典型系统的时域响应和稳定性分析..docx

电子科技大学中山学院学生实验报告学院：机电工程学院专业：自动化课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别：实验名称：典型系统的时域响应和稳定性分析实验时间：4月27日成绩：教师签名：批改时间：1．2．1实验目的1．研究二阶系统的特征参量 (ξ、ωn) 对过渡过程的影响。2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。3．熟悉Routh 判据，用Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析。 1.2.2实验设备PC机一台，TD-ACC+教学实验系统一套 1.2.3实验原理及内容1．典型的二阶系统稳定性分析(1) 结构框图：如图1.2-1 所示。（2）模拟电路图电子科技大学中山学院学生实验报告学院：机电工程学院专业：自动化课程名称：自动控制原理实验班级：14姓名：学号：61组别：实验名称：典型系统的时域响应和稳定性分析实验时间：4月27日成绩：教师签名：批改时间：(3) 理论分析系统开环传递函数为：开环增益(4)实验内容：先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻R 的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。系统闭环传递函数为：?其中自然振荡角频率：阻尼比 :2．典型的三阶系统稳定性分析(1) 结构框图：如图1.2-3 所示。电子科技大学中山学院学生实验报告学院：机电工程学院专业：自动化课程名称：自动控制原理实验班级：14C 姓名：学号：1 组别：实验名称：典型系统的时域响应和稳定性分析实验时间：4月27日成绩：教师签名：批改时间：(2)模拟电路图(1)理论分析系统的开环传递函数为： K=500/R实验内容为了保证系统稳定，第一列各值应为正数，所以有：得：0 ＜ ＜ 12 R ＞ 41.7 系统稳定 = 12 R = 41.7K 系统临界稳定 ＞ 12 R ＜ 41.7k 系统不稳定 1.2.4、实验步骤及要求1、按图典型二阶环节的模拟电路图将线连接好。检查无误后开启设备电源。2、将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”。将信号形式开关设在“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，使得“OUT”端输入的方波幅值小于5V，周期为10s左右。3、典型二阶系统瞬态响应1）按二阶系统模拟电路图接线，将步骤1中的方波信号接至输入端电子科技大学中山学院学生实验报告学院：机电工程学院专业：自动化课程名称：自动控制原理实验班级：1C 姓名：学号：2 组别：实验名称：典型系统的时域响应和稳定性分析实验时间：4月27日成绩：教师签名：批改时间：2）取R=10k，用示波器观察二阶系统响应曲线C（t），测量并记录性能指标、、及系统的稳定性，并将测量值和理论计算值进行比较。4、典型三阶系统的稳定性1）按三阶系统模拟电路图接好线，将步骤1中的方波信号接至输入端。2）改变R值，观察系统响应曲线，使之系统稳定（衰减振荡）、系统临界稳定（等幅振荡）、系统不稳定（发散振荡），分别记录与之对应的电阻R值。并将测量值和理论计算值进行比较。1.2.5实验分析典型二阶系统瞬态性能指标实验参考测试值见表参数项目R(KΩ)Kωn§C(tp)C(∞)Mp％tp(s)Ts (s)响应情况理论值测量值理论值测量值理论值测量值0§15042√51/41.411190.850.811.61.1衰减震荡§=11605/42.5111.92.1单调指数§12001√5√5/212.93.0单调指数电子科技大学中山学院学生实验报告学院：机电工程学院专业：自动化课程名称：自动控制原理实验班级：14 姓名：学号：1 组别：实验名称：典型系统的时域响应和稳定性分析实验时间：4月27日成绩：教师签名：批改时间：二阶 R=50K二阶 R=50K电子科技大学中山学院学生实验报告学院：机电工程学院专业：自动化课程名称：自动控制原理实验班级：1 姓名：学号：1 组别：实验名称：典型系统的时域响应和稳定性分析实验时间：4月27日成绩：教师签名：批改时间：二阶 R=160K二阶 R=200K电子科技大学中山学院学生实验报告学院：机电工程学院专业：自动化课程名称：自动控制原理实验班级：14 姓名：学号组别：实验名称：典型系统的时域响应和稳定性分析实验时间：4月27日成绩：教师签名：批改时间：三阶R=30K三阶 R=100K电子科技大学中山学院学生实验报告学院：机电工程学院专业：自动化课程名称：自动控制原理实验班级：C 姓名：学号：21 组别：实验名称：典型系统的时域响应和稳定性分析实验时间：4月27日成绩：教师签名：批改时间：三阶R=41.7K