南昌大学实验报告
学生姓名： 王瑾然 学 号： 6101113031 专业班级： 电气131班 实验类型：■ 验证 □ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期： 实验成绩：
一、实验项目名称
实验3.1.1 典型环节的模拟研究
二、实验要求
1. 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。
2. 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。
三、主要仪器设备及耗材
1. 计算机一台（Windows XP操作系统） 2. AEDK-labACT自动控制理论教学实验系统一套 3. LabACT6_08软件一套
四、实验内容和步骤
1.观察比例环节的阶跃响应曲线
（1）打开虚拟示波器的界面，点击开始，按下信号发生器的阶跃信号按钮（0→+4V阶跃），用示波器观测A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t）。 （2）改变比例系数，重新观测结果，填入实验报告。
2.观察惯性环节的阶跃响应曲线
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（1）打开虚拟示波器的界面，点击开始，用示波器观测A6输出端，按下信号发生器的阶跃信号按钮时，等待完整波形出来后，移动虚拟示波器横游标到4V×0.632处，得到与惯性的曲线的交点，再移动虚拟示波器两根纵游标，从阶跃开始到曲线的交点，量得惯性环节模拟电路时间常数T。A6输出端的实际响应曲线Uo（t）。
（2）改变时间常数及比例系数，重新观测结果，填入实验报告。
3.观察积分环节的阶跃响应曲线
（1）打开虚拟示波器的界面，点击开始，用示波器观测A6输出端（Uo），调节调宽电位器使宽度从0.3秒开始调到积分输出在虚拟示波器顶端为止。 （2）等待完整波形出来后，移动虚拟示波器横游标到0V处，再移动另一根横游标到ΔV=1V处，得到与积分的曲线的交点，再移动虚拟示波器两根纵游标，从阶跃开始到曲线的交点，量得积分环节模拟电路时间常数Ti。A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t）。 （3）改变时间常数，重新观测结果，填入实验报告。
4、观察比例积分环节的阶跃响应曲线
（1）打开虚拟示波器的单迹界面，点击开始，用示波器观测A6输出端（Uo）。 （2）待完整波形出来后，移动虚拟示波器横游标到1V（与输入相等）处，再移
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动另一根横游标到ΔV=Kp×输入电压处，得到与积分曲线的两个交点。 （3）再分别移动示波器两根纵游标到积分曲线的两个交点，量得积分环节模拟电路时间常数Ti。
（4）改变时间常数及比例系数，重新观测结果，填入实验报告。
5.观察比例微分环节的阶跃响应曲线
（1）打开虚拟示波器的界面，点击开始，用示波器观测系统的A6输出端（Uo），响应曲线见图3-1-10。等待完整波形出来后，把最高端电压（4.77V）减去稳态输出电压（0.5V），然后乘以0.632，得到ΔV=2.7V。
（2）移动虚拟示波器两根横游标，从最高端开始到ΔV=2.7V处为止，得到与微分的指数曲线的交点，再移动虚拟示波器两根纵游标，从阶跃开始到曲线的交点，量得Δt=0.048S。
（3）已知KD=10，则图3-1-9的比例微分环节模拟电路微分时间常数：
TD?KD??t?0.48S
R2/R1比例=5：2
6.观察PID（比例积分微分）环节的响应曲线
（1）打开虚拟示波器的单迹界面，点击开始，用示波器观测A6输出端（Uo）。 （2）等待完整波形出来后，移动虚拟示波器两根横游标使之ΔV=Kp×输入电压，得到与积分的曲线的两个交点。
（3）再分别移动示波器两根纵游标到积分的曲线的两个交点，量得积分环节模拟电路时间常数Ti。
（4）改变时间常数及比例系数，重新观测结果，填入实验报告。
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五、实验数据及结果分析
1、比例环节
G(S)?UO(S)R?K?1 Ui(S)R0（1）取R1?100K? 理论值：K?R1?0.5 Uo?KUi?2V R0实际值：如图，R1?100K?时，我们发现测出的Uo?2.07V，与理论值2V差距不大，在误差允许范围内理论值与测量值是相符合的。
（2）取R1?200K? 理论值：K?R1?1 Uo?KUi?4V R0实际值：如图，R1?200K?时，我们发现测出的Uo?3.95V，与理论值4V差距不大，在误差允许范围内理论值与测量值是相符合的。
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2、惯性环节
G(S)?UO(S)K?Ui(S)1??S,K?R1,R0??R1C
取R1?200K?，C?1?F 理论值：K?R1?1 ??0.2s R0实际值：如图，R1?200K?时，我们发现测出的??0.200s，与理论值0.2s相同，在误差允许范围内理论值与测量值是相符合的。
3、积分环节
G(S)?UO(S)1? ??R0C Ui(S)?S（1）取R0?100K?，C?1?F 理论值：??0.1s
实际值：如图，Ro?100K?时，我们发现测出的??0.100s，与理论值0.1s相同，在误差允许范围内理论值与测量值是相符合的。
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南昌大学自动控制原理实验报告实验一 - 图文
