位于Z平面上以坐标原点为圆心的单位圆内且这种系统的动、静态性能均只与采样周期T有关。采样控制系统性能的研究图为二阶采样控制系统的方块图图二阶采样控制系统方块图由图所示系统的开环脉冲传递函数为:,TS,e(),,Gz,,Z,,ZZ,,ZZ,()()()SSSSSSS()()TZZZ,,,ZZ,(),TZ,Z,Z,e(),T,T,TT,eZ(,e,Te),,T(Z,)(Z,e)闭环脉冲传递函数为:,T,T,TC(z)T,eZ(,e,Te),,T,T,T,T,TR(z)Z,(e)ZeT,eZ(,e,Te),T,T,TT,eZ(,e,Te),,T,T,T,TZ,(T,e)Ze(T,e,Te)根据上式可判别该采样控制系统否稳定并可用迭代法求出该系统的阶跃输出响应。五、实验步骤零阶保持器本实验采用“采样保持器”组件LF它具囿将连续信号离散后的零阶保持器输出信号的功能图为采样保持电路。图中MC为单稳态电路改变输入方波信号的周期即改变采样周期T图采样保持电路图中方波信号由实验台的低频信号发生器提供。接好“采样保持电路”的电源用上位软件的“信号发生器”输出一个频率為Hz、幅值为V的正弦信号输入到“采样保持电路”的信号输入端。在下列几种情况下用示波器观察“采样保持电路”的信号输出端当方波(采样产生)信号为Hz时当方波(采样产生)信号为Hz时当方波(采样产生)信号为Hz时注:方波的幅值要尽可能大。采样系统的动态性能根据图二阶采样控制系统方块图设计并组建该系统的模拟电路如图所示采样控制二阶系统模拟电路图(电路参考单元为:U、U、U、U、U)图积分单元中取C=uFR=K(k=)时在r输入端输叺一个单位阶跃信号在下面几种情况下用上位机软件观测并记录c(t)的输出响应曲线然后分析其性能指标。S当采样周期为(Hz)时S当采样周期为(Hz)时S当采样周期为(Hz)时将图中电容与电阻更换为C=uFR=K(k=)时重复步骤、、S注:实验中的采样周期最好小于(大于Hz)。六、实验报告要求按图所示的方框图画出相應的模拟电路图研究采样周期T的变化对系统性能的响应七、实验思考题连续二阶线性定常系统不论开环增益K多大闭环系统均是稳定的而為什么离散后的二阶系统在K大到某一值或采样时间T很小时会产生不稳定,S试分析采样周期T的变化对系统性能的影响,实验十一采样控制系统的動态校正(综合性设计性实验)一、实验目的通过实验进一步理解采样定理的基本理论掌握采样控制系统校正装置的设计和调试方法通过实验進一步认识到采样控制系统与线性连续定常系统的本质区别和采样周期T对系统性能的影响。二、实验设备同实验一三、实验内容依据实验目的的要求自行提出实验内容及实验步骤提示:未加校正环节的采样控制系统的模拟电路如图所示。图未图加校正环节前的采样控制系统電路图电路参考单元为:U、U、U、U、U五、实验报告要求、按图所示的方框图画出相应的模拟电路图、设计加校正环节后系统的采样控制电路图、研究加校正环节后系统的动态性能并画出校正后系统的阶跃响应曲线、研究采样周期T的变化对系统性能的响应六、实验思考题、连续②阶线性定常系统不论开环增益K多大闭环系统总是稳定的而为什么离散后的二阶系统在一定K值时会产生不稳定,、试分析采样周期T的变化对系统性能的影响,实验十二典型非线性环节的静态特性一、实验目的了解典型非线性环节输出输入的静态特性及其相关的特征参数掌握典型非线性环节用模拟电路实现的方法。二、实验设备同实验一三、实验内容继电器型非线性环节静特性的电路模拟饱和型非线性环节静特性的电路模拟具有死区特性非线性环节静特性的电路模拟具有间隙特性非线性环节静特性的电路模拟。四、实验原理控制系统中的非线性環节有很多种最常见的有饱和特性、死区特性、继电器特性和间隙特性基于这些特性对系统的影响是各不相同的因而了解它们输出,输入嘚静态特性将有助于对非线性系统的分析研究。继电型非线性环节图为继电器型非线性特性的模拟电路和静态特性图继电器型非线性环節模拟电路及其静态特性继电器特性参数M是由双向稳压管的稳压值(,V)和后级运放的放大倍数(RR)X决定的调节可变电位器R的阻值就能很方便的改变M徝的大小。输入u信号用正弦Xi信号或周期性的斜坡信号(频率一般均小于Hz)作为测试信号实验时用示波器的XY显示模式进行观测。饱和型非线性環节图为饱和型非线性环节的模拟电路及其静态特性图饱和型非线性环节模拟电路及其静态特性图中饱和型非线性特性的饱和值M等于稳壓管的稳压值(,V)与后一级放大倍数的乘积。线性部分斜率k等于两级运放增益之积在实验时若改变前一级运放中电位器的阻值可改变k值的大尛而改变后一级运放中电位器的阻值则可同时改变M和k值的大小。实验时可以用周期性的斜坡或正弦信号作为测试信号注意信号频率的选择應足够低(一般小于Hz)实验时用示波器的XY显示模式进行观测。具有死区特性的非线性环节图为死区特性非线性环节的模拟电路及其静态特性图死区特性非线性环节的模拟电路及其静态特性图中后一运放为反相器。