电力工程学院实验报告格式12.doc

电力工程学院 2010/2011学年 第 2学期 实 验 报 告 课程名称 电路实验 II 实验名称 二阶电路动态变化过 程的仿真分析 班级名称 学生姓名 学 号 同组学生姓名 实验时间 实验地点 实验报告成绩： 评阅教师签字： 年 月 日 电力工程学院二〇〇七年制 一、实验目的 实验一（9.11二阶电路动态变化过程的仿真分析） 1、研究RLC串联电路的电路参数与其暂态过程的关系。 2、观察二阶电路在过阻尼和欠阻尼三种情况下的相应波形，加深对二阶电路相应的认识。 3、掌握观察动态电路状态轨迹的方法。 4、掌握软件的基本操作方法，使用软件进行仿真。 实验二（LC串联谐振回路特性的仿真测试）补充 1、研究LC串联谐振回路特性。 2、观察LC串联谐振回路的特性曲线。 二、原理简述 用二阶微分方程描述动态的电路为二阶电路，一个二阶电路在方波正、负阶跃信号的激励下，可获得零状态和零输入响应，其响应的变化轨迹决定于电路的固有频率。简单而典型的二阶电路是一个RLC串联电路和RLC并联电路，两者存在着对偶关系。 1、阶跃响应 如图9-1所示的RLC并联电路的原理图 图9-1 2、RLC串联电路的零输入相应和阶跃响应 如图9-2所示为RLC串联电路的原理图 图9-2 改变R1的大小，即分为过阻尼、临界阻尼、欠阻尼响应，分别观察每种情况下的响应波形。 三、实验接线图 1、阶跃响应 如图9-3所示的RLC并联电路，求Uc和iL为输出时的阶跃响应，进行波形仿真。 图9-3 在电感上串联一个很小的电阻后，如图9-4所示，对iL进行仿真。 图9-4 2、RLC串联电路的零输入响应和阶跃响应 当R变化时，分别观察过阻尼、临界阻尼、欠阻尼衰减振荡、等幅振荡时的Uc的零输入响应波形和跃阶响应波形。 （a）临界阻尼，R=2K Ω时，如图9-5所示 图9-5 （b）R=5.1K Ω 时，零输入响应过阻尼电路，如图9-6 图9-6 （c）欠阻尼，R=10 Ω 时，如图9-7所示 图9-7 （d）等幅振荡，R=0 Ω 时，如图9-8所示 图9-8 四、仿真结果 1、跃阶响应 打开示波器，进行仿真，在示波器上显示的Uc的跃阶响应波形以及输入波形如图9-9所示 图9-9（a） 图9-9（b） 在电感上串联一个小电阻后，打开示波器，进行仿真，在示波器上显示的是iL的波形，如图9-10所示 图9-10 2、RLC串联电路的零输入响应 （a）临界阻尼， R=2K Ω时 开关由上到下，如图9-11所示 图9-11 开关由下到上，波形如图9-12所示 图9-12 （b）R=5.1K Ω 时，零输入响应过阻尼电路 开关由上到下，波形如图9-13 图9-13 开关由下到上，波形如图9-14 图9-14 （c）欠阻尼，R=10 Ω 时 开关由上到下时，波形如图9-15 图9-15 开关由下到上时，波形如图9-16所示 图9-16 （d）等幅振荡，R=0 Ω 时 开关从上到下时，波形如图9-17所示 图9-17 开关从下到上时，波形如图9-18所示 图9-18 五、结论 当电路的结构或元件的参数发生变化时，可能使电路改变原来的工作状态，转变到另一个工作状态,这种转变往往需要一个过渡过程，而这个过渡的过程会使得波形发生突变。RLC并联电路中Uc的阶跃响应波形是电容的充放电过程，iL是一个逐渐趋于稳定的过程。RLC串联电路电路的零输入响应和阶跃响应，临界阻尼波形是个非振荡的过程，并且是个衰减的过程，过阻尼的波形是个非振荡的过程，而欠阻尼的波形是个电磁振荡的过程，且振幅逐渐减小。并且通过仿真实验得知结论与实际理论值相一致。 六、心得体会 通过这次实验，我不仅对RLC并联电路中的Uc和iL为输出是的阶跃响应波形有所了解，而且对RLC串联电路的零输入响应和阶跃响应中的过阻尼、临界阻尼、欠阻尼衰减振荡、等幅振荡的波形有所了解。而且，我觉得电路也不像书上学得那么晦涩难懂，通过软件演示实验结果，形象生动的看到了波形，对RLC并联电路有了深刻地理解。通过对这样的电路软件的学习，让抽象的波形化作形象的图示，使我们对电路实验产生了浓厚的兴趣，对自己的专业有了更深的认识，也更加喜欢自己的专业了。 补充实验： LC串联谐振回路特性的仿真测试 首先构