控制工程基础实验指导书答案VIP专享

精品文档---下载后可任意编辑一、实验目的1、熟悉二阶模拟系统的组成。2、讨论二阶系统分别工作在=1， 0<<1，和 1 三种状态下的单位阶跃响应。3、分析增益 K 对二阶系统单位阶跃响应的超调量P、峰值时间 tp 和调整时间 ts。4、讨论系统在不同 K 值时对斜坡输入的稳态跟踪误差。5、学会使用 Matlab 软件来仿真二阶系统，并观察结果。二、实验仪器1、控制理论电子模拟实验箱一台；2、超低频慢扫描数字存储示波器一台；3、数字万用表一只；4、各种长度联接导线。三、实验原理图 2-1 为二阶系统的原理方框图，图 2-2 为其模拟电路图，它是由惯性环节、积分环节和反号器组成，图中 K=R2/R1， T1=R2C1，T2=R3C2。图 2-1 二阶系统原理框图图 2-1 二阶系统的模拟电路由图 2-2 求得二阶系统的闭环传递函。调节开环增益 K 值，不仅能改变系统无阻尼自然振荡频率 ωn和的值，可以得到过阻尼(>1)、临界阻尼（=1）和欠阻尼（<1）三种情况下的阶跃响应曲线。（1）当 K>， 0  1，系统处在欠阻尼状态，它的单位阶跃响应表达式为：图 2-3 0  1 时的阶跃响应曲线（2）当 K 时，=1，系统处在临界阻尼状态，它的单位阶跃响应表达式为：如图 2-4 为二阶系统工作临界阻尼时的单位响应曲线。图 2-4 =1 时的阶跃响应曲线（3）当 K时，1，系统工作在过阻尼状态，它的单位阶跃响应曲线和临界阻尼时的单位阶跃响应一样为单调的指数上升曲线，但后者的上升速度比前者缓慢。四、实验内容与步骤1、根据图 1-1，调节相应的参数，使系统的开环传递函数为：2、令 ui(t)=1V，在示波器上观察不同 K（K=10，5，2，）时的单位阶跃响应的波形，并由实验求得相应的 σp、tp 和 ts 的值。3、调节开环增益 K，使二阶系统的阻尼比ξ=1√2=0.707，观察并记录此时的单位阶跃响应波形和 σp、tp 和 ts 的值。4、用三角波或输入为单位正阶跃信号积分器的输出作为二阶系统的斜坡输入信号。5、观察并记录在不同 K 值时，系统跟踪斜坡信号时的稳态误差。G( S)=ω2nS2+2ξωn S+ω2n (2)uo(t )=1−(1+ωnt )e−ωntG( S)=K0.5S(0.2S+1)精品文档---下载后可任意编辑五、实验报告1、画出二阶系统在不同 K 值（10，5，2，0.5）下的 4 条瞬态响应曲线，并注明时间坐标轴。2、按图 1-2 所示的二阶系统，计算，K=1 和三种情况下和 ωn值。据此，求得相应的动态性能指标 σp、tp 和 t...