自动控制原理实验报告,北航实验报告,3系VIP专享

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：xxx 学号：xxx 单位：自动化科学与电气工程学院 日期：2011 年 12 月 24 日 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： ∅(S) = C(S)R(S) =KTS+1 模拟运算电路如图 1- 1 所示： 图 1- 1 由图 1-1 得 U0(S)Ui(S) = R2/R1R2CS+1 =KTS+1 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: 其传递函数为： ϕ(S) = C(S)R(S) =ωn2S2+2ζωnS+ωn2 令ωn=1 弧度/秒，则系统结构如图 1-2 所示： 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 R4R3= R4 C2 = 12ξ 及 ξ=12R4 C2 ζ取不同的值ζ=0.25 , ζ=0.5 , ζ=1 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 图1-5 一阶系统阶跃响应曲线 T=0.25s（左为实测曲线，右为仿真曲线，下同） 图1-6 一阶系统阶跃响应曲线 T=0.5s 图1-7 一阶系统阶跃响应曲线 T=1s 图1-10 二阶系统阶跃响应ξ=0.25（左...