自动原理试验资料

一、实验目的1．掌握控制系统中各典型环节的电路模拟及其参数的测定方法。2．测量典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对环节输出性能的影响。二、实验内容1．对表一所示各典型环节的传递函数设计相应的模拟电路( 参见表二 ) 表一：典型环节的方块图及传递函数典型环节名称方块图传递函数比例（P）K)s(U)s(Uoi积分（I ）TS1)s(U)s(Uoi比例积分（PI）TS1K)s(U)s(Uoi比例微分（PD）)TS1(K)s(U)s(Uoi惯性环节（T）1TSK)s(U)s(Uoi比例积分微分（PID）STST1Kp)s(U)s(Uodii表二：典型环节的模拟电路图各典型环节名称模拟电路图比例（P）积分（I ）比例积分（PI ）比例微分（PD）惯性环节（T）各典型环节名称模拟电路图比例积分微分（ PID）2．测试各典型环节在单位阶跃信号作用下的输出响应。3．改变各典型环节的相关参数，观测对输出响应的影响。三、实验内容及步骤1．观测比例、积分、比例积分、比例微分和惯性环节的阶跃响应曲线。①准备：使运放处于工作状态。将信号发生器单元U1 的 ST 端与 +5V 端用“短路块”短接，使模拟电路中的场效应管（K30A）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1-1 所示电路，它由“阶跃信号单元”（U3）及“给定单元” （U4）组成。具体线路形成：在U3单元中，将H1与+5V 端用 1 号实验导线连接，H2 端用 1 号实验导线接至 U4单元的 X 端；在 U4 单元中， 将 Z 端和 GND端用 1 号实验导线连接， 最后由插座的Y端输出信号。以后实验若再用阶跃信号时，方法同上，不再赘述。实验步骤：①按表二中的各典型环节的模拟电路图将线接好( 先接比例 ) 。 (PID 先不接 ) ②将模拟电路输入端(Ui) 与阶跃信号的输出端Y相连接； 模拟电路的输出端(Uo) 接至示波器。③按下按钮 ( 或松开按钮 )SP 时，用示波器观测输出端的实际响应曲线Uo(t) ，且将结果记下。改变比例参数，重新观测结果。④同理得积分、 比例积分、 比例微分和惯性环节的实际响应曲线，它们的理想曲线和实际响应曲线参见表三。2．观察 PID 环节的响应曲线。实验步骤：①将 U1 单元的周期性方波信号(U1 单元的 ST 端改为与S 端用短路块短接，S11波段开关置于“方波”档， “OUT”端的输出电压即为方波信号电压，信号周期由波段开关S11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) 。②参照表二中的PID 模拟电路图，按相关参数要求将PID 电路...