自动过程控制原理实验指导书.doc

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1、第二章虚拟示波器2.1虚拟示波器的显示方式（1）示波器的时域显示方式（2）示波器的相平面显示（X-Y）方式（3）示波器的频率特性显示方式有对数幅频特性显示、对数相频特性显示（伯德图），幅相特性显示方式（奈奎斯特图），时域分析（弧度）显示方式。(4)示波器的计算机控制显示方式2.2虚拟示波器的使用一．设置用户可以根据不同的要求选择不同的示波器，具体设置方法如下：1．示波器的一般用法：运行LABACT程序，选择‘工具’栏中的‘单迹示波器’项或‘双迹示波器’项，将可直接弹出该界面。‘单迹示波器’项的频率响应要比‘双迹示波器’项高。2．实验使用

2、：运行LABACT程序，选择自动控制、微机控制、控制系统菜单下的相应实验项目，就会弹出相应的虚拟示波器的界面，点击开始，即可使用CH1、CH2测孔观察、测量波形，击停止后，将停止示波器运行，即可进行波形分析和相关的测量（只保存当前实验的波形）。二．示波器的使用1．示波器的时域显示电压量程：控制波形Y轴显示的放大/缩小。零点控制：控制波形显示的Y轴位移。Y2Y11幅值差率波形关闭时间差波形位移波形放大/缩小相平面显示图2-2-1虚拟示波器时域显示运行界面（数字PID控制实验曲线）示波器的时域显示是指显示器界面中X轴为时间t，Y轴为电压U。

3、见图2-2-1为示波器的时域显示运行界面，只要点击开始，示波器就运行了，此时就可以用实验机上的（CH1）和（CH2）来采集、观察波形。CH1和CH2各有输入范围选择开关，当输入电压小于－5v大于+5v时应选用×1档，如果大于此电压输入范围应选用×5挡（表示输入信号衰减5倍后进入示波器）。该显示界面的下方有一个“显示方式”选择框，提供了示波和X-Y两种方式。当需要是时域显示方式时，应选择框内的示波方式选项（通常在弹出示波器界面时，默认为示波方式）。（1）信号幅值测量①信号幅值测量：在显示界面的左右各有一条滑竿标尺，用户点住滑竿标尺上、下移

4、动到显示界面中需标定的点，此时滑竿的最右侧的黄色方块上显示的数据为当前测量点的幅值，见图2-2-1的4.34V和2.5V数据显示。在Y轴上两条滑竿之间（在显示界面的左侧）的黄色方块中显示的数据，为两个测量点的幅值差，见图2-2-1上的Δv=1.84V。②电压量程：控制波形Y轴显示的放大/缩小。③零点控制：控制波形显示的Y轴位移。（2）信号时间测量①移动波形在运行开始到停止。示波器可能已采样了多幅波形，因此用户首先必须点击显示界面下方的‘前一屏’或‘后一屏’来获取显示所需的画面，然后再点击中间的‘微调按钮’来调节波形至最佳测量状态。②压缩

5、/扩展波形在显示界面的下方有一个‘时间量程’选择框，在框中‘×2’表示波形压缩了2倍，‘×4’表示波形压缩了4倍，该功能适用于观察频率低、周期长的信号，例如观察时间常数大的积分信号输出；在框中‘／2’表示波形放大了2倍，‘／4’表示波形放大了4倍，该功能适用于观察频率较高的信号，例如观察微分信号输出、阶跃输出的上升时间等。③信号时间的测量当信号在显示界面处于最佳测量状态后，用户可以点住显示界面上下各一条的滑竿，左、右移动到波形需标定的点的位置，在X轴上两条滑竿之间的黄色方块中显示的数据，为两个X轴上标定点的时间差，见图2-2-1上的Δt

6、=1.200S。2。示波器的相平面显示（X-Y）使用在示波器的时域显示界面下方的‘显示方式’选择框中，如用户选中‘X-Y’选项，则虚拟示波器将提供相当于真实示波器中的X-Y选项，即可实现自动控制原理实验中的‘相平面分析’实验。实验使用：运行LABACT程序，选择‘自动控制/非线性系统的相平面分析’菜单下的相应实验项目，就会弹出相应的虚拟示波器界面，在运行中，如果用户在‘显示方式’选择框中，选中‘示波’选项，示波器将转为时域显示方式。这样用户可以在同一界面上方便地看到系统的时域显示和相平面显示。可按刷新按钮进行波形更新。3．示波器的幅频/

7、相频/幅相特性显示使用该方式专为第三章自动控制原理实验第3.2节〈线性控制系统的频率响应分析〉设计的。在实验中欲观测实验结果时，应运行LabACT程序，选择自动控制/线性控制系统的频率响应分析-实验项目，再分别选择一阶系统或二阶系统就会弹出‘频率特性扫描点设置’表，在该表中用户可根据自己的需要填入各个扫描点（本实验机选取的频率值f，以0.1Hz为分辨率），如需在特性曲线上直接标注某个扫描点的角频率ω、幅频特性L(ω)或相频特性φ(ω)，则可在该表的扫描点上小框内点击一下（打√）。‘确认’后将弹出虚拟示波器的频率特性界面，点击开始，即可按

8、‘频率特性扫描点设置’表规定的频率值，实现频率特性测试。测试结束后（约十分钟），可点击界面下方的“频率特性”选择框中的任意一项进行切换，将显示被测系统的闭环对数幅频、对数相频特性曲线（伯德图）和幅相曲线（奈