采样系统
空气采样报警系统施工方案
空气采样报警系统施工方案本文介绍了空气采样报警系统的施工方案。
在安装空气采样报警系统时，需要每间隔1.5-2.0m做管路固定，避免管路弯曲变形。
管路连接时应注意胶水用量，采样管与空气采样探测器间不要用胶水粘结。
采样孔应贴上采样孔标签纸作为标识，采样管转弯处不可使用直角90度弯头。
空气采样探测器通常安装在容易操作的位置，不得阻碍设备排气。
每台空气采样探测器至少提供三种信号输出，并接入到通用火灾自动报警系统。
采样管距墙的最远距离不应大于管距的一半，采样孔周围0.5m内不应有遮挡物。
空气采样探测器不得放置在温度或湿度超出特定工作范围的区域。
电源线、网络线、控制线均安装在金属管内。
采样管选用外径25mm，内径20～21mm管材，建议使用较美观及硬度较好的U-PVC或ABS管材。
固定件可采用C型钢、夹片、管夹、扎线带、吊杆等。
在施工过程中，需要注意以上事项。
为保证采样管尺寸精度和防止碎屑的影响，建议使用切管器剪断采样管，而不是使用锯子。
采样管的安装形式应适合空气样本的采集。
在易碰撞的地方，需要注意安装形式和间距，以避免意外事件的发生。
初次安装空气采样报警系统的安装人员应按照设计图纸安装每一根采样管。
如果实际情况与图纸有差异，安装人员应在管路、部件等增加或减少时做出相应的注释。
如果差异较大，安装人员需要要求设计人员确认变动是否影响系统性能。
对于烟雾探测系统而言，管路接头的牢固和不漏气是至关重要的。
在采样管路中的每一个接头都必须用胶粘严，但不要在采样管与空气采样探测器之间加胶。
粘接时，只能使用专用的采样管粘合剂。
施工时需要注意胶水适量，不能过量涂抹导致管路堵塞。
如果采样管上没有明显的标示，应在管路上一定的间距贴标签，以表明管号、机号、管路性质等信息。
建议标签间距为2-3米。
在钻孔时，应使用低转速钻孔，并避免使用钝的钻头或高速强迫打孔，以避免塑料屑进入管路，导致管路不畅或断裂。
采样孔的孔径大小一般为2-3mm，采样管路的末端必须配上管帽，管帽的开孔大小一般为4-5mm。
ICP工作原理
ICP工作原理ICP（Inductively Coupled Plasma）是一种常用的离子源和等离子体源，广泛应用于质谱分析、原子发射光谱分析和原子吸收光谱分析等领域。
本文将详细介绍ICP的工作原理及其相关的过程。
1. ICP的基本原理ICP是一种高温等离子体发生器，其基本原理是利用高频电磁场将气体转变为等离子体。
具体来说，ICP由一个高频发生器、一个等离子体发生器和一个采样系统组成。
2. 等离子体发生器等离子体发生器由一个高频线圈和一个石英管组成。
高频线圈通过高频电磁场激发气体，使其转变为等离子体。
石英管起到隔离气体和等离子体的作用，同时也起到冷却等离子体的作用。
3. 等离子体的形成当高频电磁场通过高频线圈时，产生的交变电流会在石英管内形成一个强大的磁场。
这个磁场会使石英管内的气体分子发生共振吸收，进而激发电子从原子或分子中脱离，形成等离子体。
等离子体中的电子和离子以及中性粒子之间相互碰撞，使得等离子体保持稳定。
4. 采样系统采样系统是ICP中的重要组成部分，用于将待分析样品引入等离子体中。
通常采用喷雾装置将液体样品转化为气溶胶，然后通过气流将气溶胶引入等离子体中。
在等离子体中，气溶胶会被加热并分解成原子或离子，进而进行分析。
5. 分析过程在ICP中，待分析样品经过气溶胶化后，进入等离子体。
在等离子体中，样品中的原子或离子会被激发，产生特定的光谱线。
这些光谱线经过光学系统的收集和分析，最终得到样品中不同元素的含量信息。
6. 优势和应用ICP具有高灵敏度、广泛的线性范围和较低的检出限等优势，使其在地球化学、环境监测、食品安全等领域得到广泛应用。
例如，在地球化学研究中，ICP可以用于分析岩石、土壤和水中的微量元素，从而揭示地球内部的构造和地球化学过程。
总结：ICP是一种利用高频电磁场将气体转变为等离子体的设备。
通过等离子体发生器和采样系统，待分析样品可以被引入等离子体中进行分析。
ICP具有高灵敏度和广泛的应用领域，被广泛应用于质谱分析、原子发射光谱分析和原子吸收光谱分析等领域。
(自动控制原理)采样控制系统
且有 deg M( s ) ≤ deg N( s )以及 deg N( s ) = n . 展开成部分分式和的形式， 将 X(s)展开成部分分式和的形式，即
n
Ai X(s)= ∑ i =1 s + si 式中： 的零点， 的极点， 式中： i 为 N(s)的零点，即 X(s) 的极点，且设为 s
①线性性质 若 Z[ x1(t )] = X 1( z ), Z[ x2(t )] = X 2( z ) , a1, a2为常数 则 Z[a1 x1(t )+ a2 x2(t )] = a1 X 1( z )+ a2 X 2( z ) ②平移定理 若 Z[ x(t )] = X( z )