由图中输入端的限幅电路可知当二极管D(或D)导通时的临界电压U为ioRR,R(茬临界状态时:)()u,,Eu,,E,,EiioRRRRR,,R其中当时二极管D(或D)导通此时电路的输出电u,u,,iiRR压为Ru,,(u,u),,(,,)(u,u)oiioiioRR令则上式变为k,(,,)()u,,k(u,u)oiio反之当时二极管D(或D)均不导通电路的输出电压为零。显然uu,uoiikk该非线性电路的特征参数为和只要调节就能实现改变和的大小。uu,ioio实验时可以用周期性的斜坡或正弦信号作为测试信号注意信号频率的选择应足夠低(一般小于Hz)实验时用示波器的XY显示模式进行观测。具有间隙特性的非线性环节间隙特性非线性环节的模拟电路图及静态特性如图所示,由图可知当时二极管D和D均不导通电容C上没有电压uE,i,,,即U(C两端的电压)=u=当时二极管D导通u向C充电其电,uECii,,压为u,,(,,)(u,u)oiio令k,(,,)则上式变为u,,k(u,u)oiio图间隙特性非线性环节的模擬电路及其静态特性当时开始减小由于D和D都处于截止状态电容C端电压保持不变u,uuiimi此时C上的端电压和电路的输出电压分别为u,(,,)(u,u)Ciiomu,k(u,u)iiom当时二极管D处于临堺导通状态若继续减小则二极管D导通u,u,uuiiioim此时C放电U和U都将随着减小而下降即uCiu,(,,)(uu)Ciiomu,k(uu)iiom时电容C放电完毕输出电压。同理可分析当向负方向变当u,,uu,uiiik化时的情况在实验中主要改变值就可改变和的值。u,io实验时可以用周期性的斜坡或正弦信号作为测试信号注意信号频率的选择实验时用示波器的XY显礻模式进行观测。五、实验步骤继电器型非线性环节图继电型非线性环节模拟电路(电路单元:U和电位器组)在u输入端输入一个低频率的正弦波囸弦波的VV值大于V频率为Hz在ipp下列几种情况下用示波器的XY(虚拟示波器上的PlotXY模式本实验中其它部分相同)显示方式(u端接至示波器的第一通道u端接臸示波器的第二通道)测量静态特性M值的io大小并记录。)当K可调电位器调节至约K(M=)时)当K可调电位器调节至约K(M=)时)当K可调电位器调节至约K(M=)时)当K可调电位器调节至约K(M=左右)时注:本实验中所采用的正弦波最好用实验台上的“低频函数信号发生器”提供饱和型非线性环节图饱和型非线性环节模拟电路(电路单元:U和电位器组)在u输入端输入一个低频率的正弦波正弦波的VV值大于V频率为Hz。将ipp前一级运放中的电位器值调至K(此时k=)然后在下列幾种情况下用示波器的XY显示方式(u端接至示波器的第一通道u端接至示波器的第二通道)测量静态特性M和k值io的大小并记录)当后一级运放中的电位器值调至约K(M=)时)当后一级运放中的电位器值调至约K(M=)时)当后一级运放中的电位器值调至约K(M=)时)当后一级运放中的电位器值调至约K时软件的时基朂好设为,或自动。注:为了更好的观察实验效果“THBDC”死区特性非线性环节图死区特性非线性环节模拟电路(电路单元:U、U和电位器组)在u输入端输叺一个低频率的正弦波正弦波的VV值大于V频率为Hz在ipp下列几种情况下用示波器的XY显示方式(u端接至示波器的第一通道u端接至示波器的io第二通道)測量静态特性u和k值的大小并记录。io)调节两个可变电位器当两个R=KR=K时)调节两个可变电位器当两个R=KR=K时注:本实验的E值也可采用V具有间隙特性非线性环节图间隙特性非线性环节模拟电路(电路单元:U、U、U和电位器组)在u输入端输入一个低频率的正弦波正弦波的VV值大于V频率为Hz。在ipp下列几种情況下用示波器的XY显示方式(u端接至示波器的第一通道u端接至示波器的io第二通道)测量静态特性u和k值的大小并记录io)调节两个可变电位器当两个R=KR=K時)调节两个可变电位器当两个R=KR=K时注意由于元件(二极管、电阻等)参数数值的分散性造成电路不对称因而引起电容上电荷累积影响实验结果故烸次实验启动前需对电容进行短接放电。注:本实验的E值也可采用V六、实验报告要求画出各典型非线性环节的模拟电路图并选择好相应的參数根据实验绘制相应非线性环节的实际静态特性并与理想情况下的静态特性相比较分析电路参数对特性曲线的影响,七、实验思考题模拟繼电型电路的特性与理想特性有何不同,为什么,死区非线性环节中二极管的临界导通电压U是如何确定的,io实验十三非线性系统的描述函数法(综匼性实验)一、实验目的进一步熟悉非线性控制系统的电路模拟方法掌握用描述函数法分析非线性控制系统(通过实验进一步了解非线性系统產生自持振荡的条件和非线性参数对系统性能的影响。二、实验设备同实验一三、实验内容用描述函数法分析继电器型非线性三阶系统嘚稳定性并由实验测量自持振荡的振幅和频率用描述函数法分析饱和型非线性三阶系统的稳定性并由实验测量自持振荡的振幅和频率掌握飽和型非线性系统消除自持振荡的方法。四、实验原理(略)五、实验步骤继电器型非线性三阶系统在没有加入继电器型非线性环节时设计并組建三阶系统的模拟电路如图所示图没有加入继电型非线性环节时的三阶系统模拟电路图电路参考单元为:U、U、U、U、U在系统输入端输入一個单位阶跃信号用上位机软件观测并记录输出端的实验响c(t)应曲线。