内容发布更新时间 : 2025/1/23 7:02:11星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实 验 报 告

课程名称： 自动控制原理

实验名称： 典型环节的电路模拟

一、实验目的

（1） 熟悉THBDC-1型 信号与系统·控制理论及计算机控制技术

实验平台及上位机软件的使用。

（2） 熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟。

（3） 测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态

特性的影响。

二、实验仪器

（1）THBDC-1型 控制理论·计算机控制技术实验平台。 （2）PC机一台(含上位机软件)、数据采集卡、37针通信线1根、

16芯数据排线、采接卡接口线。

三、五种典型环节原理

自控系统是由比例、积分、微分、惯性等环节按一定的关系组成。

1.比例（P）环节

比例环节的特点是输出不失真、不延迟、成比例地复现输出信号的变化。它的实验电路与方框图分别如下：

由运算放大器的虚短、虚断原理：u+=u-，i+=i-=0，可得：IR1=IR2,

UIUOR2=(反相器改变了UO的符号),UO=UI,作为比例环节的传递函R1R2R1CR0R0uiR-++-++uo数与方框图如下： G(s)=

UO(S)R2==K Ui(S)R1当Ui(S)输入端输入一个单位阶跃信号，且比例系数为K时的响应曲线如图所示。

2.积分（I）环节

积分环节的输出量与其输入量对时间的积分成正比。它的实验电路与方框图分别如下： （图中后一个单元为反相

uiRC-++R0R0-++uo器）

G(s)?UO(S)1?Ui(S)Ts设Ui(S)为一单位阶跃信号，当积分系数为T时的响应曲线如图1-3所示。

3. 比例积分(PI)环节

比例积分环节的电路图与方框图分别为：

G(s)?UO(S)R2CS?1R21R21????(1?)Ui(S)R1CSR1R1CSR1R2CS

其中T=R2C，K=R2/R1

设Ui(S)为一单位阶跃信号，下图示出了比例系数(K)为1、积分系数为T时的PI输出响应曲线。

图1-4

4. 比例微分(PD)环节

比例微分环节的电路图与方框图分别为如下：