Z[ x(t + kT )] = z k X( z )− z k − j x( j ) ∑ 则 j =0 Z[ x(t − kT )] = z − k X( z ) 若 k = 1时，有 Z[ x(t + T )] = z[ X( z )− x(0)] Z[ x(t − T )] = z −1 X( z )
若上述级数收敛，则称 E ( z ) 为采样信号的z变换。 为采样信号的z变换。 若上述级数收敛， 为了书写方便， 为了书写方便，通常写成 E ( z ) = Z [e(t )] ,但仍理 变换。 解为是对取 Z 变换。
（2）常用函数的 Z 变换和 Z 变换的性质 变换见表8 1）常用普通时间函数的 Z 变换见表8-1 表8-1 Z 变换表
* n=0
+∞
( n 式中 e nT ) = e t )t = nT ， (
6_离散控制系统
[
]
上式可以将E*(s)与离散时域信号e*(kT)联系起来，可以直接看 出e*(t)的时间响应。但是e*(t)仅描述了e(t)在采样时刻的值， 所以E*(s)不可能给出e(t)在两个采样时刻之间的任何信息。 采样周期为T，则采样频率为 但一般简称后者为采样频率。
fs = 1 T
，采样角频率为 s =
25zLeabharlann 换理论e 由于采样信号的拉氏变换是s的超越函数，出现指数 项 ，无法得到象线性连续系统中那样的特征方程为线 性代数方程。
z变换将复平面问题转化为Z平面上的问题：断续信号的拉氏变 ∞ 换为 X * ( s ) = x(kT )e kTs
kTs
∑
k =0
s平面： 引入变量 z = e Ts ，s = 1 ln z ，则得z变换的定义式： T
9
采样信号
2、单位脉冲函数 δ (t ) 为单位脉冲函数，脉冲的宽度为无限 小、幅度为无限大，而面积为1。
δ (t ) =
1 t = 0 0 t ≠ 0
3、单位脉冲序列函数 冲函数的序列。
δ T (t ) =
∞ k = ∞
下式为单位脉冲序列函数，它是单位脉
∑ δ (t kT ) = δ (t ) + δ (t T ) + L + δ (t kT ) + L
22
零阶保持器
2、零阶保持器的频率特征 用 jω 代替式中s的，得零阶保持器的频率特性
e jx e jx sin x = 2j (e
j 1 ωT 2
e 1 e = Gh ( jω ) = jω sin( ω2T ) 1 jωT Gh ( jω ) = T ωT e 2
2
自动控制原理第七章 采样控制系统
展开为部分分式，即
E ( s)
1 1 1 [ ] 2 j s j s j
求拉氏反变换得 e(t ) 1 [e jt e jt ] 2j 分别求各部分的Z变换，得 Z [e* (t )] 1 [ 化简后得
E( z) z sinT z 2 2 z cosT 1
e(t ) e(nT ) e(nT )(t nT ) e (nT ) (t nT ) 2 2! nT t (n 1)T
外推法: 用采样点数值外推求得采样点之间的数值.
只取第一项 ---- 零阶保持器. 只取前两项 ---- 一阶保持器.
e*(t)
一阶保持器比零阶保持器信号恢复更
自动控制原理
蒋大明
一.Z变换
1. Z变换定义：
Z e
TS
S
*
1 ln Z T
代入上式得:
E ( z) E ( s)
1 s ln z T
e( nT ) z
n 0
n
E ( z ) e(0) Z 0 e(T ) Z 1 e(2T ) Z 2
e(kT)表征采样脉冲的幅值，Z的幂次表征采样脉冲出现的时刻。
-at
(a >0)的Z变换。
e(nT) = e
-a nT
(n = 0, 1, …)
代入Z变换的定义式可得
E(z) = 1 + e
若|e
–aT
-aTz -1
+ e
-2aTz -2
+ e
-3aTz -3
+ …
z
-1|
< 1，该级数收敛，利用等比级数求和公式，其Z变换
控制工程基础-计算机采样控制系统(2)
11
脉冲传递函数（10）
1.有采样开关分隔的两个环节串联时，其脉冲传递函数等于各 环节的脉冲传递函数之积。
X (z) G1(z) R(z)
C(z) G2 (z) X (z)
将X(z)代入C(z) C(z) G2 (z)G1zRz
Cz Rz
G1
z
G2
z
2.没有采样开关分隔的两环节串联时，其脉冲传递函数为各个
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第九章 计算机采样控制系统
15
脉冲传递函数（14）
令
G' p s Gp ss
并根据前面介绍的环节串、并联脉冲传递函数求取方法，参照上图
，则带保持器的广义控制对象脉冲传递函数
Gz
C1
z C2 U z
z
G1z
G2
z
G1z
C1 z U z