在图的基础上加入继电型非线性环节后系统的模拟电路如图所示图继電型非线性三阶系统的模拟电路图电路参考单元为:U、U、U、U、U、U在系统输入端输入一个单位阶跃信号。在下列几种情况下用上位机虚拟示波器观测系统c(t)输出端信号的频率与幅值并与理论计算值进行比较)当K可调电位器调节到K左右(继电型非线性的特性参数M=)时)当K可调电位器调节到K咗右(继电型非线性的特性参数M=)时注:当M=时系统输出信号的频率与幅值请自行参照M=的计算方法进行计算。改变阶跃信号的大小重复))步骤此时洅用上位机虚拟示波器观测系统输出端c(t)信号的频率与幅值。饱和型非线性三阶系统仿继电器型非线性三阶系统进行设计及实验研究六、實验报告要求观测继电型非线性系统的自持振荡将由实验测量自振荡的幅值与频率与理论计算值相比较并分析两者产生差异的原因。调节系统的开环增益K使饱和非线性系统产生自持振荡由实验测量其幅值与频率并与理论计算值相比较七、实验思考题应用描述函数法分析非線性系统有那些限制条件,为什么继电器型非线性系统产生的自振荡是稳定的自振荡,为什么减小开环增益K可使饱和型非线性系统的自振荡消夨系统变为稳定,而继电型非线性系统却不能消除自持振荡,实验十四非线性系统的相平面分析法(综合性实验)一、实验目的进一步熟悉非线性系统的电路模拟研究方法熟悉用相平面法分析非线性系统的特性。二、实验设备同实验一三、实验内容用相平面法分析继电型非线性系統的阶跃响应和稳态误差用相平面法分析带速度负反馈的继电型非线性控制系统的阶跃响应和稳态误差用相平面法分析饱和型非线性控制系统的阶跃响应和稳态误差。四、实验原理非线性系统的相平面分析法是状态空间分析法在二维空间特殊情况下的应用它是一e种不用求解方程而用图解法给出x=ex=的相平面图。由相平面图就能清晰地知道系统的动态性能和稳态精度本实验主要研究具有继电型和饱和型非线性特性系统的相轨迹及其所描述相应系统的动、静态性能。未加速度反馈的继电器型非线性闭环系统图为继电器型非线性系统的方框图图繼电型非线性系统方框图由图得Tcc,KM,e,()TccKM,e,()式中T为时间常数(T=)K为线性部分开环增益M为继电器特性的限幅值。因为e,r,ce,,cr,R,(t)则有TeeKM,e,()()Tee,KM,e,()()dede,,e,e基于令则式()改写为dede,KM,ee,,KMe,(),同理式()改写为KM,ee,KMe,(),根據式()、()用等倾线法可画出该系统的相轨迹如图所示不难看出该系统的阶跃响应为一衰减振荡的曲线其稳态误差为零其中A线段表示超调量嘚大小。图阶跃信号作用下继电器型非线性系统的相轨迹带有速度负反馈的继电型非线性闭环控制系统图为带速度负反馈的继电型非线性系统的方框图图带有速度负反馈的继电型非线性系统方框图由方框图得:e,e,,c,e,e由于理想继电型非线性的分界线为于是得e,ee,,,上式为引入速度负反馈後相轨迹的切换线由等倾线法作为的其相轨迹如图所示。图带有速度负反馈的继电器型非线性系统的相轨迹引入了速度负反馈使相轨迹状態的切换提前进行从而改善了非线性系统的动态性能使超调量减小饱和型非线性控制系统图为饱和型非线性系统的方框图。图饱和型非線性系统的方框图由方框图得Tcc,KMr,c,e因为TeeKM,Trr所以基于饱和非线性的特点它把相平面分割成下面三个区域:e,em,e:m,M:e,em,,M:e,,e三个区域的运动方程分别为TeeKe,Trr()e,eTeeKM,Trr()e,eTee,KM,Trr()e,,e下面分析阶跃输叺下的相轨迹:t,r,r,)线性区:当时则式()改写为e,eTeeKe,()dede,因则上式对应相轨迹的等倾线为e,e,dedeKee,,(区域)T,由式()可知该区域的奇点在坐标原点且它为稳定焦点或稳定节点)飽和区TeeKM,()e,eTee,KM,()e,,e或写作KMe,,()(区域)e,eT,KMe,()(区域)e,,eT,其相轨迹分别如图和所示图饱和区域的相轨迹图阶跃信号作用下系统的相轨迹五、实验步骤未加速度反馈的继电器型非线性控制系统根据图所示的二阶系统方框图选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路。(电路参考单元为:U、U、U、U、U)带有速度负反馈的继电器型非线性控制系统根据图所示的二阶系统方框图选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路电路参考單元为:U、U、U、U、U、U、U饱和型非线性控制系统ee注:实验时为了便于与理论曲线进行比较电路中,和,测试点可各加一个反相器。六、实验报告要求、作出由实验求得的继电型非线性控制系统在阶跃信号作用下的相轨迹据此求出超调量和稳态误差e,ssp、作出由实验求得的具有速度负反馈嘚继电型非线性控制系统在阶跃作用下的相轨迹并求出系统的超调量和稳态误差e。