发布时间 : 星期一 文章计算机控制实验指导书(LABVIEW)2016.1.22.更新完毕开始阅读9a4299f5185f312b3169a45177232f60ddcce7d3
计算机控制技术实验指导书 由一个偏移电路环节（＋3V）与放大器电路环节组成。
R2R5R3-++R4R6+3vADCx(C8051F060)uiR0R1+3v-++0图1.1
（3）模拟量输入通道输入端口：实验设备面板上，有模拟量输入通道输入端口I1～I8。
3．实验设备中的模拟量输出通道 （1）主要功能：变C8051F060引脚DAC的单极性输出（0V～＋10V）为双极性输出（－10V～＋10V）。 （2）模拟量输出通道基本电路：见图1.2。 由一个偏移电路环节（－2.5V）与放大器电路环节组成。 R2DACxR0R1-2.5v图1.2-++R5R3-++R4R6Out（3）模拟量输出通道输出端口：实验设备面板上，有模拟量输出通道输出端口O1，O2。 4．C8051F060与上位机的关系与分工 C8051F060与上位机之间，通过USB2.0口完成数据通讯。以C8051F060为核心构成的数据采集系统主要完成模拟量采集、模数转换、数模转换和模拟量输出（零阶保持器）等功能。而数据处理与显示，包括有关信号发生、数字滤波、数字控制与虚拟仪器等功能则通过上位机实现。系统通过A/D变换器对模拟信号进行A/D转换，转换后的值通过USB2.0口通讯传至上位机，由上位机软件显示；将欲转换的数字量送至D/A变换器还原成模拟量。本系统中16位A/D，D/A为12位，可以通过LabVIEW程序编程设置取得其他较低的转换精度以达到实验目的。
有关C8051F060与上位机构成系统的具体使用方法，特别是有关上位机用户界面上的操作，请参阅“计算机控制上位机程序使用说明书”。
5．两路互为倒相的周期斜坡信号的产生
利用实验设备产生两路相位互差180?的斜坡信号的电路见图1.3，其中R0＝R1=R2，R3＝R4。在上位机界面上，选择测试信号为周期斜坡，在O1端得到周期斜坡信号，如图1.4.a所示，在I2和I1
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计算机控制技术实验指导书 端分别得到如图1.4.b、1.4.c所示互为倒相的周期信号。 R2O1O2R0R1-++R4R3-++I1I2图1.3
图1.4 6．软件编程实现测试信号发生
在上位机软件留给用户的编程接口中，编程实现典型信号的发生如正弦信号，周期方波信号，周期锯齿波信号，周期抛物线信号。
（1）正弦信号
y?Asin(?t??)，T?（2）方波
? A 0?t?T1y? ?? 0 T1?t?T
（3）锯齿波
2??
? at 0?t?T1y??? 0 T1?t?T （4）抛物线
?1
? at 0?t?T1y??2?? 0 T1?t?T 2 6
计算机控制技术实验指导书
实验二 数字滤波
一．实验目的
1．通过实验掌握数字滤波器设计方法。 2．学习并掌握数字滤波器的实验研究方法。
二．实验内容
1．产生实验测试用频率可变带尖脉冲干扰的正弦信号。 2．设计并调试数字化一阶惯性滤波器。 3．设计并调试高阶数字滤波器。
三．实验步骤
1．利用实验装置，设计和连接产生频率可变带尖脉冲干扰正弦信号的电路，并利用数据采集系统采集该电路输出信号，利用上位机的虚拟仪器功能进行测试，根据测试结果调整电路参数，使它满足实验要求；
2．根据信号频谱，设计并选择数字化一阶惯性滤波器的参数，编制并运行一阶惯性数字滤波程序，并观察参数变化对滤波效果的影响；
3．根据信号频谱，设计并选择高阶数字滤波器的参数，编制并运行高阶数字滤波器的滤波程序，并观察参数变化对滤波效果的影响；
4．改变干扰信号，设计产生如带方波干扰的正弦信号，带随机干扰的正弦信号电路，同上做实验。
5．对实验结果进行分析，并完成实验报告。
四．附录
1．测试信号的产生 利用实验装置，产生频率可变带尖脉冲干扰正弦信号的参考电路，如图2.1所示：
正弦信号R2R0R1-++R4R3-++2．一阶惯性滤波器及其数字化 一阶惯性滤波器的传递函数为：
尖脉冲干扰GF(s)?Y(s)1? X(s)?s?1图2.1利用一阶差分法离散化，可以得到一阶惯性数字滤波算法： ??其中T为采样周期，?为滤波时间常数。T和?必须根据信号频谱来选择。
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y(k)?TTx(k)?(1?)y(k?1) 计算机控制技术实验指导书 3．高阶数字滤波器
高阶数字滤波器算法很多，这里给出一种四阶加权平均算法：
y(k)?A1x(k)?A2x(k?1)?A3x(k?2)?A4x(k?3)
其中权系数Ai满足：
?A?1，类似地，Ai必须根据信号频谱来选择。
ii?144．实验系统程序编制与调试
参考计算机控制上位机程序软件使用说明书。
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