Z
Gp' s
Z
g p' t
G2z
1 G1H (z)
闭环传递函数 (z) 的推导步骤：
1) 在主通道上建立输出 C(z)与中间变量 E(z)的关系；
2) 在闭环回路中建立中间变量 E(z) 与输入 R(z) 的关系；
3) 消去中间变量 E(z)，建立C(z) 和 R(z) 的关系。
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第九章 计算机采样控制系统
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脉冲传递函数（20）
Gz ZGs
即符号 ZGs、ZL1Gs 和 Z g*(t) 、 ZgkT 是等价的。
Gz Zg*(t) ZgkT ZL1Gs ZGS
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第九章 计算机采样控制系统
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脉冲传递函数（6）
如果系统的输入为任意函数 的采样脉冲序列 r(kT) ，其Z变换
分样器原理
分样器原理1. 引言分样器是一种常见的实验仪器，广泛应用于化学、生物、环境科学等领域。
它可以对复杂样品进行分析和分离，帮助科研人员获取有关样品的各种信息。
本文将详细介绍分样器的原理，包括其基本结构、工作原理以及应用场景。
2. 分样器基本结构分样器通常由以下几个主要部分组成：2.1 采样系统采样系统是分样器的核心部分，用于收集样品并将其导入分离装置。
采样系统一般由样品容器、进样针和进样管道组成。
样品容器用于存放待分析的样品，进样针负责将样品吸取或注入进样管道。
2.2 分离装置分离装置是分样器的关键组件，它使得样品可以按照一定规则被分离出来。
常见的分离装置有液相色谱柱、气相色谱柱、毛细管电泳等。
这些装置根据不同的分离原理，可以实现样品的分离和纯化。
2.3 检测系统检测系统用于对分离后的样品进行定性或定量分析，常见的检测系统有紫外-可见分光光度计、荧光光度计、质谱仪等。
检测系统根据不同的检测原理，可以获取样品的各种信息。
3. 分样器工作原理分样器在工作时，按照以下步骤进行：3.1 样品进样首先，待分析的样品被放置在样品容器中，并通过进样针吸取到进样管道中。
进样过程中，样品的体积和浓度可以根据实际需要进行调节。
3.2 样品分离进样后的样品被导入分离装置，根据不同的分离原理，样品会在分离装置中分离出不同的组分。
分离的效果与分离装置的类型、条件及实验操作等因素有关。
3.3 分离物检测分离后的样品通过检测系统进行检测，可以获取样品的特征信息。
检测系统根据不同的检测原理，会产生相应的信号，并将其转化为可读取的数据。
3.4 数据分析最后，通过对检测数据的分析，可以得到样品的定性或定量结果。
数据分析的方法与样品的性质、分离物的特征以及研究目的等有关。
4. 分样器应用场景分样器在科学研究和实际应用中有着广泛的应用场景，下面介绍其中几个常见的应用场景：4.1 生物医药研究分样器可以用于样品的纯化和分析，帮助研究人员获得有关药物、蛋白质等生物分子的结构和功能信息。
空气采样系统调试和测试的相关规定
空气采样系统调试和测试的相关规定
内容来源——《火灾自动报警系统施工及验收标准》GB50166-2019
4.3.10应对管路采样式吸气感烟火灾探测器的采样管路气流故障报警功能进行检查并记录，探测器的采样管路气流故障报警功能应符合下列规定：
1、应根据产品说明书改变探测器的采样管路气流，使探测器处于故障状态，探测器或其控制装置的故障指示灯应点亮；
2、火灾报警控制器的故障报警和信息显示功能应符合本标准第4.1.2条的规定；
3、应恢复探测器的正常采样管路气流，使探测器和控制器处于正常监视状态。
4.3.11应对管路采样式吸气感烟火灾探测器的火灾报警功能、复位功能进行检查并记录，探测器的火灾报警功能、复位功能应符合下列规定：
1、应在采样管最末端采样孔加入试验烟，使监测区域的烟雾浓度达到探测器报警设定阈值，探测器或其控制装置的火警确认灯应在120s内点亮并保持；
2、火灾报警控制器的火灾报警和信息显示功能应符合本标准第4.1.2条的规定；
3、应使探测器监测区域的环境恢复正常，手动操作控制器的复位键后，控制器应处于正常监视状态，探测器或其控制装置的火警确认灯应熄灭。
空气采样报警系统施工方案
空气采样报警系统施工方案一、项目背景近年来，空气污染问题越来越受到人们的关注。
为了更好地监测和预警空气污染情况，空气采样报警系统应运而生。
本施工方案将详细介绍空气采样报警系统的施工步骤和相关要求。
二、施工步骤1. 前期准备在施工前，需进行细致的准备工作。
首先，需要进行现场勘测，确定系统设备安装的位置。
