微分与平滑仿真实验报告

微分与平滑仿真实验报告自动化0901*************一、实验目的与要求1、了解微分对采样噪音的灵敏响应。2、了解平滑算法抑制噪声的作用。3、进一步学习MATLAB及其仿真环境SIMULINK的使用。二、仿真软硬件环境PC机，MATLAB5.3三、实验原理如图微分加在正反馈输入端，计算机用D(Z)式进行微分运算。R为阶跃输入信号，C为系统输出。由于微分是正反馈，当取合适的微分常数时，会使系统有响应加快。若微分时间过大，则会影响系统稳定性。四、D(Z)设计1、未平滑时的D(Z)2、平滑时的D(Z)五、SIMULINK仿真结构图1、未平滑时的仿真结构图2、时的仿真结构图六、仿真结果R、C图记录1、T=0.02S,TD=0.01S（未平滑）2、T=0.02S,TD=0.01S（平滑）3、T=0.04S,TD=0.02S（未平滑）4、T=0.04S,TD=0.02S（未平滑）5、T=0.02S,TD=0.02S（平滑）6、T=0.04S,TD=0.01S（平滑）七、思考题1、微分噪音与采样噪音和采样周期T有什么关系？与微分时间常数有什么关系？由图4和6对比可得：在采样周期T相同情况下，TD越大，微分噪音越严重；由图4和5比可得：在TD相同情况下，采样周期T越小，微分噪音越严重。2、平滑后系统输出有无改善？是否一定需要平滑？（1）由图1和2以及3和4对比可知，微分平滑后输出有了明显改善。（2）并非所有的情况下都需要平滑，在系统输出情况良好的情况下，无需平滑。