内容发布更新时间 : 2024/11/14 15:11:01星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验一 典型环节的模拟实验

1、 实验目的

通过模拟实验电路，结合理论知识感性认识各基本环节在典型信号下的响应。通过实验初步了解实验装置的性能和结构，学会布线、设计和组合单元，学会软件的操作。

2、实验设备基本知识

①准备：使运放处于工作状态．

将信号源单元（U1 SG）的ＳＴ端（插针）与+5Ｖ端（插针）用“短路块”短接，使模拟电路中的场效应管（３ＤＪ６）夹断，这时运放处于工作状态． ②阶跃信号的产生：

电路可采用图1一1所示电路．它由“单脉冲单元”（U0 sp）及“电位器单元（Ｕ14 Ｐ）组成．

图 1—1

具体线路形成：在Ｕ13 ＳＰ单元中，将Ｈ1与十5Ｖ插针用“短路决”短接，Ｈ2插针用排线接至U14 Ｐ

单元的X插针; 在U14 Ｐ单元中，将Ｚ插针和GND插针用“短路块”短接，最后由插座的Ｙ端输出信号． 以后实验若再用到阶跃信号时，方法同上．不再赘述。

3、 典型环节的模拟电路图

图1-2 比例环节（P）

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图1-3 积分环节(I)

图1-4 比例积分环节(PI)

图1-5 比例微分环节(PD)

图1-6 惯性环节(T)

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图1-7 比例积分微分环节（PID）

4、 各环节参数参考值表

环节 参数 电阻值 比例环节 惯性环节 积分环节 （I） R0=200K 比例积分 （PI） R0=200K R1=200K 比例微分 （PD） R0=10K R1=10K R2=10K,20K R3=200Ω C=1μF 比例积分微分（PID） R0=10K R1=10K,20K R2=1K R3=200Ω C1=1μF C2=2μF R0=200K R0=200K R1=200K,200K R1=200K C=1μF或 2μF 电容值

C=1μF或 2μF C=1μF或 2μF 5、 实验内容和步骤：

（１）观测比例、积分、比例积分、比例微分和惯性环节的阶成响应曲线。

①按第3部分中的各典型环节的模拟电路图将线接好。

②将模拟电路输入端（Ｕ1）与阶跃信号的输出端Ｙ相联接，模拟电路的输出端（U0）接至虚拟示波器信号输入通道（共有两个，可任选）。

③按下按钮（或松平按钮）H 时，用示波器观测输出端的实际响应曲线U0(t)，且将结果记下。

改变参数，重新观测结果。

（２）观测ＰＩＤ环节的响应

①此时Ｕ1采用U1 SG的周期性方波信号（Ｕ1单元的ＳＴ的插针改为与Ｓ插针用“短路块”短接， Ｓ11波段开关置于“阶跃信号”档，“ＯＵＴ”端的输出电压即为阶跃信号电压，信号周期由波段开关S12和电位器Ｗ11调节，信号幅值由电位器Ｗ12调节．以信号幅值小信号周期较长比较适宜）。 ②参照第3部分中的ＰＩＤ 模拟电路图，将ＰＩＤ环节搭接好。 ③将①中产生的周期性方波信号加到PID 环节的输人端（Ｕ1），用示波器观测ＰＩＤ输出端（Ｕ。），改变电路参数，重新观察并记录。

（3）根据实际搭建的模拟电路图的参数，求解各典型环节的传递函数，在Simulink中进行仿真，给

出理论的响应曲线，并与实际响应曲线进行对比分析。

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