自动控制原理实验报告-合肥工业大学.docx
试验一典型环节的模拟争论
—、试验要求
了解和把握各典型环节的传递函数及模拟电路图，观看和分析各典型环节的响应曲线。
二、试验原理(典型环节的方块图及传递函数)
三．试验内容及步骤
在试验中欲观测试验结果时，可用一般示波器，也可选用本试验机配套的虚拟示波器。假设选用虚拟示波器，只要运行LCAACT程序，选择自动掌握菜单下的典型环节的模拟争论试验工程，再选择开头试验，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开头即可使用本试验机配套的虚拟示波器〔B3〕单元的CH1测孔测量波形。具体用法参见用户手册中的示波器局部。
观看比例环节的阶跃响应曲线
典型比例环节模似电路如图1-1-1所示。该环节在A1单元中分别选取反响电阻
R1=100K、200K来转变比例参数。
试验步骤：注：‘SST’不能用“短路套”短接！
将信号发生器〔B1〕中的阶跃输出0/+5V作为系统的输入信号〔Ui〕。
安置短路套、联线，构造模拟电路：
〔a〕安置短路套
〔b〕测孔联线
虚拟示波器〔B3〕的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT
〔Uo〕。
注：CH1选‘X1’档，CH2置‘0’档。
运行、观看、记录：
按下信号发生器〔B1〕阶跃信号按钮时〔0→+5V阶跃〕，用示波器观测A6输出端〔Uo〕的实际响应曲线Uo〔t〕，且将结果登记。转变比例参数〔转变运算模拟单元A1的反响电阻R1〕，重观测结果,其实际阶跃响应曲线见表1-1-1。
当R1=200K的电路与相应曲线
当R1=100K的电路与相应曲线
观看惯性环节的阶跃响应曲线
典型惯性环节模似电路如图1-1-2所示。该环节在A1单元中分别选取反响电容
C=1uf、2uf来转变时间常数。
试验步骤：注：‘SST’不能用“短路套”短接！
将信号发生器〔B1〕中的阶跃输出0/+5V作为系统的信号输入〔Ui〕。
安置短路套、联线，构造模拟电路：
安置短路套
测孔联线
虚拟示波器〔B3〕的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT
〔Uo〕。
注：CH1选‘X1’档，CH2置‘0’档。
运行、观看、记录：
按下信号发生器〔B1〕阶跃信号按钮时〔0→+5V阶跃〕，用示波器观测A6输出端〔Uo〕的实际响应曲线Uo〔t〕，且将结果登记。转变时间常数〔转变运算模拟单元A1的反响反响电容C〕，重观测结果，其实际阶跃响应曲线见表1-1-1。
以下图为试验电路以及示波器显示的波形
C=1uf时的电路图与相应曲线示波器显示：
当C=1uf时的电路图与相应曲线示波器显示：
观看积分环节的阶跃响应曲线
典型积分环节模似电路如图1-1-3所示。该环节在A1单元中分别选取反响电容C=1uf、2uf来转变时间常数。
试验步骤：
为了避开积分饱和，将函数发生器〔B5〕所产生的周期性方波信号〔OUT〕，代替信号发生器〔B1〕中的阶跃输出0/+5V作为系统的信号输入〔Ui〕：
a．将函数发生器〔B5〕中的插针‘SST’用短路套短接。b．将S1拨动开关置于最上档〔阶跃信号〕。
c．信号周期由拨动开关S2和“调频”旋钮调整，信号幅度由“调幅”旋钮调整，
以信号幅值小，信号周期较长比较适宜〔频率在0.3Hz左右，幅度在1V左右〕。
安置短路套、联线，构造模拟电路：
安置短路套
测孔联线
虚拟示波器〔B3〕的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT
〔Uo〕。
注：CH1选‘X1’档，CH2置‘0’档。
运行、观看、记录：
按下信号发生器〔B1〕阶跃信号按钮时〔0→+5V阶跃〕，用示波器观测A6输出端〔Uo〕的实际响应曲线Uo〔t〕，且将结果登记。转变时间常数〔转变运算模拟单元A1的反响反响电容C〕，重观测结果，其实际阶跃响应曲线见表1-1-1。
以下图为试验电路以及示波器显示的波形
试验4，用‘扫频法’测量系统的对数幅频曲线和相频曲线
幅频曲线
相频曲线
二、MATLAB语言与掌握系统仿真
试验任务：
4-11
绘制〔a〕〔b〕的根轨迹图
绘制〔a〕〔b〕的单位阶跃响应图，分析比例-微分校正器的作用
5-4
绘制〔1〕〔3〕的奈氏图
绘制〔2〕〔4〕的伯特图
MATLAB函数说明：
根轨迹
频率法
rlocus()
格式1：rlocus(num，den)
num和den是系统开环传函GK(s)分子和分母多项式的系数。
功能：绘制系统根轨迹。
nyquist()
格式：nyquist(num，den)
num和den是开环传递函数的分子和分母多项式的系数。
功能：绘制系统的乃氏曲线。
bode()
格式：bode(num