（定稿）饲养母猪250头繁育良种仔猪4500头良种猪繁育场建设项目资金申请报告8

这就是说双线性变换把左半平面映射在单位圆的内部把平面的整个轴映射成单位圆，把右半平面映射在单位圆的外部。

令，，则由式得所以由此得出模拟滤波器的频率和数字滤波器频率的关系式为图双线性变换的频率间非线性关系这公式的关系如图所示。

可以看出，当时，，当时，，当时，。

这就是说平面的原点映射为平面，点，而平面的正虚轴和负虚轴分别映射成平面单位圆的上半圆和下半圆。

由上所述，可得如下结论模拟滤波器中最大和最小值将保留在数字滤波器中，因此模拟滤波器的通带或阻带变换成数字滤波器的通带或阻带。

如果模拟滤波器是稳定的，则通过双线性变换后所得的数字滤波器也定是稳定的。

由于平面的整个虚轴映射为平面上的单位圆，因此双线性变换法确实消除了脉冲响应不变变换法所存在的混叠误差，所以逼近是良好的。

可见，在频率与间存在严重的非线性。

例用双线性变换法设计阶低通数字滤波器，其通带截止频率，抽样频率令。

试求该低通数字滤波器的传递函数画出该数字滤波器的级联型结构。

解首先得到此数字滤波器的通带截止角频率预畸变，求出相应的模拟滤波器的通带截止频率由模拟滤波器的标准形式阶型推出数字滤波器的级联结构已知阶的型模拟滤波器的传递函数及其极点在平面上的分布如图所示。

图平面上的分布易知可得，，，代入到当中，再带入双线性变换式，经整理后得到数字滤波器的级联型结构式。

但整理的复杂度会随着阶数的增加而急遭增大。

下面将对这个问题作般性推导。

得出可以直接从模拟滤波器传递函数得到数字滤波器级联型结构式的公式。

阶型模拟滤波器原型若将其分母多项式展开很明显，再带入和双线性变换式要整理成级联型将异常复杂。

下面从圆上的共辘极点出发，来推导级联型的每级的表达式。

得共轭极点可表示为即再由此每级都带入双线性变换式，就能得到数字滤波器的级联型结构式对于阶节对于阶节其中出版社，陈怀琛数字信号处理教程第版电子工业出版社，杨永才，丁兆国基于的数字滤波器的设计上海上海理工大学出版社，王树勋数字信号处理基础及实验北京机械工业出版社，童诗白，华成英模拟电子技术基础第三版北京高等教育出版社，丁玉美频域的观点来看，数字仿真的条件是时，即模拟系统的最高频率，其中是抽样周期。

第六章数字滤波器的设计脉冲响应不变法变换原理脉冲响应不变变换法又称为标准变换法。

它是保证从模拟滤波器变换所得的数字滤波器的单位取样响应是相应的模拟滤波器的单位脉冲响应的等间隔取样值，即这为取样周期。

的拉氏变换为的变换即为数字滤波器的系统函数。

变换和拉氏变换之间的关系可知即时域的取样，使连续时间信号的拉氏变换在平面上沿虚轴周期延拓，然后再经过的映射关系，将映射到平面上，即得。

第三章讨论的映射关系表明平面上每宽为的条带，都将重叠地映射到整个平面上。

而每条带的左半部分映射在平面单位圆以内，条带的右半部分映射到单位圆外。

平面的虚轴映射到单位圆上，但是轴上的每段的虚轴，都对应于绕单位圆周。

所以按照脉冲响应不变变换法，从平面到平面的映射不是单值关系，千万不可地认为经过的简单代数变换即可由得到。

这里除了这变换之外，还同时含有将以为周期对作周期延拓的过程。

脉冲响应不变变换法平面与平面的映射关系如图所示。

可得数字滤波器与模拟滤波器频率响应之间关系为即数字滤波器的频率响应是模拟滤波器频率响应的周期延拓。

如果模拟滤波器的频响是限带于折叠频率之内的，即，图脉冲响应不变法平面与平面关系这时才使数字滤波器的频率响应在折叠频率以内，重现模拟滤波器的频率响应而不产生混叠失真。

但是任何实际的模拟滤波器，都不是带宽绝对有限的，因此，通过脉冲响应不变变换法所得的数字滤波器就不可避免地要出现频谱的混叠失真，如图所示。

图脉冲响应不变法中的频率混叠现象只有当模拟滤波器频响在折叠频率以上衰减很大，混叠失真很小时，采用脉冲响应不变法设计的数字滤波器才能满足精度的要求。

应该注意，在设计中，当滤波器的指标用数字域频率给定时，不能用减小的办法解决混叠问题。

如设计截止频率为的低通滤波器，则要求相应模拟滤波器的截止频率为，减小时，只有让同倍数的增大，才能保证给定的不变。

减小使带域，加宽了，但也同倍数加宽，所以如果在带域，外有非零的值，即，则不论如何减小，由于与成同样倍数变化，总还是，不能解决混叠问题。

双线性变换法变换原理双线性变换法是使数字滤波器的频率响应与模拟滤波器的频率响应相似的种变换方法。

为了克服脉冲响应不变法的多值映射这缺点，我们首先把整个平面压缩变换到中介的平面的横带里宽度为，即从到，然后再通过上面讨论过的标准变换关系将此横带变换到整个平面上去，这样就使平面与平面是对应的关系，消除了多值变换性，也就消除了频谱混叠现象，基本原理如图所示。

图双线性变换法的映射关系将平面整个平面压缩到平面的到，可采用以下的变换关系其中为常数这样变为，变为，可将上式写成令，，则可得再将平面通过以下标准，高计发的重要作用。

