自动控制原理实验报告自动控制原理实验报告.doc

暨南大学本科实验报告专用纸 课程名称 自动控制原理 成绩评定 实验项目名称 典型环节的电路模拟 指导教师 实验项目编号 0806105701 实验项目类型 设计 实验地点 学生姓名 学号 学院 电气信息学院 专业 自动化 实验时间 2014年 3月 24 日 下午 一、实验目的 1．熟悉THBDC-1型 控制理论·计算机控制技术实验平台及“THBDC-1”软件的使用； 2．熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟； 3．测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。 4．观测二阶系统的阻尼比分别在0(1，( =1和(1三种情况下的单位阶跃响应曲线； 二、实验环境 1．THBDC-1型 控制理论·计算机控制技术实验平台； 2．PC机一台(含“THBDC-1”软件)、USB数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB接口线。 三、实验报告要求 1．画出各典型环节的实验电路图，并注明参数。 2．写出各典型环节的传递函数。 3．根据测得的典型环节单位阶跃响应曲线，分析参数变化对动态特性的影响。 4．画出二阶系统线性定常系统的实验电路，并写出闭环传递函数，表明电路中的各参数； 5．根据测得系统的单位阶跃响应曲线，分析开环增益K和时间常数T对系统的动态性能的影响。 四、 实验内容 1：比例环节 根据比例环节的方框图，设计并组建相应的模拟电路， 图中后一个单元为反相器，R0=200K,传递函数：G(s)=Uo（s）/Ui（s）=K。 当比例系数K=1时，电路中的参数取：R1=100K，R2=100K。 实验结果如下图： 当比例系数K=2时，因为K=R2/R1，所以R2=200K，R1=100K，结果如下： 比例系数K=4时，R2=200K，R1=51K，结果如下： 结果分析：随着K的增加，系统的终值是输入信号的K倍。 2：积分环节 根据积分环节的方框图，如下，设计并组建模拟电路 图中后一个单元为反相器，R0=200K，G(s)=Uo（s）/Ui（s）=1/Ts。 当积分时间常数T=1S时，R=100K，C=10uF，实验结果如下： 当T=0.1时，因为T=RC，所以R=100K，C=1uF，结果如下： 当T=0.5时，R=51K，C=10uF，结果如图： 3：比例积分环节 根据比例积分环节的方框图设计并组建模拟电路， 图中后一个单元为反相器，R0=200K,G(s)=K(1+1/Ts)。 比例系数K=1，积分时间常数T=1S时，其中R1=100K，R2=100K，C=10uF，实验结果如下： 当比例系数K=1，积分时间常数T=0.1S时，R1.R2不变，C=1uF，实验结果如下： 4：比例微分环节 根据比例微分环节的图设计并组建模拟电路 图中后一个单元为反相器，R0=200K,G(s)=K(1+ts)。 当比例系数K=1，微分时间常数T=0.1时，R1=100K，R2=100K，C=1uF，实验结果如下： 当比例系数K=1，微分时间常数T=1S时，R1.R2不变，C=10uF，实验结果如下： 5：比例积分微分环节 根据比例积分微分环节方框图设计并组建模拟电路 图中后一个单元为反相器，R0=200K，G(s)=K(1+ts+1/Ts)。 当比例系数K=2，积分时间常数Ti=0.1S，微分时间常数Td=0.1S时，其中R1=100K，R2=100K，C1=1uF，C2=1uF,实验结果如下： 当比例系数K=1.1时，积分时间常数Ti=1S，微分时间常数Td=0.1S时，因为K=（R1C1+R2C2）/R1C2，Ti=R1C2，Td=R2C1，所以R1=R2=100K， C1=1uF，C2=10uF，实验结果如图： 6：惯性环节 根据惯性环节的方框图设计并组建模拟电路 图中后一个单元为反相器，R0=200K, G(s)=1/(1+Ts)。 当比例系数K=1，时间常数T=1S时，R1=100K，R2=100K，C=10uF，实验结果如下： 当比例系数K=1，时间常数T=0.1时，其他不变，C=1uF，结果如下： 四 实验总结 这次实验让我掌握控制模拟实验的基本原理、一般方法和控制系统时域性能指标的测量方法。这次实验后，我更加了解到，各种典型信号的响应不只是理论知识，在实际的实验中，各种原因可能会影响到系统的稳定性和输出值，需要我们更加细心的做好各个部分的准备工作。这是我们第一次做自动控制原理实验，许多地方还不熟，相信以后的实验我会做得更加熟练。在以后的学习中，我也会更多地把理论知识与实践相结合，以更好的掌握这门学科。