其次，根据设计方案，购买所需的设备和材料。
最后，组织施工人员，明确各人的职责和任务。
2. 安装传感器根据设计图纸要求，按照一定的间距和高度，在待安装的位置开孔。
然后，将传感器固定在开孔处，并连接好电线。
注意传感器的安装位置应避免受到干扰，确保采样的准确性和稳定性。
3. 安装采样器将采样器安装在合适的位置，通常选择空气流通较好的地方，确保采样的精确性。
采样器的安装要求平稳固定，以减少振动和噪音对采样结果的影响。
4. 连接管路根据设计方案，安装好采样器与传感器之间的管路。
在管路连接处，应注意密封性，以防止气体泄露。
同时，应保证管路的畅通，避免因阻塞导致采样问题。
5. 接通电源在完成传感器和采样器的安装后，接通电源。
检查所有电线连接是否牢固，并确保电线的接地连接良好。
接通电源后，进行相关的调试和测试。
6. 试运行与调整对安装完成的系统进行试运行和调试。
通过检查传感器的反馈和采样器的运行情况，确认系统是否正常工作。
同时，根据实际情况对系统进行必要的调整和优化。
7. 编制施工报告在完成系统的试运行和调整后，编制施工报告。
报告内容应包括系统的安装位置、传感器和采样器的型号和数量、管路连接方式、电源接线图等详细信息。
三、施工要求1. 安全第一在整个施工过程中，安全是首要考虑的因素。
施工人员需戴好安全帽、防护眼镜等个人防护用具，并遵守相关的安全标准和操作规程，以确保施工过程的安全。
2. 严格遵循设计方案施工人员要准确无误地按照设计方案进行安装和连接。
对于不确定的细节，应及时与设计人员进行沟通和确认，保证每个环节都符合要求。
VESDA空气采样探测系统
地板下采样的采样管固定在地面 或活动地板支柱上，常用于监视地 板下有大量电缆的场合。如下图所 示：
2、毛细管采样
毛细管采样具有灵活、隐蔽的
特点，它可以伸入设备内部采样，
可以将采样管和采样点隐蔽起来，
而机柜不内采影样响建筑物内的美观。
为了保护机柜内的各种设备，机柜内采样可以对机柜内的电 子元件、电缆等设备因过热而产生的烟雾提供最早的警报。由于 这种方式具有高度的区域性，采样是在机柜内进行，对于气压的 不同，以及其它污染造成的影响因素会减少。应用了机柜内采样 的VESDA探测器能更加迅速的进行探测，在出现烟雾之前就发出 一级警报，对于封闭在柜中的设备尤为适用。
护区域内抽取空气样品，这些样品经高效过滤器滤掉悬浮的灰尘和尘埃颗 粒后，进入探头内的精密采样室，空气样品一旦进入采样室就受到高强度 宽光谱光源的照射。很小一部分的入射光受到空气样品中悬浮颗粒的散射 而进入高灵敏度固态接收器。接收器产生一个表示空气样品污染(烟)浓度 的信号。
如果有烟粒子存在，光束将产生散射，激光接收器接受散射的光信号 。根据测得散射光的强弱变化，测量出空气样本中的烟粒子量。测量的信 号经软件处理后，与预先设定的报警阈值比较，如达到某一报警阈值，则 在显示器上给出相应的报警信号。
VESDA系统配置软件 VESDA系统配置软件(VSC)可以对VESDA系列产品（包括
VESDA烟雾探测器，LCD编程器）进行设置、调试和维护。 VSC软件可以对单个的VESDA探测器进行设置，也可以对整 个VESDA网络进行设置。VSC软件包含了以往老的VESDA软件 （VConfigBasic和VConfigPro）版本的全部特性，并增加 了一些新的特性，使系统设置、故障探测和事件诊断等操 作更加方便、快捷。
自动控制原理第七部分采样系统
稳定性判据
用于判断采样系统的稳定性，如 Nyquist稳定判据和Bode图分析方法。
稳定性分析方法
通过分析采样系统的极点和零点分布、 频率响应特性等，评估系统的稳定性。
03
采样系统的性能分析
采样系统的频率响应
频率响应
描述了系统对不同频率输入信号的响应特性， 通常用频率特性函数表示。
带宽
指系统能够处理的最高频率，决定了系统处 理信号的能力。
只有稳定的系统才能在实际应用中得到有效 控制。来自采样系统的动态性能分析
阶跃响应和脉冲响应
描述了系统对阶跃信号和脉冲信号的响应特 性。
动态性能的定义
系统对输入信号的响应速度和超调量等动态 特性。
动态性能的优化
通过调整系统参数，改善系统的动态性能， 以满足实际应用需求。
04
采样系统的设计
采样系统的设计原则
在航空航天控制中的应用
导航与定位
采样系统能够实时采集航空航天器的位置、速度、姿态等数据，通 过导航与定位算法，实现航空航天器的精确导航和定位。
姿态控制
采样系统能够实时采集航空航天器的姿态数据，通过姿态控制算法， 实现航空航天器的稳定飞行和精确机动。
自主决策
采样系统能够实时采集航空航天器周围的环境信息，通过自主决策 算法，实现航空航天器的自主避障、路径规划等任务。
采样系统的基本原理
采样系统基于时间离散化原理，通过 在等间隔时间点上获取输入和输出信 号的样本值，再根据这些样本值进行 计算和控制，以实现对连续时间系统 的近似或重构。