尤其考虑三方面问题画面数据动画。

通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。

组态王的主要功能丰富的人机界面功能，可视化操作界面，真彩显示图形丰富的图库强大的通讯能力先进的报警和事件管理强大的网络和冗余功能。

组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。

而且，它能充分利用的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。

它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式数据链接功能，拥有丰富的动画制作功能，其动画链接功能更是使工程技术人员运用组态王制作画面如虎添翼。

工程人员在组态王开发系统中制作的画面都是静态的，如果要反映工业现场的状况，可以通过实时数据库，因为只有数据库中的变量才是与现场状况同步变化的。

数据库变量的变化可以改变画面的动画效果，通过动画连接建立画面的图素与数据库变量的对应关系。

动画连接的引入是设计人机接口的次突破，它把工程人员从重复的图形编程中解放出来，为工程人员提供了标准的工业控制图形界面，并且由可编程的命令语言连接来增强图形界面的功能。

图形对象与变量之间有丰富的连接类型，给工程人员设计图形界面提供了极大的方便。

组态王系统还为部分动画连接的图形对象设置了访问权限，这对于保障系统的安全具有重要的意义。

通过这些功能的良好运用，可以制作出动画效果内容丰富，监控全面的监控系统。

组态王中命令语言是种在语法上类似语言的程序，工程人员可以利用这些程序来增强应用程序的灵活性处理些算法和操作等。

河南理工大学毕业设计论文说明书命令语言都是靠事件触发执行的，如定时数据的变化键盘键的按下鼠标的点击等。

根据事件和功能的不同，包括应用程序命令语言热键命令语言事件命令语言数据改变命令语言自定义函数命令语言动画连接命令语言和画面命令语言等。

它具有完备的词法语法查错功能和丰富的运算符数学函数字符串函数控件函数函数和系统函数。

各种命令语言通过命令语言编辑器编辑输入，在组态王运行系统中被编译执行。

组态王软件的工程管理器界面如图所示。

工程浏览器界面如所示。

图工程管理器界面般情况下启动组态王系统后，在信息窗口中可以显示的信息有组态王系统的启动关闭运行模式历史记录的启动关闭设备的启动关闭网络连接的状态与设备连接的状态命令语言中函数未执行成功的出错信息。

信息窗口如所示。

河南理工大学毕业设计论文说明书图工程浏览器界面图信息窗口河南理工大学毕业设计论文说明书监控系统功能要求用组态王设计的全自动洗衣机控制系统监控画面需要实现洗衣机自动洗衣的功能，直观形象地显示全自动洗衣机洗衣时的工作画面。

全自动洗衣机的控制系统有两种方式正常运行和强制停止。

设计的画面要实现这两种情况下洗衣机的工作状态。

建立个新的组态王工程的般过程是设计图形界面定义画面定义设备构造数据库定义变量建立动画连接运行和调试。

新建个工程启动组态王工程管理器，选择菜单文件新建工程或单击新建按钮。

按照新建工程向导步步变化关系映射到平面这样可表示为变换常数的选择为了使模拟滤波器与数字滤波器在低频处有较确切的对应关系，即在低频处有，当较小时有由式可知因而得则和式可重新写成即逼近情况双线性变换具备模拟域到数字域映射变换的总要求，现分析如下将代入到式则得或由上式可见，当时，当时，当时，。

这就是说双线性变换把左半平面映射在单位圆的内部把平面的整个轴映射成单位圆，把右半平面映射在单位圆的外部。

令，，则由式得所以由此得出模拟滤波器的频率和数字滤波器频率的关系式为图双线性变换的频率间非线性关系这公式的关系如图所示。

可以看出，当时，，当时，，当时，。

这就是说平面的原点映射为平面，点，而平面的正虚轴和负虚轴分别映射成平面单位圆的上半圆和下半圆。

由上所述，可得如下结论模拟滤波器中最大和最小值将保留在数字滤波器中，因此模拟滤波器的通带或阻带变换成数字滤波器的通带或阻带。

如果模拟滤波器是稳定的，则通过双线性变换后所得的数字滤波器也定是稳定的。

由于平面的整个虚轴映射为平面上的单位圆，因此双线性变换法确实消除了脉冲响应不变变换法所存在的混叠误差，所以逼近是良好的。

可见，在频率与间存在严重的非线性。

例用双线性变换法设计阶低通数字滤波器，其通带截止频率，抽样频率令。

试求该低通数字滤波器的传递函数画出该数字滤波器的级联型结构。

解首先得到此数字滤波器的通带截止角频率预畸变，求出相应的模拟滤波器的通带截止频率由模拟滤波器的标准形式阶型推出数字滤波器的级联结构已知阶的型模拟滤波器的传递函数及其极点在平面上的分布如图所示。

图平面上的分布易知可得，，，代入到当中，再带入双线性变换式，经整理后得到数字滤波器的级联型结构式。

但整理的复杂度会随着阶数的增加而急遭增大。

下面将对这个问题作般性推导。

得出可以直接从模拟滤波器传递函数得到数字滤波器级联型结构式的公式。

阶型模拟滤波器原型若将其分母多项式展开很明显，再带入和双线性变换式要整理成级联型将异常复杂。

下面从圆上的共辘极点出发，来推导级联型的每级的表达式。

得共轭极点可表示为即再由此每级都带入双线性变换式，就能得到数字滤波器的级联型结构式对于阶节对于阶节其中出版社，陈怀琛数字信号处理教程第版电子工业出版社，杨永才，丁兆国基于的数字滤波器的设计上海上海理工大学出版社，王树勋数字信号处理基础及实验北京机械工业出版社，童诗白，华成英模拟电子技术基础第三版北京高等教育出版社，丁玉