基于 THKKL-4 型控制理论·计算机控制技术实验箱自动控制原理实验指导资料目 录实验一典型系统动态和稳态性能分析实验二线性定常系统的瞬态响应和稳定性分析实验三控制系统的频率特性分析实验四自动控制系统的校正实验五时域分析法 MATLAB 仿真实验实验六根轨迹分析法 MATLAB 仿真实验实验七频率特性分析法 MATLAB 仿真实验实验一典型系统动态和稳态性能分析一、实验目的1．掌握控制系统中各典型环节的有源电路模拟设计、参数计算方法。2．掌握通过测量典型环节的阶跃响应曲线来测试系统动态和稳态性能指标的技能。3．深入了解和体验系统参数对系统性能的影响。二、实验前准备1. 基于集成运放的基本运算电路基本运算电路主要指比例、加、减、乘、除、积分、微分、对数、指数等电路。比例运算电路是其它基本运算电路的基础。本实验主要用到比例、加、减、积分、微分等运算电路。（1）比例运算电路有反向输入、同相输入、差分输入三种基本形式。图 2.1 是反向比例运算电路。根据虚断原则，知：因为，可知根据虚短原则，有则有因此，该电路的输出电压与输入电压幅值成正比，相位相差，放大倍数。当时，此电路为单位增益倒相器，也称反相器。图 2.2 是同相比例运算电路。根据虚短和虚断原则，有如下关系：当时，有，此时称该电路为电压跟随器。至于差分输入比例运算电路，本质上是一种减法电路，将在下面介绍。（2）加法运算电路根据虚短虚断原则，有如果，则有，可见电路可以实现电压信号的求和运算。当时，可以实现电压信号的加权求和。显然 ，求和电路的输入电压个数不限于两路。（3）减法运算电路1）通过反相求和实现减法运算电 路 由 一 个 反 相 器和一个加法运算电路组成。通过选择合适的、、、、，容易实现。2）利用差动输入实现减法运算因此，有（4）积分运算电路式中，称为积分器的时间常数，它决定了积分速度。（5）微分运算电路2．写出下表所示各典型环节的传递函数。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）积分（I）比例积分（PI）比例微分（PD）惯性环节（T）比例积分微分（PID）3、写出下面模拟电路对应的环节名称及传递函数。环节名称模拟电路图传递函数4. THKKL-4 型控制理论·计算机控制实验箱资源U1：信号发生器U2：正弦信号发生器U3：阶跃信号产生单元U4：给定单元U5～U9:通用单元电路U10：非线性环节U11：P、I、D 元件U12：反相器U13：A/D 转换单元U14：采样保持器U...
