自动控制原理
实 验 报 告
实验一 二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试 实验二 频率响应测试 实验三 控制系统串联校正 实验四 控制系统数字仿真
姓名：
学号：单位：仪器科学与光电工程学院
日期：2013年12月27日
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实验一 二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试
一、实验目的
1. 了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。 2. 学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。 3. 学习阶跃响应的测试方法。
二、实验内容
1. 建立一阶系统的电子模型,观测并记录在不同时间常数T时的跃响应曲线,并测定其过渡过程时间TS。
2. 建立二阶系统的电子模型,观测并记录在不同阻尼比ζ时的跃响应曲线,并测定其超调量σ%及过渡过程时间TS。
三、实验原理
1．一阶系统： 系统传递函数为： 模拟运算电路如图1- 1所示：
图 1- 1 由图 1-1得
2．二阶系统:
令
其传递函数为：
在实验当中始终取R2= R1，则K=1，T= R2C取不同的时间常数T分别为： 、 、1
=1弧度/秒，则系统结构如图1-2所示：
图1-2
根据结构图，建立的二阶系统模拟线路如图1-3所示：
2
图1-3
取R2C1=1 ，R3C2 =1，则 ζ取不同的值ζ= , ζ= , ζ=1
及
四、实验步骤
1. 确定已断开电子模拟机的电源，按照实验说明书的条件和要求，根据计算的电阻电容值，搭接模拟线路；
2. 将系统输入端 与D/A1相连，将系统输出端 与A/D1相； 3. 检查线路正确后，模拟机可通电；
4. 双击桌面的“自控原理实验”图标后进入实验软件系统。
5. 在系统菜单中选择“项目”——“典型环节实验”；在弹出的对话框中阶跃信号幅值选1伏，单击按钮“硬件参数设置”，弹出“典型环节参数设置”对话框，采用默认值即可。
6. 单击“确定”，进行实验。完成后检查实验结果，填表记录实验数据，抓图记录实验曲线。
五、实验设备
HHMN-1电子模拟机一台、PC机一台、数字式万用表一块
六、实验数据
一阶系统阶跃响应，图如上，数据表如下 T R2 250K C 1μF Ts理论 Ts实测 Ts误差 % 响应图形 图1 图1 500K 1μF % 图2 1 1M 1μF % 图3 3
图2
图3
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二阶系统阶跃响应，图如上，数据表如下 ζ R4 2M C2 1μF σ%理论 % σ%实测 % σ%误差 % Ts理论 Ts实测 Ts误差 % 响应曲线 图4 图4 1M 1μF % % % % 图5 1 500K 1μF 0 0 0 % 图6
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北航自动控制原理实验报告1-4合集
