采样控制系统仿真

实验名称：采样控制系统仿真 1.实验原理 1)采样控制系统

x(t)

- + A/D 采样器 数字 控制器 A/D 信号重构器 被控对象 y(t) 采样控制系统框图

如上图所示：采样控制系统主要由以下四部分构成：采样开关或模数转换器；数模转换器或信号重构器。离散的数字控制器；连续的被控对象或被控过程；

从系统的结构看，采样控制系统与连续控制系统明显的不同之处是：系统中有一个或若干个采样开关。通过采样开关，将连续信号转变成离散信号，这个过程称为采样。

连续信号e(t)经过采样后变成了一脉冲序列。由于采样开关每次闭合的时间h远小于采样周期T，也远小于系统中连续部分的时间常数，因此在分析控制系统时可认为h趋于零。这样采样过程实际上可视为理想脉冲序列对e(t)幅值的调制过程。采样开关相当于一个载波为的幅值调制器。采样过程如图所示。

2)Simulink仿真采样控制系统

使用Simulink仿真库，能够方便的仿真各种离散信号的输入输出，及采样开关的工作原理。此次实验采用采样控制对广义对象进行控制仿真，以仿真采样控制系统。 2.实验控制对象分析

已知被控对象传递函数Gc?13s?1，中间环节有Gm?1.4?1.25z1?z?1?16.70.1s?1与单位反馈构成的控制系统，数字调节器G(z)?控制系统器系统框图：

G(z)，为双闭环

Gm(s)Gc(s)0.03 设置采样周期T = 0.1s 添加采样开关以后：

G(z)Gm(s)Gc(s)0.03

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43.实验方案 1)离散系统框图

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2）仿真步骤

A.建仿真模型并设置相应参数。 B.将输入设置为单位阶跃。

C.记录采样开关前后相应波形，及响应曲线 D.将输入设置为单位斜坡，重复以上步骤。 3）相应仿真设置

（1）传递函数设置 Z传递函数（PI） 被控对象

（2）阶跃输入设置 (3)单位阶跃设置

5.实验结果

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1）单位阶跃输入各部分仿真结果 （1）反馈环采样后曲线

（3）中间环节响应曲线

（4）单位输出响应

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