学 生 实 验 报 告
（理工类）
课程名称： 自动控制原理 专业班级： 14电气（2）
学生学号： 学生姓名：
所属院部： 机电工程学院 指导教师： 吴洪兵
20 15 ——20 16 学年 第 二 学期
金陵科技学院教务处制
实验项目名称：典型环节的电路模拟与软件仿真实验学时： 2 同组学生姓名： 实验地点： PAC电气控制实验室 实验日期： 2016年5月26日 实验成绩： 批改教师： 吴洪兵 批改时间： 一、实验目的和要求
1熟悉典型环节的电路模拟；
2熟悉MATLAB中的simulink仿真。
二、实验仪器和设备
计算机一台
三、实验过程
（1）比例环节（又叫放大环节）
定义:具有比例运算关系的元部件称为比例环节。 特点:输出量按一定比例复现输入量，无滞后、失真现象。 运动方程: c(t)=K r(t) K——放大系数 传递函数：G?s??K
放大电路
其它一些比例环节：
R2R1+EcRic(t)r(t)r1-+R3Kc(t)r2r(t)c(t)ib(t)R(s)r2r1?r2C?s?R(s)R?2R1C?s?Ib(s)?Ic(s)
（2）惯性环节 (又叫非周期环节)
定义:惯性环节的微分方程是一阶的,且输出响应需要一定的时间才能达到稳态值，故称为一阶惯性环节。
特点：此环节中含有一个独立的储能元件，以致对突变的输入来说，输出不能立即复现，存在时间上的延迟。 运动方程为：Tdc(t)?c(t)?r(t) dt1 T ——惯性环节时间常数
Ts?1传递函数：G?s??
R+Ur（t）+Uc（t）C--
RC电路
其它一些惯性环节
Lr(t)RBT(t)c(t)f(t)Mv(t)J?(t)BC(s)R(s)1Ls?1RF(s)1BJs?1BV(s)T(s)1BJs?1B?(s)
（3）积分环节
定义:符合积分运算关系的环节称为积分环节。
特点：动态过程中，输出量的变化速度和输入量成正比。
t??运动方程: Uo?1T1?Ui(t)dt
其中，T为积分环节的时间常数,表示积分的快慢程度。
G(s)?传递函数：
+
U（t） -rTsCRii+Uc（t）-积分电路
（4）微分环节
定义:符合微分运算关系的环节称为微分环节。 特点：动态过程中，输出量正比于输入量的变化速度。
t???运动方程为：uc?速率的大小。 传递函数：G(s)??s
RCdur(t) 其中，τ---微分环节的时间常数，表示微分d(t)+Ur（t）+ud(t)Uc（t）?(t)DFuf(t)--
微分运算放大器 测速发电机
其它微分环节
i(t)Cuc(t)i(t)Ci(t)Lu(t)eL(t)RCs1Uc(s)CsI(s)U(s)R++I(s)I(s)LsEL(s)
（5）振荡环节
特点：振荡环节是由二阶微分方程描述的系统。包含两个独立的储能元件，当输入量发生变化时，两个储能元件的能量进行交换，使输出带有振荡的性质。
d2c(t)(t)2dc?2???c(t)?r(t) 运动方程为：?n2dtdt2n2?n?传递函数：G?s??22 其中， ζ 是阻尼比，n是无阻尼自然振s?2?n?s??n荡频率
R-L-C电路
（6）延迟环节 传递函数：G(s)
?e-?s
对于延迟时间很小的延迟环节，常把它展开成泰勒级数，并略去高次项，得：
G(s)?1??s?1?22!s?2?33!s3???1?1??s
所以，延迟环节在一定条件下可近似为惯性环节
典型环节的电路模拟与软件仿真课案
