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自动控制原理

实 验 报 告

实验一 二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试 实验二 频率响应测试 实验三 控制系统串联校正 实验四 控制系统数字仿真

姓名：

学号：单位：仪器科学与光电工程学院

日期：2013年12月27日

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实验一 二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试

一、实验目的

1. 了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。 2. 学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。 3. 学习阶跃响应的测试方法。

二、实验内容

1. 建立一阶系统的电子模型,观测并记录在不同时间常数T时的跃响应曲线,并测定其过渡过程时间TS。

2. 建立二阶系统的电子模型,观测并记录在不同阻尼比ζ时的跃响应曲线,并测定其超调量σ%及过渡过程时间TS。

三、实验原理

1．一阶系统： 系统传递函数为：

模拟运算电路如图1- 1所示：

图 1- 1

由图 1-1得

在实验当中始终取R2= R1，则K=1，T= R2C取不同的时间常数T分别为： 0.25、 0.5、1

2．二阶系统:

令

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其传递函数为：

=1弧度/秒，则系统结构如图1-2所示：

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图1-2

根据结构图，建立的二阶系统模拟线路如图1-3所示：

图1-3

取R2C1=1 ，R3C2 =1，则

ζ取不同的值ζ=0.25 , ζ=0.5 , ζ=1

及

四、实验步骤

1. 确定已断开电子模拟机的电源，按照实验说明书的条件和要求，根据计算的电阻电容值，搭接模拟线路；

2. 将系统输入端 与D/A1相连，将系统输出端 与A/D1相； 3. 检查线路正确后，模拟机可通电；

4. 双击桌面的“自控原理实验”图标后进入实验软件系统。

5. 在系统菜单中选择“项目”——“典型环节实验”；在弹出的对话框中阶跃信号幅值选1伏，单击按钮“硬件参数设置”，弹出“典型环节参数设置”对话框，采用默认值即可。

6. 单击“确定”，进行实验。完成后检查实验结果，填表记录实验数据，抓图记录实验曲线。

五、实验设备

HHMN-1电子模拟机一台、PC机一台、数字式万用表一块

六、实验数据

一阶系统阶跃响应，图如上，数据表如下 T 0.25 R2 250K C 1μF .

0.5 500K 1μF 1 1M 1μF