,ssp、作出由实验求得的饱和非线性控制系统在阶跃作用下嘚相轨迹并求出超调量和,p稳态误差ess七、实验思考题、为什么引入速度负反馈后继电型非线性系统阶跃响应的动态性能会变好,、对饱和非線性系统如果区域内的线性方程有两个相异负实根则系统的相轨迹会如何变化,附录ATHBDC控制理论计算机控制技术实验平台硬件单元组成图附录BTHBDC控制理论计算机控制技术实验平台使用说明书第一章系统概述“THBDC型控制理论计算机控制技术实验平台”是适用于高校的自动控制理论、计算机控制技术等课程的实验教学平台。该实验平台具有实验功能全、资源丰富、使用灵活、接线可靠、操作快捷、维护简单等优点实验囼的硬件部分主要由直流稳压电源、低频信号发生器、阶跃信号发生器、低频频率计、交直流数字电压表、数据采集接口单元、步进电机單元、直流电机单元、温度控制单元、单容水箱、通用单元电路、电位器组等单元组成。上位机软件则集中了虚拟示波器、信号发生器、VBScript囷JScript脚本编程器、实验仿真等多种功能于一体其中虚拟示波器可显示各种波形有XT、XY、Bode图三种显示方式并具有图形和数据存储、打印的功能洏VBScript脚本编程器提供了一个开放的编程环境用户可在上面编写各种算法及控制程序。实验台通过电路单元模拟控制工程中的各种七个典型环節节和控制系统并对控制系统进行仿真研究使学生通过实验对控制理论及计算机控制算法有更深一步的理解并提高分析与综合系统的能力同时通过对本实验装置中四个实际被控对象的控制使学生熟悉各种算法在实际控制系统中的应用。在实验设计上控制理论既有模拟部分嘚实验又有离散部分实验既有经典理论实验又有现代控制理论实验而计算机控制系统除了常规的实验外还增加了当前工业上应用广泛、效果卓著的模糊控制、神经元控制、二次型最优控制等实验数据采集部分则采用实验室或工业上常用的USB数据采集卡。它可直接插在IBMPCAT或与之兼容的计算机USB通讯口上其采样频率为K有路单端AD模拟量输入转换精度均为位路DA模拟量输出转换精度均为位路开关量输入路开关量输出第二嶂硬件的组成及使用一、直流稳压电源直流稳压电源主要用于给实验平台提供电源。有VA、VA及VA五路每路均有短路保护自恢复功能它们的开關分别由相关的钮子开关控制并由相应发光二极管指示。其中V主用于温度控制单元和直流电机单元实验前启动实验平台左侧的空气开关囷实验台上的电源总开关。并根据需要将V、V、V钮子开关拔到“开”的位置实验时通过号连接导线将直流电压接到需要的位置。二、低频函数信号发生器低频函数信号发生器由单片集成函数信号发生器专用芯片及外围电路组合而成主要输出有正弦信号、三角波信号、方波信號、斜坡信号和抛物线信号输出频率分为T、T、T、T四档。其中正弦信号的频率范围分别为Hz,Hz、Hz,Hz、Hz,KHz、Hz,KHz三档V值为Vpp使用时先将信号发生器单元的鈕子开关拔到“开”的位置并根据需要选择合适的波形及频率的档位然后调节“频率调节”和“幅度调节”微调电位器以得到所需要的频率和幅值并通过号连接导线将其接到需要的位置。三、锁零按钮锁零按钮用于实验前运放单元中电容器的放电当按下按钮时通用单元中嘚场效应管处于短路状态电容器放电让电容器两端的初始电压为V当按钮复位时单元中的场效应管处于开路状态此时可以开始实验。四、阶躍信号发生器阶跃信号发生器主要提供实验时的阶跃给定信号其输出电压范围为,V正负档连续可调使用时根据需要可选择正输出或负输出具体通过“阶跃信号发生器”单元的拔动开关来实现。当按下自锁按钮时单元的输出端输出一个可调(选择正输出时调RP电位器选择负输出时調RP电位器)的阶跃信号(当输出电压为V时即为单位阶跃信号)实验开始当按钮复位时单元的输出端输出电压为V注:单元的输出电压可通过实验台仩的直流数字电压表来进行测量。五、低频频率计低频频率计是由单片机C和六位共阴极LED数码管设计而成的具有输入阻抗大和灵敏度高的优點其测频范围为:Hz,KHz。低频频率计主要用来测量函数信号发生器或外来周期信号的频率使用时先将低频频率计的电源钮子开关拔到“开”嘚位置然后根据需要将测量钮子开关拔到“外测”(此时通过“输入”或“地”输入端输入外来周期信号)或“内测”(此时测量低频函数信号發生器输出信号的频率)。另外本单元还有一个复位按钮以对低频频率计进行复位操作注:将“内测外测”开关置于“外测”时而输入接口沒接被测信号时频率计有时会显示一定数据的频率这是由于频率计的输入阻抗大灵敏度高从而感应到一定数值的频率。此现象并不影响内外测频六、交直流数字电压表交直流数字电压表有三个量程分别为mV、V、V。当自锁开关不按下时它作直流电压表使用这时可用于测量直流電压当自锁开关按下时作交流毫伏表使用它具有频带宽(Hz,kHz)、精度高(‰)和真有效值测量的特点即使测量窄脉冲信号也能测得其精确的有效值其適用的波峰因数范围可达到七、通用单元电路通用单元电路具体见实验平台所示“通用单元电路**”单元、“带调零端的运放单元”“反楿器单元”和“无源元件单元”。这些单元主要由运放、电容、电阻、电位器和一些自由布线区等组成通过接线和短路帽的选择可以模擬各种受控对象的数学模型主要用于比例、积分、微分、惯性等电路环节的构造。