内容发布更新时间 : 2024/12/24 3:46:07星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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实验六 开环增益与零极点对系统性能的影响
一．实验目的
1．研究闭环、开环零极点对系统性能的影响； 2．研究开环增益对系统性能的影响。
二．实验内容
1．搭建原始系统模拟电路，观测系统响应波形，记录超调量σ%、峰值时间tp和调节时间ts；
2．分别给原始系统在闭环和开环两种情况下加入不同零极点，观测加入后的系统响应波形，记录超调量σ%和调节时间ts；
3．改变开环增益K，取值1，2，4，5，10，20等，观测系统在不同开环增益下的响应波形，记录超调量σ%和调节时间ts。
三．实验步骤
在实验中观测实验结果时，可选用普通示波器，也可选用本实验台上的虚拟示波器。 如果选用虚拟示波器，只要运行ACES程序，选择菜单列表中的相应实验项目，再选择开始实验，就会打开虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验台上的虚拟示波器CH1、CH2两通道观察被测波形。具体用法参见用户手册中的示波器部分。
1．原始二阶系统
实验中所用到的功能区域：
阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、实验电路A2、实验电路A3。 原始二阶系统模拟电路如图1-6-1所示，系统开环传递函数为：
K，
0.1s(0.2s?1)
图1-6-1原始二阶系统模拟电路
（1） 设置阶跃信号源：
A．将阶跃信号区的选择开关拨至“0～5V”；
B．将阶跃信号区的“0～5V”端子与实验电路A3的“IN32”端子相连接； C．按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“0～5V”端子产生阶跃信号。
（2） 搭建原始二阶系统模拟电路：
A．将A3的“OUT3”与A1的“IN11”、“IN13”同时连接，将A1的“OUT1”与A2的“IN21”相连接，将A2的“OUT2”与A3的“IN33”相连接； 精品文档
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B．按照图1-6-1选择拨动开关：
图中：R1=200K、R2=200K、R3=200K、R4=100K、R5＝64K、R6=200K、 R7=10K、R8=10K、C1=1.0uF、C2=1.0uF
将A3的S5、S6、S10，A1的S3、S6、S9，A2的S3、S8、S13拨至开的位置；
（3） 连接虚拟示波器：
将实验电路A2的“OUT2”与示波器通道CH1相连接。
（4） 输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测原始二阶系统输出响应曲线，记录超调量
σ%、峰值时间tp和调节时间ts。
2．闭环极点对原始二阶系统的影响
实验中所用到的功能区域：
阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、实验电路A2、实验电路A3、实验电路A4、实验电路A5、实验电路A6。
给原始二阶系统加入闭环极点后的模拟电路如图1-6-2所示
图1-6-2加入闭环极点的二阶系统模拟电路
（1） 设置阶跃信号源：
A．将阶跃信号区的选择开关拨至“0～5V”；
B．将阶跃信号区的“0～5V”端子与实验电路A3的“IN32”端子相连接； C．按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“0～5V”端子产生阶跃信号。
（2） 搭建加入闭环极点的二阶系统模拟电路：
A．按照步骤1中的（1）、（2）搭建原始二阶系统； B．加入闭环极点环节
模拟电路中的
请分别将下表中的极点环节加入到原始二阶系统中。
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表示不同的极点环节，
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极点环节 极点传递函数 参数值 选择拨动开关 1(s?1) R9=200K 将A4的S5、R10=200K S14拨至开的C3=5.0uF 位置 2(s?2) R9=500K 将A5的S4、R10=500K S11拨至开的C3=1.0uF 位置 5(s?5) R9=200K 将A4的S5、R10=200K S13拨至开的C3=1.0uF 位置 10(s?10) R9=100K 将A5的S5、R10=100K S13拨至开的C3=1.0uF 位置 精品文档
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20(s?20) R9=50K R10=50K C3=1.0uF 将A6的S4、S15拨至开的位置 50(s?50) R9=200K 将A4的S5、R10=200K S15拨至开的C3=0.1uF 位置
（3） 连接虚拟示波器：
将实验电路Ax的“OUTX”与示波器通道CH1相连接。
（4） 输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测加入闭环极点的二阶系统输出响应曲线，记
录超调量σ%、峰值时间tp和调节时间ts。
3．闭环零点对原始二阶系统的影响
实验中所用到的功能区域：
阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、实验电路A2、实验电路A3、实验电路A4、实验电路A5、实验电路A6。
原始二阶系统加入闭环零点后的模拟电路如图1-6-3所示
图1-6-3加入闭环零点的二阶系统模拟电路
（1） 设置阶跃信号源：
A．将阶跃信号区的选择开关拨至“0～5V”；
B．将阶跃信号区的“0～5V”端子与实验电路A3的“IN32”端子相连接； C．按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“0～5V”端子产生阶跃信号。
（2） 搭建加入闭环零点的二阶系统模拟电路：
A．按照步骤1中的（1）、（2）搭建原始二阶系统； 精品文档
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B．加入闭环零点环节
模拟电路中的
请分别将下表中的零点环节加入到原始二阶系统中。 零点环节 零点传递函数 表示不同的零点环节，
参数值 选择拨动开关 s?2 2 R9=30K R10=470K R11=470K C3=1.0uF 将A4的S3、S10拨至开的位置 s?5 5 R9=1.0K R10=200K R11=200K C3=1.0uF 将A4的S4、S11拨至开的位置 s?10 10 R9=1.0K R10=100K R11=100K C3=1.0uF 将A5的S2、S9拨至开的位置 s?20 20 R9=8.0K R10=41K R11=41K C3=1.0uF 将A6的S1、S8拨至开的位置 s?50 50 （3） 连接虚拟示波器： 精品文档
R9=1.0K R10=100K R11=100K C3=0.2uF 将A5的S3、S9拨至开的位置