实验五 数字滤波器实验

实验五数字滤波器实验

一、实验目的

1.研究数字滤波器对系统稳定性及过渡过程的影响。

2.熟悉和掌握系统过渡过程的测量方法

3.掌握数字滤波器的设计方法。

4.了解数字滤波器的通带对系统性能的影响。

二、实验仪器

1.EL-AT-III型计算机控制系统实验箱一台。

2.PC计算机一台。

三、实验内容

1.需要加入串联超前校正的开环系统电路及传递函数

（1）实验电路

（2）系统开环传递函数

（3）系统闭环结构图

（4）数字滤波器的递推公式

模拟滤波器的传递函数：（T1S+1）/（T2S+1）

2.需加入串联滞后校正系统电路及传递函数

（1）实验电路

（2）系统开环传递函数

（3）系统闭环结构图

（4）数字滤波器的递推公式

模拟滤波器的传递函数：（T1S+1）/（T2S+1）

四、实验步骤

1.启动计算机，双击桌面“计算机控制实验”快捷方式，运行软件。

2.测试计算机与实验箱的通信是否正常，通信正常继续，如通信不正常查找原因使通

信正常后才可以继续进行实验。

超前校正

3.连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电

路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入，将纯积分电容两端接在模拟开关上。

检查无误后接通电源。

4.在实验项目的下拉列表中选择实验五[五、数字滤波]，鼠标单击运行按钮，弹出实

验课题参数设置对话框，选择超前校正，然后在参数设置对话框中设置相应的实

验参数，鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验的结果，并记录超调量和调节

时间。

5.重复步骤4，改变参数设置，将所测的波形进行比较，并将测量结果记录下表中。

性能指标

阶跃响应曲线δ% Tp/ms Ts/ms 超前常数

12.3 262 667

0.060

12.3 231 711

0.055

25.3 240 471

0.045

34.3 251 831

0.030

6.连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电

路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入，将纯积分电容两端接在模拟开关上。

检查无误后接通电源。

7.在实验项目的下拉列表中选择实验五[五、数字滤波]，鼠标单击运行按钮，弹出实

验课题参数设置对话框，选择超前校正，然后在参数设置对话框中设置相应的实验参数，鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验的结果，并记录超调量和调节时间。

8.

阶跃响应曲线δ% Tp Ts 性能指标

滞后常数

20.6 229 833

0.002

22.3 229 492

0.004

27.3 229 923

0.005

27.3 229 1214

0.010

五、实验报告

1.画出所做实验的模拟图，结构图。

如实验内容。

2.分析加数字滤波器前系统的稳定特性：

答：加数字滤波器前系统的稳定特性较差，输出波形不稳定。

3.从响应曲线中分析校正后的结果与理论分析比较：

答：从响应曲线中分析校正后的结果可知加入超前、之后校正环节后系统稳定性

提高，输出波形稳定。