计算机控制技术实验一

北方科技学院计算机控制技术实验姓名：王崇瑶学号：B241301242实验一A/DD/A转换实验一、实验目的1、学习并掌握A/D转换和D/A转换的基本原理；2、学习Matlab/Simulink系统仿真软件的使用方法，并使用该软件解决实际问题。二、实验设备及仪器装有MATLAB软件的PC微机一台。三、实验内容1、实验原理A/D转换器负责将模拟信号转换为数字信号，其转换过程为：首先对输入模拟信号进行采样，所使用的的采样速率要满足采样定理要求，然后对采样结果进行幅度离散化并编码为符号串。D/A转换器的将输入的数字信号序列转换为模拟信号，其转换过程为：将输入的数字序列恢复为相同电平的采样值序列，然后通过满足采样定理要求的低通滤波器恢复模拟信号。2、实验内容Simulink的通信模块库提供了IntegertoBitConverter模块可以将0~2M-1之间的整数转换为长度为M个比特的二进制数据输出，同时也提供了反向转换模块BittoIntegerConverter将比特数据转换为整数值。利用这两个模块，结合零阶保持器模块作为采样保持模型，量化器模块Quantizer作为量化模型，就可对A/D3和D/A过程进行建模。其仿真电路原理图如图1所示：图1A/D和D/ASimulink仿真模型3、模块说明及参数设置模块1：Constant说明：该模块在仿真时间段上始终输出一个常数和常向量，相当于电系统中的直流信号源，在该系统中作为AD转换的输入源。模块2：Zero-OrderHold说明：在设定的取样间隔上对输入信号进行取样，并在下一个取样到来之前保持信号的值并输出。在本系统中作为取样保持电路，对输入信号进行取样保持，取样时间间隔设置为1s.模块3：Quantizer说明：该模块对输入的模拟信号进行离散化，量化时间间隔为1s。模块4：IntegertoBitConverter说明：该模块将量化后的信号进行二进制转换，转换比特数设置为8位。4模块5：FrameStatusConversion说明：该模块将二进制编码器输出的八位并行数据视为一个数据帧，将其打包为帧存储格式。模块6：Buffer说明：Buffer模块将帧存储格式的数据串行化输出，Buffer的大小设置为1。模块7：Buffer1说明：该模块将串行数据恢复为8位并行数据，Buffer大小设置为8。模块8：Reshape说明：因为Buffer2输出的8位并行数据是帧格式的，数据要传给BittoIntegerConverter就需Reshape模块将数据转换为数组格式的。模块9：BittoIntegerConverter说明：该模块将二进制序列转换为对应电平的采样序列，这里也要将转换比特数设置为8位。模块10：Scope和Display说明：示波器用来显示传输数据的波形图，Display用来显示最终的转换结果和显示从并串转换模块输出的比特序列。四、实验步骤与结果1、建立如图1所示的Simulink仿真模型；2、记录实验结果和波形；5D/A输出的方波信号6