采样系统的组成
采样器
采样器是采样系统的核心部件， 负责在等间隔时间点上采集输入 和输出信号的样本值。
保持器
保持器用于在两次采样间隔期间 保持输出信号不变，以实现连续 时间系统的近似或重构。
夏德铃《自动控制理论》(第4版)笔记和考研真题详解(采样控制系统)【圣才出品】
第8章 采样控制系统8.1 复习笔记1．模拟信号与数字信号（1）模拟信号模拟信号是指在时间上连续，在幅值上也连续的信号。
（2）数字信号离散信号是指有一处或数处的信号在时间上离散的信号。
2．采样系统（1）系统框图典型的采样系统框图如图8-1所示：图8-1 采样系统（2）控制流程①由输入信号和反馈信号确定误差信号；②误差信号经过采样开关后变成脉冲序列；③控制器对采样信号进行处理；④处理后的采样信号经过保持器去控制被控对象。
（3）采样控制特点②用计算机实现的数字控制器具有很好的通用性；③可以用一台计算机分时控制若干个对象。
一、采样过程及采样定理1．采样过程（1）定义采样过程是指按照一定的时间间隔对连续信号进行采样，将其变成在时间上离散的脉冲序列的过程。
用来实现采样过程的装置叫做采样器或采样开关。
（2）采样简介①采样时间：采样持续时间ε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，在分析采样控制系统时，可以近似地认为ε→0。
②采样过程：采样过程可以看成是一个脉冲调制过程。
如图8-2所示。
图8-2 单位脉冲序列（3）采样表达式①单位脉冲序列δT（t）的数学表达式为：②脉冲调制器的输出信号e*（t）可表示为2．采样定理（1）离散信号频谱①采样信号e*（t）的傅里叶变换②离散信号频谱图上式所对应的离散信号频谱如图8-3所示图8-3 离散信号频谱（2）香农采样定理只有在（即采样频率大于等于两倍连续信号的最大频率）的条件下，才能将采样后的离散信号无失真的恢复为原来的连续信号。
二、保持器保持器是一种采用时域外推原理的装置，常用的有零阶保持器和一阶保持器。
1．零阶保持器（1）定义零阶保持器是指采用恒值外推规律的保持器。
它把前一采样时刻nT 的采样值e （nT ）不增不减地保持到下一个采样时刻。
（2）输出信号零阶保持器的输入信号和输出信号的关系如图8-4所示。
图8-4 零阶保持器的输入和输出信号（3）幅频特性零阶保持器的幅频特性如8-5所示：图8-5 零阶保持器的幅频特性（4）特点①零阶保持器的幅值随角频率w 的增大而衰减，具有明显的低通滤波特性；②采用零阶保持器将产生相位滞后，会降低系统的相对稳定性。
采样机的工作原理
采样机的工作原理
采样机是一种用于取样物料的设备，广泛应用于煤炭、矿石、化工、建材等行业。
它的工作原理主要包括取样系统、传动系统和控制系统三个部分。
首先，取样系统是采样机的核心部件，它通过旋转切割或横向切割的方式，将
物料从输送带上取下一部分，然后送入样品分析仪进行分析。
取样系统的设计和工作原理直接影响到采样机的取样精度和可靠性。
其次，传动系统是采样机的动力来源，它通过电机驱动传动装置，使取样系统
能够按照设定的速度和轨迹进行工作。
传动系统的设计和工作原理直接关系到采样机的稳定性和运行效率。
最后，控制系统是采样机的大脑，它通过传感器实时监测取样过程中的各项参数，然后根据设定的程序和算法，对传动系统进行调节和控制，以保证取样的精度和稳定性。
控制系统的设计和工作原理直接影响到采样机的自动化程度和智能化水平。
综上所述，采样机的工作原理主要包括取样系统、传动系统和控制系统三个部分，它们共同作用，保证了采样机能够准确、稳定地进行取样工作。
在实际应用中，我们需要根据具体的物料特性和取样要求，选择合适的采样机，并且合理设计和调整取样系统、传动系统和控制系统，以保证采样机能够达到最佳的工作效果。
采样控制系统的分析
采样控制系统的分析1. 引言采样控制系统是现代自动控制系统中的一个重要组成部分。
它通过对被控对象进行采样和控制操作，实现对系统动态特性的精确控制。
本文将对采样控制系统进行深入分析，包括系统的基本原理、特点以及应用。
2. 采样控制系统的基本原理采样控制系统是基于采样周期的自动控制系统，其基本原理是通过周期性采样对被控对象的状态进行测量，并根据测量结果进行控制操作。
采样系统由采样器、控制器和执行器组成。
2.1 采样器采样器是采样控制系统中用于对被控对象进行采样的部件。
它包括传感器和采样信号处理器两部分。
传感器将被控对象的状态转换为电信号，而采样信号处理器则对传感器输出的信号进行采样和处理，获得被控对象在每个采样周期内的状态。
2.2 控制器控制器是采样控制系统中用于根据采样结果进行控制操作的部件。
它根据被控对象的状态和目标控制要求，计算并输出控制信号。
常见的控制器包括比例-积分-微分（PID）控制器、模糊控制器等。
