广西大学实验报告纸组长：组员：指导老师：成绩：学院:电气工程学院专业：自动化班级：163实验内容:实验五 二阶瞬态响应特性与稳定性分析2025 年 5 月 11 日【实验时间】2025 年 5 月 11 日【实验地点】 综合 808【实验目的】1、以实际对象为基础,了解和掌握典型二阶系统的传递函数和模拟电路图。2、观察和分析典型二阶系统在欠阻尼、临界阻尼、过阻尼的响应曲线。3、学会用 MATLAB 分析系统稳定性。【实验设备与软件】1、Multisim 10 电路设计与仿真软件2、labACT 试验台与虚拟示波器3、MATLAB 数值分析软件【实验原理】1、被模拟对象模型描述 永磁他励电枢控制式直流电机如图 1(a）所示。根据 Kirchhoff 定律和机电转换原理，可得如下方程 （1） （2） （3)式中，各参数如图 1（a）所示：L、R 为电机和负载折合到电机轴上的转动惯量,Tl 是折合到电机轴上的总的负载转矩，b 是电机与负载折合到电机轴上的粘性摩擦系数；kt 是转矩系数（Nm/A)，ke 是反电动势系数（Vs/rad）。令（电磁时间常数)，(机械时间常数），于是可由这三个方程画出如图 1(b）的线性模型框图.将 Tl 看成对控制系统的扰动，仅考虑先行模型框图中的传递函数为 (4）考虑到电枢电感 L 较小，在工程应用中常忽略不计,于是上式转化为 (5）式中,为传动函数，为机电时间常数。本实验中,去，传动系数可变.2、系统的稳定性 线性系统稳定的充要条件是闭环系统特征值均在左半平面。3、接线和操作 输入信号产生的操作方法：用信号发生器(B1）的‘阶跃信号输出’和‘幅度控制电位器’构造输入信号 r(t）,即 B1 单元中电位器的左边 K3 开关拨下（GND）,右边 K4 开关拨下（0/+5V 阶跃）。阶跃信号输出（B1-2 的 Y 测孔）调整为 2。5V（调试方法：调节电位器，用万用表测量 Y 测孔）。 构造有源放大电路用模拟运算单元和阻容库 A1—A9 资源。 输入和输出信号的测量利用虚拟示波器,直接将信号接入 CH1 和 CH2 测孔，运行 LABACT 程序,打开单迹示波器或双迹示波器，便可以得到波形。【实验内容、方法、过程与分析】1、用运算放大器搭建出实验原理给出的电机模型，并在 Mulsitim10 中仿真，选择合适的电阻 R0 改变速度增益 K0,观察和分析典型二阶系统在欠阻尼、临界阻尼、过阻尼的响应曲线，并记录波形、超调量、峰值时间、调节时间。并计算出在欠阻尼下阶跃信号输入时的动态指标，与仿真时的测量值进行比较。Mulsitim 仿...
