自控原理实验8.doc

  1. 1、本文档共19页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
自控原理实验8

实验八 典型非线性环节的静态特性 一、实验目的 1. 了解典型非线性环节输出—输入的静态特性及其相关的特征参数; 2. 掌握典型非线性环节用模拟电路实现的方法。 二、实验内容 1. 继电器型非线性环节静特性的电路模拟; 2. 饱和型非线性环节静特性的电路模拟; 3. 具有死区特性非线性环节静特性的电路模拟; 4. 具有间隙特性非线性环节静特性的电路模拟。 三、实验原理 控制系统中的非线性环节有很多种,最常见的有饱和特性、死区特性、继电器特性和间隙特性。基于这些特性对系统的影响是各不相同的,因而了解它们输出-输入的静态特性将有助于对非线性系统的分析研究。 1. 继电型非线性环节 图7-1为继电器型非线性特性的模拟电路和静态特性。 图8-1 继电器型非线性环节模拟电路及其静态特性 继电器特性参数M是由双向稳压管的稳压值(4.9~6V)和后级运放的放大倍数(RX/R1)决定的,调节可变电位器RX的阻值,就能很方便的改变M值的大小。输入ui信号用正弦信号或周期性的斜坡信号(频率一般均小于10Hz)作为测试信号。实验时,用示波器的X-Y显示模式进行观测。 2. 饱和型非线性环节 图7-2为饱和型非线性环节的模拟电路及其静态特性。 图8-2 饱和型非线性环节模拟电路及其静态特性 图中饱和型非线性特性的饱和值M等于稳压管的稳压值(4.9~6V)与后一级放大倍数的乘积。线性部分斜率k等于两级运放增益之积。在实验时若改变前一级运放中电位器的阻值可改变k值的大小,而改变后一级运放中电位器的阻值则可同时改变M和k值的大小。 实验时,可以用周期性的斜坡或正弦信号作为测试信号,注意信号频率的选择应足够低(一般小于10Hz)。实验时,用示波器的X-Y显示模式进行观测。 3. 具有死区特性的非线性环节 图7-3为死区特性非线性环节的模拟电路及其静态特性。 图8-3 死区特性非线性环节的模拟电路及其静态特性 图中后一运放为反相器。由图中输入端的限幅电路可知,当二极管D1(或D2)导通时的临界电压Uio为 (在临界状态时: ) (7-1) 其中,。当时,二极管D1(或D2)导通,此时电路的输出电压为 令,则上式变为 (7-2) 反之,当时,二极管D1(或D2)均不导通,电路的输出电压为零。显然,该非 线性电路的特征参数为和。只要调节,就能实现改变和的大小。 实验时,可以用周期性的斜坡或正弦信号作为测试信号,注意信号频率的选择应足够低(一般小于10Hz)。实验时,用示波器的X-Y显示模式进行观测。 4. 具有间隙特性的非线性环节 间隙特性非线性环节的模拟电路图及静态特性如图7-4所示。 由图7-4可知,当时,二极管D1和D2均不导通,电容C1上没有电压,即UC(C1两端的电压)=0,u0=0;当时,二极管D2导通,ui向C1充电,其电压为 令,则上式变为 图7-4 间隙特性非线性环节的模拟电路及其静态特性 当时,开始减小,由于D1和D2都处于截止状态,电容C1端电压保持不变,此时C1上的端电压和电路的输出电压分别为 当时,二极管D1处于临界导通状态,若继续减小,则二极管D1导通,此时C1放电,UC和U0都将随着减小而下降,即 当时,电容C1放电完毕,输出电压。同理,可分析当向负方向变化时的情况。在实验中,主要改变值,就可改变和的值。 实验时,可以用周期性的斜坡或正弦信号作为测试信号,注意信号频率的选择。实验时,用示波器的X-Y显示模式进行观测。 五、实验步骤 1. 继电器型非线性环节 图8-5 继电型非线性环节模拟电路 在ui输入端输入一个低频率的正弦波,正弦波的Vp-Vp值为16V,频率为10Hz。在下列几种情况下用示波器的X-Y显示方式(ui端接至示波器的第一通道,uo端接至示波器的第二通道)测量静态特性M值的大小并记录。 1.1 当47K可调电位器调节至约1.8K(M=1)时; 模拟电路图 波形图 注意选择示波器显示通道的选择,此处选择B/A 理论值 M=1 实际值M=1.04 符合 1.2 当47K可调电位器调节至约3. 6K(M=2)时; 模拟电路图 波形图 理论值M=2 实际值M=

文档评论(0)

整理王 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档