自控原理实验报告模(电气126李伟锋13号)剖析.doc

广东技术师范学院天河学院 自动控制原理 实验报告实验报告 系 别： 电气工程系 专 业： 电气工程及其自动化 姓 名： 李伟锋 学 号： 2012010143613 指导教师： 钟立华 成 绩： 2014年12月 目录 实验一 一阶系统及其阶跃响应………………2 实验二 二阶系统阶跃响应 ………………… 7 实验三 用频率法分析系统的稳态性能………10 实验一 一阶系统阶跃响应（验证性） 系： 专业： 电气工程以及自动化 年级： 姓名： 学号： 组： 实验时间： 指导教师签字： 成绩： 一、实验目的 1.学习构成典型环节的模拟电路，了解电路参数对环节特性的影响。 2.学习由惯性环节构成的一阶系统及其阶跃响应测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型环节传递函数的方法。 二、实验内容 建立一阶系统的模拟电路，观察并且记录在不同时间常数T时的阶跃响应曲线，并测定其过渡过程时间，即调节时间ts。 三、实验原理 1、一阶系统传递函数如图1-1。 图1-1 2、一阶系统模拟电路图如图1-2。 图1-2 3、由模拟电路推导传递函数 令输入信号为Ur(s) 输出信号为Uc(s) 根据模电中虚短和虚断的概念列出公式： 整理得 进一步简化可以得到 如果令R2/R1=K，R2C=T，则系统的传递函数可写成下面的形式： 当输入r(t)为单位阶跃函数时 ，r(t)=1(t) 则有输入Ur(s)=1/s 输出Uc(s)=G(s)Ur(s)= 由拉氏反变换可得到单位阶跃响应如下： 理论值ts=3T 四、实验步骤 打开《自动控制原理实验仿真软件》，设置实验参数。 点击软件界面中“课题设置”中“惯性环节阶跃响应仿真实验”一项。 设置输入信号ur(t)=2.0V，取不同的电容值C,电阻R2。参数设置完成后，点击“确定”后开始实验。 系统软件自动弹出一个窗口，上面记录了系统的各项参数图和阶跃响应曲线图，将其图形保存。 5.测量各组过渡过程时间即调节时间ts。 五、实验数据 实验中，R1=100kΩ，输入信号ur(t)=2.0V,取不同的T，T=0.25秒,T=0.707秒,T=1秒。将参数及指标和阶跃响应曲线图记录在表1内。 表1 ur(t)=2.0V T 0.25 0.707 1 R1 100 100 100 R2 100 150 200 C 1 2 3 ts实测值 0.3 0.9 1.8 ts理论值 0.75 2.121 3 阶跃响应曲线 波形图1 波形图2 波形图3 波形图1 波形图2 波形图3 六、实验结果比较分析 1、一阶系统的阶跃响应没有振荡的单调上升曲线，没有超调量。 2、ts实测值与理论比较，没有误差。 七、实验心得 通过这次实验，我对一阶系统的理论知识有了深刻的了解，知道不同参数,ts也会不同,同时主动思考的能力得到了提高。 实验二 二阶系统阶跃响应（验证性） 系： 专业： 年级： 姓名： 学号： 组： 实验时间： 指导教师签字： 成绩： 一、实验目的 研究二阶系统的两个重要参数阻尼比ζ和无阻尼自然频率对系统动态性能的影响。 二、实验内容 1.用模拟电路搭接一个二阶系统，系统结构参数如下： 图2-1二阶系统模拟电路图 2.改变系统结构参数（即模拟系统中的R），观察不同R值对系统动态性能有何影响。记录三种典型动态响应特性曲线（过阻尼、欠阻尼、临界阻尼）及相应的R值。 3.改变比例环节的Rf观察对系统有何影响。 4.改变惯性环节的C2观察对系统有何影响。 5.