实验二十一连续系统的模拟

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验二十一 连续系统的模拟,学习根据给定的连续系统的传输函数，用基本运算单元组成模拟装置。,一、目的,请认真预习实验原理部分。,1,、线性系统的模拟,二、原理,用由基本运算单元组成的模拟装置来模拟实际的系统。,A,、物理量系统：,电的或非电的,B,、非物理量系统：,社会、经济和军事等,被模拟的实际系统：,所以，可以通过对模拟装置的研究来分析实际系统，最终达到一定条件下确定最佳参数的目的。对于那些用数学手段较难处理的高阶系统来说，系统模拟就更为有效。,与实际系统的内容完全不同，但是两者的微分方程完全相同，输入、输出关系即传输函数也完全相同。,模拟装置：,模拟装置的激励和响应是电物理量，而实际系统的激励和响应不一定是电物理量，但它们之间的关系是一一对应的。,2,、传输函数的模拟,若已知实际系统的传输函数为,分子、分母同乘以,s,-n,得,式中,P,（,s,-1,）和,Q,（,s,-1,）分别代表分子、分母的,s,负幂次方多项式。因而,令,则,F(s,)=Q(s,-1,)X=X+b,1,s,-1,X+,b,n,s,-n,X,X=,F(s,)-b,1,s,-1,X-,b,n,s,-n,X,Y(s,)=P(s,-1,)X=a,0,X+a,1,X+,a,n,s,-n,X,（,a,）,（,b,）,根据式（,a,）、（,b,）式可以画出系统的模拟框图。,a,1,a,2,-b,1,-b,2,-,b,n,S,-1,S,-1,S,-1,a,n,a,0,系统模拟框图,在装配模拟电路时，,s,-1,用,积分器,；,-b,1,、,-b,2,、,-b,3,及,a,0,、,a,1,、,a,2,均用,标量乘法器,；负号可用,倒相器,；求和用,加法器,。,值得注意的问题是，,积分运算单元,有积分时常数,，即积分运算单元的实际传递函数为,s,-1,/,，所以,标量乘法器,的标量,-b,1,、,-b,2,、,、,-,b,n,应分别乘以,1,、,2,、,、,n,。同样，,a,0,、,a,1,、,a,2,、,、,a,n,还应分别乘以（,-1,）,0,、（,-1,）,1,、（,-1,）,2,、,、,(-1),n,，,b,1,、,b,2,、,b,n,还应分别乘以（,-1,）,1,、（,-1,）,2,、,、,(-1),n,。,加法器,反向标量乘法器,基本运算单元,同相乘法器,积分器,求和积分器,(b),模拟框图,实际一阶,RC,电路,(a),一阶,RC,电路,系统模拟,一阶电路模拟,实际,二,阶,RC,电路,(b),模拟框图,3,-1,B,、模拟装置系统,一阶电路模拟系统,加法器,积分器,乘法器,反相器,用基本运算单元模拟图,21-5,所示的,RC,低通电路的传输特性。在实验板上，反相积分器的时常数,=0.24ms,，与图,21-5,中的,RC,值一样。实验前，先求出,RC,低通电路的传输函数,H,（,s,），画出信号流图及方框图，并确定运算单元的连接方式。,三、实验内容,实验时，分别测量,RC,电路及其模拟装置的幅频特性，并比较两者是否一致。,如果反相积分器的积分时常数与,RC,电路的,RC,值不相等，应如何处理？,四、回答问题,