实验一 典型环节及其阶跃响应 1 实验一 典型环节及其阶跃响应 一、实验目的 1. 掌握控制模拟实验的基本原理和一般方法。 2. 掌握控制系统时域性能指标的测量方法。 二、实验仪器 1． EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台 2． 计算机一台 三、实验原理 1．模拟实验的基本原理： 控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。若改变系统的参数，还可进一步分析研究参数对系统性能的影响。 2． 时域性能指标的测量方法： 1) 启动计算机，开始→程序→北京理工达盛科技→自动控制理论实验系统软件，运行软件。 2) 测试计算机与实验箱的通信是否正常, 测试方法：接通电源点击[系统设置－通信串口测试]如图1，点击通信串口测试按钮，控制测试区内将出现 0－255 个数据，如图2，如果数据没有或不全，则说明通讯有故障，应检查计算机串口与实验箱的连接。通信正常继续。如通信不正常查，找原因使通信正常后才可以继续进行实验。 图1 串口测试窗口 (a) 图2 串口测试窗口(b) 3) 连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1 输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。 4) 在实验课题下拉菜单中选择实验一[典型环节及其阶跃响应] 。 5) 鼠标单击实验课题弹出实验课题参数窗口。在参数设置窗口中设置相应的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果。 6) 用软件上的游标测量响应曲线上的最大值和稳态值， 实验一 典型环节及其阶跃响应 2 四、实验内容 构成下述典型一阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应： 1. 比例环节的模拟电路及其传递函数如图 1-1。 2. 惯性环节的模拟电路及其传递函数如图 1-2。 3. 积分环节的模拟电路及传递函数如图 1-3。 4. 微分环节的模拟电路及传递函数如图 1-4。 5. 比例+微分环节的模拟电路及传递函数如图 1-5（未标明的 C=0.01uf）。 12)(RRsGCRTRRKTsKsG2121其中：)(RCTTssG其中：1)(1RCTTssG其中：)(12121CRTRRKTsKsG其中：)()(实验一 典型环节及其阶跃响应 3 6.比例+积分环节的模拟电路及传递函数如...