2.3 执行器执行器是采样控制系统中用于执行控制操作的部件。
它接收控制信号并将其转换为对被控对象的操作，实现对被控对象状态的调节。
常见的执行器包括电动执行器、气动执行器等。
3. 采样控制系统的特点采样控制系统具有以下特点：3.1 时变性由于采样控制系统是周期性的，它对被控对象的控制是离散的。
这使得系统在不断变化的环境和外界干扰下，能够对被控对象的状态进行实时调节。
3.2 数字化采样控制系统使用数字技术对被控对象进行采样和控制，使得系统具有较高的精度和稳定性。
此外，数字化还使得系统易于实现自动化和远程控制。
3.3 离散性采样控制系统是离散系统，它通过周期性采样和控制操作来实现对被控对象的控制。
这种离散性使得系统具有一定的响应速度和抗干扰能力，但也会对系统的控制性能产生一定影响。
4. 采样控制系统的应用采样控制系统广泛应用于工业自动化、航空航天、电力系统等领域。
4.1 工业自动化在工业自动化中，采样控制系统用于对机械设备、生产线等进行控制。
采样反吹控制系统操作手册
YQ-FC型采样反吹控制系统操作使用手册锦州华冠环境科技实业公司YQ-FC型采样反吹控制系统能够产生一定压力和流量的仪用压缩空气对采样探头反吹、一路皮托管（或其他仪表）反吹，清洗采样探头过滤器，疏通皮托管插入烟道中全压取样管，防止采样探头过滤器、皮托管取样管堵塞。
一、结构特点1、结构：YQ-FC由空压机、空压机定时排水阀、欠压报警开关、气水分离器等组成。
图1YQ-FC采样反吹控制系统气路图2、主要特点：1）空压机采用无油式，免维护。
2）空压机储罐排水定时自动控制。
3）设有欠压报警。
二、主要技术数据1、压缩空气：压力 0.5～0.7MPa，排气量100 l/min2、欠压报警值： 0.165MPa3、供电电压：220VAC/50Hz 负载：最大1200W4、环境温度： +5～45℃5、防护等级： IP45四、安装五、启动1、启动采样反吹控制系统电源取自监测室内电源控制箱，接通电源后，合上总电源开关空压机开始工作，空压机压力控制在0.6MPa。
2、设置1）空压机储罐定时排水由安装在烟气采集控制柜内的PLC控制，排水时间出厂设置每天23：59排水一次，30秒/次。
2）欠压报警压力为0.165MPa，当空压机压力低于设定的压力值时，压力开关输出一开关信号给烟气采集控制系统。
六、维护保养与故障维修1、维护保养A、每周拉动空压机上安全阀之拉环以确定功能是否正常，检查压力开关之功能是否正常，设定压力是否在0.6Mpa规定内。
B、每月检查所有空气管路系统是否有泄露，检查各部件螺丝或螺母是否有松动现象2、故障维修。
采样控制系统
添加标题
01
长除法
添加标题
02
分子除以分母，将商按z－1的升幂排列：
添加标题
03
将F(z)的分子，分母多项式按z的降幂形式排列。
添加标题
04
实际应用中，常常只需计算有限的几项就够了。
例
2.部分分式法
步 骤 ① ② 对 进行部分分式展开 ③ 将 同乘以 z 后变为F(z) ④ 由典型信号的z变换可求出 f *(t) 或 f (kT)
相角滞后可达－180°，使闭环系统的稳定性变差。
添加标题
理想低通滤波器
时间延迟
零阶保持器的输出为阶梯信号eh(t) ，其平均响应为 e[t－(T/2)] ，表明输出在时间上要滞后输入T/2，相当于 给系统增加了一个延迟环节，不利于系统的稳定性。
§8－2 Z变换
一. Z变换的定义 f(t) —— 连续信号 —— 采样(离散)信号 —— 采样点上的信号值 习惯上称为f(t)的Z变换。
T
采样控制系统
e(t)*：离散信号
采样周期。 采样开关每隔时间T闭合一次，每次闭合时间为τ
r(t) e(t) e(nT) u(nT) u(t) c(t) A/D 数字计算机 D/A 被控对象 b (t) 检测环节
02
e *(t) eh (t)
03
T 2T …….. t 0 T 2T ……….. t
关于函数F(z)zk-1在极点处的留数计算方法如下：
若pi为单极点，则
若F(z)zk-1有ri 阶重极点，则
例 8-11：设z变换函数 ，试用留数法求其z反变换。
解：因为函数 有p1=－1 ，p2=－2两个极点，极点处的留数
c*(t)
离散系统的基本概念
离散系统的基本概念(2)
Z变换：是拉氏变换的一种变形，有采样函数的拉氏变换演变 而来。引入了复变量z=exp（Ts）。
脉冲传递函数：在零初始条件下，系统输出的Z变换与输入的Z 变换之比。
差分方程： 1、差分方程的定义：连续函数e（t）采样后为e（nT）， n阶后向差分c(n)+a1c(n-1)+a2c(n-2)+…
X ( z ) 1 z 1 z 2 z n
利用幂级数求和公式得
z X (z) z 1
(n 0,1,2, )
连续信号e(t)=Ae-t,采样周期为T,采样信号Z变换的求和式.
