(整理)实验六开环增益与零极点对系统性能的影响 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/24 0:38:30星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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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零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。

4.开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开环极点后的模拟电路如图1-6-4所示

图1-6-4加入开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) 搭建加入开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.加入开环极点环节

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 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开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。

5.开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。

原始二阶系统加入开环零点后的模拟电路如图1-6-5所示

图1-6-5加入开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) 搭建加入开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; B.加入开环零点环节

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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 R9=1.0K R10=200K R11=200K C3=1.0uF 将A4的S3、S10拨至开的位置 s?55 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 精品文档

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s?50 50 R9=1.0K R10=100K R11=100K C3=0.2uF 将A5的S3、S9拨至开的位置 (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开环零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。

6.开环增益K对二阶系统的影响 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。 二阶系统模拟电路如图1-6-6所示,系统开环传递函数为:

K,K=R6/R5,

0.1s(0.1s?1)2?n102当R5=100K时闭环传递函数为:2, K=1,??0.5,?222s?2??ns??ns?10s?10?n?10。在开环零点、极点保持不变的情况下,改变开环增益K,系统的阻尼系数?和

固有频率?n也将发生变化,系统的特性从而改变。

图1-6-6二阶系统模拟电路

(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“IN13”相连接,将A1的“OUT1”与A2的“IN24”相连接,将A2的“OUT2”与A3的“IN33”相连接; B.按照图1-6-6选择拨动开关: 图中:R1=200K、R2=200K、R3=200K、R4=50K、R5可调、R6=100K、 R7=10K、R8=10K、C1=2.0uF、C2=1.0uF

C.K=R6/R5,调节R5的阻值,使K分别取值:1,2,4,5,10,20 精品文档

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将A3的S5、S6、S10,A1的S7、S10,A2的S8、S11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不同开环增益K下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。

四.实验结果

根据实验结果填写下表

表一 闭环极点对原始二阶系统的影响 超调量 σ% 极点传递函数 实测响应曲线 理论值 实测值 峰值时间tp 理论值 实测值 调节时间ts 理论值 实测值 1(s?1) 2(s?2) 5(s?5) 10(s?10) 精品文档