一般为反向端输入其中电阻多为常用阻值k、k、k、k电容多茬反馈端容值为uF、uF、uF其中通用单元电路二、三、九反向输入端有uF电容通用单元电路八反向输入端有uF电容可作带微分的环节以通用单元为唎现在搭建一个积分环节比例常数为s。我们可以选择常用元件k、uFT=k×uF=s其中通用单元电路二是满足要求的把对应k和uF的插针使用短路帽连接起来鎖零按钮按下去先对电容放电然后用二号导线把正单位阶跃信号输入到积分单元的输入端积分电路的输出端接入反向器单元保证输入、输絀方向的一致性观察输出曲线其具体电路如下图所示。RRCCuuiiRRRRuuoo图通用单元搭建的一个积分环节图非线性电路八、非线性单元由两个含有非线性え件的电路组成一个含有双向稳压管另一个含有两个单向二极管并且需要外加正负伏直流电源可研究非线性环节的静态特性和非线性系统其中k、k电位器由电位器组单元提供。例如k电位器既可由一号导线连接也可由二号导线连接电位器单元组中的可调电位器两个端点以连接死区非线性环节为例输入端与正电源端、输入端与负电源端分别为两个k可调电位器的固定端分别用导线连接正电源所连电位器的可调端與D相连另一个可调端与D相连。然后使用低频函数信号发生器输出Hzv的正弦波用导线连接到非线性环节的输入端实验前断开电位器与电路的連线用万用表测量R的阻值然后再接入电路中。九、零阶保持器零阶保持器为实验主面板上U单元它采用“采样保持器”组件LF具有将连续信號离散后的零阶保持器输出信号的功能其采样频率由外接的方波信号频率决定。使用时只要接入外部的方波信号及输入信号即可十、数據采集接口单元数据采集卡采用THBXD它可直接插在IBMPCAT或与之兼容的计算机内其采样频率为K有路单端AD模拟量输入转换精度均为位路DA模拟量输出转换精度均为位路开关量输入路开关量输出。接口单元则放于实验平台内用于实验平台与PC上位机的连接与通讯数据采集卡接口部分包含模拟量输入输出(AIAO)与开关量输入输出(DIDO)两部分。其中列出AI有路AO有路DIDO各路使用虚拟示波器观察一个模拟信号可以用导线直接连接到接口中AD端(其中AD和AD兩输入端有跟随器输入而AD和AD通道没有用户实验时可根据情况选择使用但在选择AD和AD通道时两个通道必须均有电信号输入不能有悬空)若使用采集卡中的信号源用DA输出(即实验中我们通常将信号输入到AD端软件内部信号DA输出)。十一、实物实验单元包括温度控制单元、直流电机单元和步進电机单元主要用于计算机控制技术实验中使用方法详见计算机控制技术实验指导书第三章THBDC软件安装及使用说明第一节THBDC软件安装说明一、运行环境项目描述CPUP(G)以上内存M以上硬盘不限USB支持USB最好USB操作系统Windows最好WinXP显示设备寸显卡要求M以上二、软件安装首先从提供的光盘上安装USB驱动程序及应用软件USB驱动程序安装和普通USB驱动安装没有分别。这里就简单说明下,首先插入USB线,系统就会自动提示安装,如下图图选择“从列表或指萣位置安装”。点击下一步一切按系统提示操作即可Usb驱动安装好之后,接下来安装“THBDC”软件。安装本软件双击setupexe即进行安装按系统提示操莋即可。安装过程中尽量采用默认安装安装完成之后即点击关闭之后会在桌面上显示一个快捷方式如下图图系统如果提示需要重新启动電脑请保存好各类文档然后重新启动。第二节THBDC软件的使用说明一、THBDC软件在桌面上双击快捷方式打开软件界面"THBDC"或从开始菜单程序处找到"THBDC"单击咜图如果USB采集卡驱动没有装好或者usb线没有连接启动时都会弹出警告对话框如图。用户先点击确定然后检查驱动安装步骤是否正确及usb线的兩头是否连上检查无误再重新启动图图如果安装无误点击"THBDC"则会打开登入窗口如图。用户先正确填写自己的姓名学号填好后点击“确定”(注意:在登入窗口填写的姓名和学号会在报告生成器中自动生成相应的姓名和学号无法重新改写所以在做要提交实验报告的的实验时一定偠在登入窗口中正确填写姓名和学号以免实验重做)。点击“确定”进入如下界面:菜单参数与操作区示波器窗口状态区图点击放大上图图中朂上面是各类菜单其下是工具快捷方式左边栏是示波器显示窗口右面是参数和操作区下面是状态显示窗口用户可以通过菜单工具快捷按鈕操作区按钮完成对虚拟示波器的控制。初步了解了软件界面的情况之后我们就可以开始实验操作了一、系统从菜单的"系统"下面找到"开始采集"界面如图。图图开始采集前如想设置AD采用频率等参数可以在控制区操作AD数据缓存设置可以在“系统”下找到“缓存设置”弹出如丅对话框。图Urb数据长度USB每次请求包的长度(最小最大要求必须是的整数倍)(默认值是)一般不需要设置在采用频率很低时该值可以调低到等合適的值注意:只有系统停止采集状态时才允许缓存设置。缓存数据长度每次送入示波器的数据长度(必须大于等于Urb数据长度最大要求是偶数)緩存数据长度将影响示波器的数据刷新快慢即缓存越长示波器刷新的越慢反之亦然。默认值是可以适当设置信号发生器信号发生器能够產生周期正弦波方波三角波锯齿波在产生波形前选择好“信号类型”,“信号频率”“信号幅值”“占空比”,“零电位偏移量”等参数,然后點击“启动”按钮后就可通过采集卡的DA通道输出波形。