e (nT ) Ae
nT
X ( z ) A(1 e T z 1 e 2T z 2 e nT z 传递函数
GB (z )
C (s ) R(s )
E ( s)
*
闭环系统的难点在于两方 面：
C * ( s)
G1 ( s)
1、系统的结构多样；2、 采样开关位置和数目不一。 因此与连续系统相比，不 可能有一种统一的固定算 法。
B (s )
H (s )
如上图中反馈回路有无采样开关，采样开关在何处对脉冲传递函 数的影响都很大。处理的要点是，应在不改变系统现状的条件下， 先将系统内的连续信号离散化。再作Z变换。 在结构较为复杂或关系不是十分清楚的情况下，可列出中间方程 帮助理顺关系。
X * (t ) 1 3.5 (t T ) 4.75 (t 2T ) 6.375 (t 3T )
离散系统的基本计算-------Z反变换的部分分式法
z (1 e aT ) 求Z变换 X ( z ) 的反变换 ( z 1)( z e aT )
实验报告系统采样分析(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解系统采样的基本原理和方法。
2. 掌握系统采样信号的频谱分析技术。
3. 分析系统采样对信号频率的影响。
二、实验原理系统采样是指以固定的采样频率对连续信号进行采样，从而得到离散信号。
采样定理指出，当采样频率大于信号最高频率的两倍时，采样信号可以无失真地恢复原信号。
本实验通过对系统采样信号进行频谱分析，验证采样定理的正确性。
三、实验设备1. 信号发生器2. 示波器3. 采样器4. 计算机及频谱分析软件四、实验步骤1. 设置信号发生器，产生一个频率为1000Hz的正弦信号。
2. 将信号发生器输出信号接入采样器，设置采样频率为2000Hz。
3. 采样器对信号进行采样，得到离散信号。
4. 将采样器输出信号接入示波器，观察采样信号波形。
5. 将采样信号输入计算机，使用频谱分析软件进行频谱分析。
6. 分析频谱图，验证采样定理的正确性。
五、实验结果与分析1. 示波器显示的采样信号波形如图1所示。
图1 采样信号波形2. 频谱分析软件得到的频谱图如图2所示。
图2 频谱图从图2可以看出，采样信号的频谱主要由基波频率为1000Hz的分量组成，同时存在一定数量的谐波分量。
这说明采样信号能够较好地保留原信号的信息。
3. 验证采样定理的正确性：根据采样定理，当采样频率大于信号最高频率的两倍时，采样信号可以无失真地恢复原信号。
本实验中，信号频率为1000Hz，采样频率为2000Hz，满足采样定理的条件。
因此，可以得出结论：本实验验证了采样定理的正确性。
六、实验总结1. 通过本实验，我们了解了系统采样的基本原理和方法。
2. 掌握了系统采样信号的频谱分析技术。
3. 分析了系统采样对信号频率的影响，验证了采样定理的正确性。
本实验有助于我们深入理解信号处理领域的基本概念，为今后的学习和工作奠定基础。
在实验过程中，我们还发现了一些问题，如采样器精度、计算机处理速度等，这些因素可能会对实验结果产生影响。
在今后的实验中，我们将进一步探讨这些问题，以提高实验的准确性和可靠性。
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2.1 采样控制
一个典型的采样控制系统如图：
r
＋
e
e u *
*
脉冲
T
控制器
u
保持器
G(S)
C
图2-1 采样控制系统
e*
e是连续的误差信号，经采样开关后，变成一组脉冲序列 ，
e u 脉冲控制器对 *进行某种运算，产生控制信号脉冲序列 * ，保 u 持器将采样信号 * 变成模拟信号 u ，作用于被控对象 G(S) 。
11
将上述式子代入式
e* t
e(t)
有(t : kT )
k
e * (t) 1
e(t )e jkst
T k
对上式取拉氏变换，运用复位移定理，我们得到 E*(s):
E* s
1 T
E(s
k
jks )
将S=jw代入上式中，得到e*(t)的傅里叶变换为
E*
j
1 T
E(
k
j
jks )
解：由
E*
s
e(nT )enTs
n0
得
E* s 1 eTS e2TS
1 , eTS 1 1 eTS
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C. Shannon(1916-2001)，毕业 于麻省理工学院数学系，贝尔实验 室研究员及麻省理工学院电机系教 授。早市曾跟随 V. Bush 参与模拟 计算机的研究并提出续电器路逻辑 自动化理(1938)。二战期间在参加 Bode 领导的火炮控制系统研究过 程中发表了著名《通信的数字理 论》，从而奠定了信息的基础 (1948)，被誉为信息论之父。 1956年回到MIT任职电子工程系 教授。
式中a1,a2,···为常数。 2) 实平移定理
Z
x(t
mT
)
Z
m
X
z
m1
K 0
x kT
zK
当k<0时，有xkT 成0立，则有：
z x(t mT ) zm X z
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3）终值定理
设函数 x(t的) Z变换为 X，(z而) 且 (1在zZ1)平X (面z)上以原点为圆
常用函数z变换表：
xt
x t X s X z
t t 1
1
t kT t kT ekTs
zk
1t xkT 1 1 s z z 1
t
kT
1 s2 Tz z 12
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常用函数z变换表：
xt x t X s
e at
e akT
1 s a
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一、定义
F*(s) @L[ f *(t)]
f
(nT )enTS
n0
F(z) @
f (nT )zn
Z[ f *(t)]
n0
其中 f * (是t)连续函数 的f 采(t样) 信号，
z eTs
采样函数 f *(对t)应的Z 变换是唯一的。Z 变换只适用于离
散函数，因为它只表征了连续函数在采样时刻的特性。
