(闭环电压控制系统.doc

东南大学自动化学院 实 验 报 告 课程名称： 自动控制实验 实验名称： 闭环电压控制系统 院 （系）： 专 业： 姓 名： 学 号： 实 验 室： 实验组别： 同组人员： 实验时间：2010 年 10 月 日 评定成绩： 审阅教师： 目 录 实验目的·······································2 预习与回答·····································2 实验原理·······································2 实验设备·······································3 实验线路图·····································3 实验步骤·······································3 报告要求·······································5 实验总结·······································7 实验目的 通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问题。 会正确实现闭环负反馈。 通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。 预习与回答 在实际控制系统调试时，如何正确实现负反馈闭环？ 答：将被控输出量反向传递到系统的输入端并与给定输入信号比较（相减），根据所得的偏差信号来实现对被控量的控制，使得输出量与给定量之间的偏差尽可能小。 你认为表格中加1KΩ载后，开环的电压值与闭环的电压值，哪个更接近2V？ 答：在适当的Kp值下，闭环电压值更接近于2V。 学自动控制原理课程，在控制系统设计中主要设计哪一部份？ 答：主要设计控制算法部分。 实验原理 利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）数学上的“相似性”，将各种实际物理装置经过简化、并抽象成数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对纯数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把纯数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理装置，而“模拟实物”的实验方式可以举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路，也有实际物理装置——电机，替代各种实际物理装置。 自动控制的根本是闭环，尽管有的系统不能直接感受到它的闭环形式，如步进电机控制，专家系统等，从大局看，还是闭环。闭环控制可以带来想象不到的好处，两个演示实例说明这一点。本实验就是用开环和闭环在负载扰动下的实验数据，说明闭环控制效果。自动控制系统性能的优劣，其原因之一就是取决调节器的结构和算法的设计（本课程主要用串联校正、极点配置），本实验为了简洁，采用单闭环、比例算法K。通过实验证明：不同的统K，对系性能产生不同的影响。说明正确设计调节器算法的重要性。 为了使实验有代表性，本实验采用三阶（高阶）系统。这样，当调节器K值过大时，控制系统会产生典型的现象——振荡。本实验可以认为是真实的电压控制系统。 实验设备 THBDC-1实验平台 实验线路图 实验步骤 如图接线，将线路接成开环形式，即比较器端100KΩ电阻接地。将调节器47KΩ电位器（接上面两个孔）左旋到底归零，再右旋1圈。经仔细检查后上电。 调电位器输入RP2，用实验仪上的数字电压表检测，确保输出电压为2V。 注意：极性开关向下，阶跃按键取按下状态。 按开环表格改变47KΩ圈数，并每次要调输入电位器RP2，在确保空载2V的条件下，再加上1KΩ的电阻扰动负载，测此不同Kp时带负载电压表读数，填表。 正确判断并实现反馈！（课堂选择性提问）再闭环，即加法跳线接输出点，要调给定输入电位器RP2，使空载输出电压为