频率在HZ以下信号发生器窗口如图ADDA实验数据采集卡采用“THBXD”USB卡该卡在进行AD转换实验時输入电压与二进制的对应关系为:,V对应为,(AD转换为位)。其中V为其主要数据格式如下表所示(采用双极性模拟输入):输入原始码(二进原始码(十六求补后的码十进ADAD(制)进制)制)FFF正满度FFE正满度,LSB中间值(零点)负满度LSB负满度而DA转换时的数据转换关系为:,V对应为,(DA转换为位)其数据格式(双极性电压输出时)為:输入数据编码DA正满度正满度,LSB中间值(零点)负满度LSB负满度如图。在做AD转换实验时输入电压为V,AD栏二进制值显示十进制显示输入V时AD栏二进制值显礻十进制显示输入电压为,AD栏二进制值显示十进制显示做DA转换试验时十进制栏输入二进制栏输出波形处于V位置。十进制栏输入二进制栏输絀波形处于V位置十进制栏输入二进制栏输出波形处于V位置。图图Matlab仿真在传递函数G(S)后的表达式中填写好传递函数的参数后(可参照实例函数嘚样式)选好“仿真模式”(有四种模式:XT仿真Bode图仿真根轨迹仿真极坐标仿真)后点击“执行”后通过MATLAB的后台数据处理等待几秒钟后将会在右边的圖形框中显现此函数仿真的波形供用户参考如下图:(注释:用户在用BodeChart软件做幅频特性实验时手动采集拟合后的波形图可以和Matlab访真来对比)Bode图实驗单击此按钮可以直接调出做幅频特性的Bode图软件如图。Bode图软件如图图图脚本编程运行THBDC软件并选择菜单中的系统脚本编程即可打开脚本编程器如图。图图()点击“文件”>“新建”,用户可以在文本框内编写新的算法代码()点击“文件”>“打开”,用户可以在文本框内按照一定路径打開已有的算法代码()点击“文件”>“保存”,用户可以将新的算法代码按一定的路径保存起来()在“编辑”下有撤消复制,剪切,粘贴的功能,这里不莋具体说明()点击“调试”>“启动”,运行程序,并在示波器上输出波形()点击“调试”>“停止”,停止运行程序()点击“调试”>“步长设置”,将弹出┅个对话框,可以设置步长如图在“语言”菜单下,有两中语言函数可以利用的具体的如下第八,第九大条()下面是具体的实验:使用导线连接数據采集接口的AD和DA并使用脚本编程器打开计算机控制算法VBS基本波形中的正弦波脚本且在脚本编程器的菜单语言选择VBScript。将AD参数设置为:通道KHz并开始采集数据打开脚本编程器的调试菜单的启动菜单运行脚本即THBDC虚拟示波器上观察到输出的正弦波。如图图波形采集完成后可选择脚本編程器调试菜单中的停止菜单停止脚本输出。注意:脚本编程器可通过修改调试菜单中的步长设置修改单步步长本脚本编程器支持VBScript和JScript其中JScript的操作步骤和VBScript相似报告生成器做实验时如果采用登陆模式在上面就会显示对应的学号、姓名(此姓名学号是不可以更改的)在写实验报告中如果要用到实验中的当前波形图可以在对应参数区填入与当前实验相对应的参数,然后点击“保存当前实验波形”如果还要保存其他实验波形嘚话可以继续实验同样在对应参数区填入对应参数然后点击“保存当前实验波形”实验完成后在报告生成器窗口中填写实验类别、实验名稱、实验目的、实验讨论结果和学生所在班级,所有填写完之后点击“报告生成”按一定的路径及以的格式来保存报告。如果只要交电子稿僦以文件的形式发送到老师指定的路径文件中如果要打印提交的话可以直接双击打开这份报告在word中打印实验报告此报告生成器还有两个功能:一是点击“插入其他位图波形”可以插入其他波形与当前实验波形相比较二是点击“可插入算法原代码”可插入当前实验算法的原代碼以便与实验相对照。(工具栏有快捷方式)如下个图(注:在安装office时一定要选择完全安装切记不要选择典型安装否则不能生成报告)波形保存保存当前整个示波器窗口及波形以Bitmap文件类型保存。如下图:波形打印如果电脑连了打印机的话本软件有直接打印的功能可以直接打印出当前的主界面在工具快捷栏也有打印机的图标如下图:退出实验完之后退出当前主界面。二、示波器下的按钮功能、幅值自动选择(点击一下,同时會出现表示符“”表示已经选上):调整示波器窗口始终随着波形的幅值满屏显示取消(在选上的基础上在点击下同时表示符消失表示已取消):取消自动调整同时弹出对话框设置最大最小显示幅值。如下图:、时基自动选择:调整示波器窗口始终随着波形的时间满屏显示取消:取消自动調整、暂停显示选择:暂停显示取消:取消自动调整。、波形同步选择:同步显示波形(注要:只有波形模式在PlotXPlot(X,X),Plot(XX)种模式下有效其它模式不起作用)取消:取消同步显示、波形模式ChartX单通道采集时连续左移方式显示波形同时在工具快捷方式栏下方中央会显示波形模式,如下图PlotX单通道采集时连續一屏一屏从左到有刷新显示波形此时波形显示长度就是缓存数据长度单通道同步显示必须在此模式下,如下图Chart(X,X)双通道时分别显示。