Z反变换表示为: Z 1[F(z)] f * (t)
用查表方法可得到函数 f *(的t)Z变换。
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二、 z变换的性质 1）线性定理
za1x1(t) a2 x2 (t) a1X1Z a2 X 2 Z
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三、z变换方法 1、级数求和法
例2-3 x t 1t 的z变换。解：z Nhomakorabeax*
t
x kT
zn
k 0
1 z1
zk
1 1 z1
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例2-4 x t t 的z变换。
解：
z x*
t
kTz k
Tz1
2Tz 2
采样系统的个性——采样过程和采样信号保持
采样系统和连续系统的共性——（1）闭环控制；（2）需分析 稳定性、暂态性能和稳态性能；（3）需进行校正。
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2.2 采样过程和采样定理
一、采样过程 二、采样过程的数学表达式
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e 2
j T
e 2
2j
sin T
T
2
T
j T
e2
2
2
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其幅频特性和相频特性如图2-7所示
Gh ( j)
T
S 2S 3S
2
3
Gh( j)
图2-7 零阶保持器的频率特性
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二、一阶保持器
1）一阶保持器 一阶保持器以两个采样时刻的值为基础实行外推，它的外推
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2）零阶保持器的传递函数
根据零阶保持器的单位脉冲响应，推出其传递函数。
g (t )
零阶保持器的单位脉冲响应是一个矩形，
1
宽度为T，高为1，它可表示成以下二 个单位阶跃信号的迭加。
0
T
g(t) 1(t) 1(t T)
1
单位脉冲响应的拉氏变换就是零阶保持
1 T
E
k
j(
ks )
上式在描述采样过程的复频域特征是极其重要的。一般连 续信号e（t）的频谱是单一的连续频谱，如图2-3所示。
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E j
max 0
max
图2-3(a) 连续信号e（t）的频谱
E *( j)
1
T
s
0 s max
max s
s
2
图2-3(b)离散信号
e
*
t的 频谱2
s 2max
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香农（Shannon）采样定理
为了使信号得到很好的复现，采样频率应大于 等于原始信号最大频率的二倍，即
s 2max
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例2-1
设e(t)=1(t)，试求e*(t)的拉氏变换。
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因为
(t 是kT周) 期函数，因此，可将其展开成傅里
k
叶级数。
(t kT ) Ck e jkst
k
k
式中
s
称2为系统的采样频率。
T
1
Ck
T
T
2
T
T (t )e jkst
2
1
0
(t)dt
1
T 0
T
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E*
(s)
L[e* (t)]
e(nT )e nTS
n0
三、采样定理
经采样得到的离散信号 x（ * t）有可能无失真地恢复到原
来的连续信号的条件是 s 2 max
其中
s
:
采
样
角
频
率
， s
＝
2
T
采样定理给出了选择 采样周期T的依据。
max : 连续信号x(t)频谱的上限频率。
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理想滤波器的滤波特性为 ：
G( j)
1 s /2 0 s /2
其频率特性如图2-4
G( j)
s
s
2
2
图2-4 理想滤波器的频率特性
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2.3 采样信号保持器
一、零阶保持器 二、一阶保持器
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一、零阶保持器
X t
X t
1）零阶保持器
采样开关
X t k
X *t
保持器
Gh s
X
h
t
X h t
图2-5 零阶保持器作用示意
X h t
t
零阶保持器是采用恒值外推规律的保持器，是一种最常 用的保持器。它把采样时刻的采样值恒定不变地保持（或 外推）到下一采样时刻:
X n (t) X (nT)，nT t (n 1)T，n 0,1,2,
2.1 采样控制 2.2 采样过程和采样定理 2.3 信号恢复 2.4 Z变换理论及线性差分方程求解 2.5 脉冲传递函数 2.6 采样系统的稳定性分析 2.7 采样系统的稳态误差 2.8 采样系统的暂态特性分析 2.9 离散系统的状态空间描述
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自动控制系统按信号形式划分可分为以 下三种类型：
器的传递函数。
0
-1
Gh (s)
L[g(t)]
1 s
1 eTS s
1 eTs s
图2-6 零阶保持信号分解
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3）零阶保持器的频谱分析