控制工程基础实验指导书.docVIP

控制工程基础实验 指导书 实验一 典型环节的模拟研究 实验目的： 熟悉TDN-AC/ACS自控原理实验系统； 对典型环节的模拟电路有直观的了解。 实验要求： 根据要求，分析计算模拟实验系统图； 观测和记录不同参数下比例、积分、比例积分和惯性环节的阶跃响应曲线。 实验前分析、计算和设计： 各典型环节的方块图及传函： 各典型环节的模拟电路图及输入响应： 理想曲线： 实验使用设备： TDN-AC/ ACS教学实验系统 一台 计算机 一台 数字万用表 一只 实验步骤： 了解TDN-AC/ACS教学实验系统使用方法； 按照各典型环节的模拟电路图接线； 观测并记录在阶跃信号下实际响应曲线U0(t)，改变参数，再次记录曲线。 实验报告要求： 实验目的及要求； 实验前理论分析计算数据及实验线路图； 实验观测并记录波形； 根据理论计算和实验结果进行分析、讨论、体会和提出建议。  实验二 典型系统动态性能分析 实验目的： 培养学生模拟设计、参数计算及元件选择的能力； 培养学生测试动态性能指标的技能； 深入掌握参数对系统性能的影响。 实验要求： 根据要求，分析计算和设计模拟实验系统图及参数； 观测并记录不同条件下二阶系统在阶跃信号作用下的性能指标，即超调量和稳态误差。 实验前分析、计算和设计： 已知系统结构如下图所示。 G1(s)=K，在如下情况，分别计算超调量和误差： K=2.5，T2=0.02s； K=6，T2=0.02s； K=6，T2=0.1s. 按系统结构图，根据给定参数，应用运算放大器和阻容元件，设计模拟实验系统图，并分别选择适当阻容元件参数。 实验使用设备： TDN-AC/ ACS教学实验系统 一台 计算机 一台 数字万用表 一只 100k 电阻 两只 20k 电阻 一只 1μf电容 两只 10μf电容 两只 实验步骤： 按系统结构图设计的模拟实验系统图，根据电阻电容计算值，先选好电阻及电容，然后按图连接线路： K=2.5，T2=0.02s时：用计算机代替示波器观测并记录系统在阶跃信号作用下的峰值、稳态值，计算超调量；用数字万用表测量输入电压和输出电压，计算误差。 K=6，T2=0.02s时：用计算机代替示波器观测并记录系统在阶跃信号作用下的峰值、稳态值，计算超调量；用数字万用表测量输入电压和输出电压，计算误差。 K=6，T2=0.1s时：用计算机代替示波器观测并记录系统在阶跃信号作用下的峰值、稳态值，计算超调量；用数字万用表测量输入电压和输出电压，计算误差。 参考模拟实验系统线路如下图所示： 实验报告要求： 实验目的及要求； 实验前理论分析计算数据及实验线路图； 实验观测并记录的波形及数据； 根据理论计算和实验结果进行分析、讨论、体会和提出建议。  实验三 典型系统稳态性能分析 实验目的： 培养学生模拟设计、参数计算及元件选择的能力； 培养学生测试稳态性能指标的技能； 深入掌握参数对系统性能的影响。 实验要求： 根据要求，分析计算和设计模拟实验系统图及参数； 测量并记录开环增益和零点对典型三阶系统性能的影响。 实验前分析、计算和设计： 已知系统结构如下图所示。 ξ=T=0，T0=0.1s，用劳斯稳定判据分析系统的稳定性； T=0，T0=0.1s，用劳斯稳定判据分析系统的稳定性； ξ=0，T0=0.1s，用劳斯稳定判据分析系统的稳定性； ξ=0.02s，T=0.1s，T0=0.1s，计算系统超调量及误差。 按系统结构图，根据给定参数，应用运算放大器和阻容元件，设计模拟实验系统图，并分别选择适当阻容元件参数。 实验使用设备： TDN-AC/ ACS教学实验系统 一台 计算机 一台 数字万用表 一只 20k 电阻 一只 10k 电阻 一只 1μf电容