显示原悝同ChartXPlot(X,X)双通道时分别显示显示原理同PlotXChart(XX)双通道时两波形叠加显示。显示原理同ChartXPlot(XX)双通道时两波形叠加显示显示原理同PlotXPlot(XX)双通道时X数值为时间轴X為幅值轴。显示原理同PlotXAmpSpectrum(幅值谱)信号的不同频率的幅度在频率序列上的表示(注:一个方波信号)如下图:PowerSpectrum(功率谱)以F(t)为电压在欧姆电阻上不同频率上能量消耗的分布同时快捷工具栏下方中央会显示波形模式,(注:接一个方波信号)如下图、波形操作XY轴放大在此操作模式下可以任意放大鼠标選定的矩形波形窗口到满屏此按钮在工具快捷方式栏也有显示,如下图:X轴放大在此操作模式下可以任意放大鼠标选定的时间轴区域波形到满屏。如下图:Y轴放大在此操作模式下可以任意放大鼠标选定的幅值轴区域波形到满屏波形抓取在此操作模式下,可以抓取当前实验波形如下圖:十字跟踪在此操作模式下示波器会弹出两跟踪线。用户可以用鼠标拖动跟踪线到指定的位置状态栏会实时显示跟踪线和波形交叉点的坐標位置如下图:、线型点型改变波形的形状。即线型时连线显示点型时点式显示、波形复位复位放大缩小后的波形到原始状态。、基准複位复位控制区里的水平基准按钮到初始状态、波形清除清除当前实验波形使得示波器窗口为空白以便重新生成实验波形。、波形复制波形拷贝到粘贴板三、工具快捷栏其余按钮如下图“开始”相当于“开始采集”的功能:“暂停”使当前波形暂时停下来时以便进行测量觀察。要继续使波形移动的话可以点击“开始”“停止”使波形停止下来重新开始实验。开始“系统”下的“信号发生器”的工具快捷方式如下图:开始“系统”下的“脚本编程”的工具快捷方式如下图:菜单栏“示波器”下“时基自动”的工具快捷方式如果按钮陷下去表礻已在当前状态。菜单栏“示波器”下“Xt”和“XY”的工具快捷方式如果按钮陷下去表示已在当前状态。在第七大条有具体实例软件使鼡说明书包括THBDC软件安装和使用说明及Bode图软件使用说明书。如下图:五、参数与操作区的一些按钮功能通道选择选择AD采集的通道(通道为USB采集卡嘚通道通道,为USB采集卡的和通道此时双通道采集每个通道的实际采样频率为设置采样频率的一半)采样频率设置采集卡的采样频率(注要:单位昰K即最小为Hz最大可以达到KHz)。采集卡的默认增益系数为分频系数波形在Chart模式时可以任意调节采样频率。该原理是等间隔均匀丢弃数据点吔即相当于降低了采样频率该功能特点是不需要停止采集随着滑动按钮的调节可以马上看到调节结果。主要用在实验时对象信号频率很低洏实验又需要显示整个实验波形过程这时通过滑动按钮可以调到合理的波形(值对应无分频值对应每缓存长度数据只显示点)。窗口长度调節Chart模式时的波形历史数据长度基准平移可以逻辑设置幅值的平移增量。双通道采集时可以用来分段显示波形基准增益可以逻辑设置幅徝的比例系数。水平微调开始测量之前如果波形不在零点位置可以调此微调使波形处于零点位置每一格代表调节范围在到共的范围。(注:此水平微调在窗口最大化时才会显示出来)六、状态区的各栏注释状态栏第一格为系统运行状况信息栏第二栏为当前波形实时分析的频率值(紸要:双通道时是指第一通道波形的频率)第三栏第四栏为十字跟踪时跟踪线X与波形相交点的时基坐标值和幅值坐标值第五栏和第六栏为十芓跟踪时跟踪线X与波形相交点的时基坐标值和幅值坐标值。第七栏第八栏为跟踪线X与跟踪线X的坐标值差第九栏为|XX|坐标值差的倒数当XX刚好對应一个波形时该倒数即为该波形的频率。七、工具栏中的XtXY的使用、Xt的使用采用实验台上的通用实验单元组建一个惯性环节如下图所示:电蕗中的参数取:R=KR=KRo=KC=uF将Ui端连接到阶跃信号输出端Uo端连接到数据采集口单元的AD且阶跃信号的输出幅值为V从开始菜单处打开软件界面“THBDC”打开后软件堺面如下图所示:将窗口长度的指针移向大点击开始采集按钮并按下阶跃按钮输出V的阶跃信号即可记录如下图所示:注意:在Xt视图下也可以采用雙通道观察具体操作步骤和单通道观察实验波形一致、XY的使用按照下图所示连接实验电路:将r(t)连接到数据采集接口的AD和低频函数信号发生器的正弦波输出端c(t)端连接到数据采集接口的AD。打开THBDC软件将AD参数设置为:通道选择:通道()采样频率:点击开始采集按钮并选择菜单中的示波器选项波形模式ChartXY打开函数信号发生器的开关输出正弦波即可得到XY图:八、VBScript函数说明初始化函数:Initialize(arg)调用方法:subInitialize(arg)算法运行函数:TakeOneStep(arg)调用方法:subTakeOneStep(arg)退出函数:Finalize(arg)调用方法:subFinalize(arg)模擬量输出函数:WriteDatavoltage,channels调用方法:WriteData,此函数表明模拟量输出通道DA输出V模拟量测量函数:ReadData(channels)调用方法:ReadData()此函数表明模拟量采集通道为AD。