一、实验目的与要求

1、了解数/模转换器的零阶保持器作用。
2、验证零阶保持器在控制系统中的作用。
3、验证采样周期对系统稳定性的影响。
4、学习控制系统计算机辅助设计软件MATLAB及其仿真环境SIMULINK的使用。

二、仿真软硬件环境

PC机，MATLAB R2012b。

三、实验原理

其中零阶保持器描述回路的采样功能和D/A转换器的保持功能。

四、SIMULINK仿真结构图

五、仿真实验记录

六、思考题

1、在微机控制系统中采样周期T的选择应注意哪些方面?
答：采样周期取越小值，复现精度就越高，也就是说“越真”。若采样周期太长。计算机控制系统受到的干扰就得不到及时克服而带来很大误差，使系统动态品质恶化，甚至导致计算机控制系统的不稳定。

2、若模拟量在A/D转换时变化较大，是否要加保持器?为什么？
答：从启动信号转换到转换结束的数字输出，经过一定时间，而模拟量转换期间，要求模拟量信号保持不变，所以必须用采样保持器。

3、D/A转换器为什么会具有零阶保持器的作用？
答：在这种结构中每-一个通道都有一个D/A转换器。D/A转换器是按照采样周期T对控制器输出的数字量进行D/A转换的，但由于D/A转换器具有数据输入锁存功能，它 能够在接收下一组数字量之前，一直保持前一组数字量不变，因而D/A转换器的输出模拟量，能够在一个采样周期内保持不变，即D/A转换器本身就具有零阶保持器的功能。

4、计算机控制系统模拟量输出通道中若无零阶保持器会出现什么问题？
答：模拟量输出通道中要有输出保持器，这是因为计算机控制是分时的，每个输出回路只能周期地在一个时间片上得到输出信号，即这时执行部件得到的是时间上离散的模拟信号，而实际的执行部件却要求连续的模拟信号，因此为了使执行部件在两个输出信号的间隔时间内仍然能得到输出信号，就必须有输出保持器，通过它将前一采样控制时刻的输出信号保持下来，直到下一个采样控制时刻到来，重新得到新的输出信号计算机控制系统中通常采用零阶保持器，即前一采样时刻的输出值原封不动的(理想化的)保持到下一采样时刻到来。零阶保持器通常用和模拟量输入通道中的采样保持器一样的电容保持电路来实现。

5、系统的平滑性与什么有关？
答：计算机控制系统平滑性与采样周期有关。当一个连续被控过程由计算机控制时，计算机产生的指令信号是通过零阶保持器输出的，因此，它是一组阶梯信号。在这组阶梯信号作用下，被控过程的输出是一组彼此相连的阶跃响应。由于信号阶梯的大小与采样周期成正比，在采样周期较大时，信号阶梯增大，使被控对象的输出响应不平滑，产生不允许的高频波动。为了减小这种波动，采样周期应取得小些为好，以保证在响应过程中有足够多的采样点数。