控制工程基础实验（测控）2..doc

实验一 典型环节阶跃响应 一、实验目的 掌握控制系统模拟实验的基本原理和方法； 掌握典型环节阶跃响应曲线的测量和分析方法。 二、实验仪器 1. XK-KL1型自动控制系统实验箱一台 计算机一台 三、实验原理 控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后可按给定的系统电路图将其连接，以获得相应的模拟系统；再将输入信号加到模拟系统的输入端，利用计算机测量系统的输出，便可获得系统的响应曲线及性能指标，若改变系统参数，可进一步分析研究参数对系统性能的影响。 四、实验内容 构建下述典型一阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应： 比例环节的模拟电路及其传递函数如图1-1。 G（S）= ?R2/R1 惯性环节的模拟电路及其传递函数如图1-2。 G（S）= ? K/TS+1 K=R2/R1，T=R2C 积分环节的模拟电路及传递函数如图1-3。 G（S）=-1/TS T=RC 微分环节的模拟电路及传递函数如图1-4。 G（S）= ? RCS 比例+微分环节的模拟电路及传递函数如图1-5（未标明的C=0.01uf）。 G（S）= ?K（TS+1） K=R2/R1，T=R2C 6. 比例+积分环节的模拟电路及传递函数如图1-6。 G（S）=K（1+1/TS） K=R2/R1，T=R2C 五、实验步骤 1.启动计算机，在桌面双击图 标 [自动控制实验系统] 运行软件。 2.测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。 比例环节 3.连接被测量典型环节的模拟电路(图1-1)。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。 4.在实验课题下拉菜单中选择实验一[典型环节及其阶跃响应] 。 5.鼠标单击实验课题弹出实验课题参数窗口。在参数设置窗口中设置相应的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果。 6.观测计算机屏幕显示出的响应曲线及数据。 7.记录波形及数据（由实验报告确定）。 惯性环节 8.连接被测量典型环节的模拟电路(图1-2)。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。 9.实验步骤同4～7 积分环节 10.连接被测量典型环节的模拟电路(图1-3)。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。 11.实验步骤同4～7 微分环节 12.连接被测量典型环节的模拟电路(图1-4)。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。 13.实验步骤同4～7 比例+积分环节 14.连接被测量典型环节的模拟电路(图1-6)。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。 15.实验步骤同4～7 六、分析与讨论 1.构建各典型环节模拟实验电路，测量各典型环节阶跃响应曲线。 2.描述各典型环节阶跃响应曲线的成因及含义。 3.解释环节增益K和时间常数T对典型环节阶