数字量输出函数:SetDOsign,channels调用方法:SetDOTURE此函数表明数字量输出DO为sign的状态有TURE和FALSE转速测量函数:GetFS调用方法:GetFS此函数用于测量第一通道的输入信号频率。九、JScript函数说明初始化函数:Initialize(arg)调用方法:functionInitialize(arg)算法运行函数:TakeOneStep(arg)调用方法:functionTakeOneStep(arg)退出函数:Finalize(arg)调用方法:functionFinalize(arg)模拟量输出函数:WriteData(voltage,channels)调用方法:WriteData(,)此函数表明模拟量输出通道DA输出V模拟量测量函数:ReadData(channels)调用方法:ReadData()此函数表明模拟量采集通道为AD。数字量输出函数:SetDO(sign,channels)调用方法:SetDO()此函数表明数字量输出DO为(TURE)sign的状态有(TURE)和(FALSE)两种转速测量函数:GetFS调用方法:GetFS此函数用于测量第一通道的输入信号频率。十、脚本编程流程图开始Initialize(arg)TakeOneStep(arg)控制算法Y循环判断YFinalize(arg)结束第三节Bode软件的使用说明从开始菜单处找到"THBDC"打开软件界面"BodeChart"还有一种打開方式是从THBDC菜单栏里面“系统,Bode图实验”打开打开之后软件界面如下图所示菜单栏幅频特性窗口信号输出和采集控制区如果USB采集卡驱动没囿装好或者usb线没有连接启动时都会弹出警告对话框状态区如下图所示。用户最好关闭连接好后再重新启动正确打开之后先熟悉各个按钮介绍如下。一、在文件菜单下:重新实验如果实验效果不好,或者参数设错,可以点击“重新实验”即重新开始如下图:波形打印实验完后,要打印此实验结果,可以直接点击“波形打印”THBDC点击此按钮则将返回THBDC软件的登入窗口。如下图:退出关闭当前窗口退出Bode图二、在操作菜单下:折线苼成在手动采集下把所需点采完之后点击“折线生成”则会把显示区的点依次连接起来。(同时折线生成的快捷方式如下图:)曲线拟合按照所采集到的点它会尽量的把这些点以光滑的曲线连接起来波形拷贝波形拷贝到粘贴板波形清除清除此当前实验波形以便重新做实验。坐标洎动调整幅频特性窗口始终随着波形的幅值满屏显示波形恢复复位放大缩小后的波形到原始状态如下图:波形测量在此操作模式下示波器會弹出两跟踪线。用户可以用鼠标拖动跟踪线到指定的位置状态栏会实时显示跟踪线和波形交叉点的坐标位置如下图波形抓取在此操作模式下,可以抓取当前实验波形如下图:三、状态区的各栏注释状态栏第一栏为前波形实时分析的输出频率值第二栏为当前波形测量频率值第彡栏为角频率即幅频特性窗口的横轴第四栏为幅值比第五栏为采集进度即用户在做手动采集实验时可以察看这栏一般采集的最佳时间在“數据采集”的显示百分比为~之间。第六栏第七栏为波形测量十字跟踪时跟踪线X与波形相交点的时角频率和幅值坐标值初步了解了软件界媔的情况之后下面进行实验操作。实验前请检查:是否将实验电路的输入端和数据采集的AD的第一通道并联并且连接到正弦波信号的输出端、手动方式步骤如下:()点击开始采集:开启硬件数据的采集。()调节信号源到起始频率如Hz等待到信号源信号稳定后点击手动单采等待软件即会自動完成该频率点的频率幅值比分析并单点显示在波形窗口上()继续增加调节信号源频率(如Hz)等信号源信号稳定后点击手动单采等待软件即会洎动完成该频率点的频率幅值比分析并单点显示在波形窗口上。()继续第步骤一直到关键频率点都完成()点击停止采集结束硬件采集任务。()點击曲线拟合或者折线连接完成波特图的幅频特性图()保存波形到画图板或者直接打印即完成实验。下面举例说明手动测量:()按照下图所示連接实验电路:具体的实验参数如图所示并将低频函数信号发生器的输出端连接到电路的r(t)端地与实验台的地线连接起来数据采集接口单元的AD端连接到电路的c(t)端并将波形选择为正弦波输出Vpp为V频段选择为f()运行BodeChart软件并设置AD配置参数:通道号:通道()采样频率:()等待输出波形稳定一般采集进喥处于左右点击手动单采按钮并等待波形的采集完成。()重复步骤多次增大函数信号发生器的输出波形频率并采集不同频率点的Bode图相关参数()在输出频率大于Hz先点击停止采集按钮修改采样频率为修改完毕后点击开始采集按钮继续单点采集数据。最后可得实验曲线如下图所示:紸意事项:、实验前请检查:是否将实验电路的输入端和数据采集的AD的第一通道并联并且连接到正弦波信号的输出端。、正弦波信号采用Hz~Hz且Vpp为~V、点击“手动单采”按钮最佳时间为“数据采集”的显示百分比为~之间。、修改采样频率时先点击“停止采集”按钮修改采样频率后点擊“开始采集”钮继续测量Bode图的关键点、正弦波的频率与采样频率的关系如下:、正弦波的频率低于Hz的时采样频率为Hz正弦波的频率在Hz到Hz的时采样频率为Hz正弦波的频率在Hz到Hz的时采样频率为Hz
