自动化控制实验报告分解.doc

本科生实验报告 实验课程 自动控制原理 学院名称 专业名称 电气工程及其自动化 学生姓名 学生学号 2013 指导教师 实验地点 6C901 实验成绩 二〇二〇 线性系统的时域分析 实验一（3.1.1）典型环节的模拟研究 一. 实验目的 了解和掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式 观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响 二．典型环节的结构图及传递函数 方 框 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） 三．实验内容及步骤 观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响.。 改变被测环节的各项电路参数，画出模拟电路图，阶跃响应曲线，观测结果， ； 单位阶跃响应： 实验步骤：注：‘S ST’用短路套短接！ （1）将函数发生器（B5）所产生的周期性矩形波信号（OUT），作为系统的信号输入（Ui）；该信号为零输出时，将自动对模拟电路锁零。 ① 在显示与功能选择（D1）单元中，通过波形选择按键选中‘矩形波’（矩形波指示灯亮）。 ② 量程选择开关S2置下档，调节“设定电位器1”，使之矩形波宽度＞1秒（D1单元左显示）。 ③ 调节B5单元的“矩形波调幅”电位器使矩形波输出电压= 4V（D1单元右显示）。 （2）构造模拟电路：按图3-1-1安置短路套及测孔联线，表如下。 （a）安置短路套 （b）测孔联线 模块号 跨接座号 1 A5 S4，S12 2 B5 ‘S-ST’ 1 信号输入（Ui） B5（OUT）→A5（H1） 2 示波器联接A6（OUT）→CH1） 3 B5（OUT）→B3（CH2） （3）运行、观察、记录： 打开虚拟示波器的界面，点击开始，按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮（0→+4V阶跃），观测A5B输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t）。 实验报告要求：改变被测系统比例系数，观测结果，.比例环节阶跃响应 200K,100K,4V 200K,200K,4V 50K,100K,2V 50K,200K,1V R0 R1 输入Ui 比例系数K 计算值 测量值 200K 100K 4V 0.5 0.47 200K 4V 1 0.99 50K 100K 2V 2 2.00 200K 1V 4 3.99 2)．观察惯性环节的阶跃响应曲线 典型惯性环节模拟电路如图3-1-4所示。 图3-1-4 典型惯性环节模拟电路 传递函数： 单位阶跃响应： 实验步骤：注：‘S ST’用短路套短接！ （1）将函数发生器（B5）所产生的周期性矩形波信号（OUT），作为系统的信号输入（Ui）；该信号为零输出时，将自动对模拟电路锁零。 ① 在显示与功能选择（D1）单元中，通过波形选择按键选中‘矩形波’（矩形波指示灯亮）。 ② 量程选择开关S2置下档，调节“设定电位器1”，使之矩形波宽度＞1秒（D1单元左显示）。 ③ 调节B5单元的“矩形波调幅”电位器使矩形波输出电压= 4V（D1单元右显示）。 （2）构造模拟电路：按图3-1-4安置短路套及测孔联线，表如下。 1 信号输入（Ui） B5（OUT）→A5（H1） 2 示波器联接A5B（OUT）→CH1） 3 B5（OUT）→B3（CH2） （a）安置短路套 （b）测孔联线 模块号 跨接座号 1 A5 S4，S6，S10 2 B5 ‘S-ST’ （3）运行、观察、记录： 打开虚拟示波器的界面，点击开始，按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮时（0→+4V阶跃），等待完整波形出来后，移动虚拟示波器横游标到输出稳态值×0.632处，，得到与输出曲线的交点，再移动虚拟示波器两根纵游标，从阶跃开始到输