1自动控制原理实验教学课件(精品·公开课件).ppt

实验四 典型环节和系统频率特性的测量实验方法及步骤 1.利用实验平台上的通用电路单元，设计一个惯性环节的模拟电路。 2.待接线完成并检查无误后，在PC机上启动“THBDC-1”软件 ,保存实验波形。 3．参考实验步骤2观测0型二阶模拟电路的斜坡响应曲线，并保存实验曲线，据此确定其稳态误差 。 4．用实验平台上的通用电路单元，设计一个二阶闭环系统的模拟电路。完成二阶系统闭环频率特性曲线的测试 . 5．点击“仿真平台”按钮，观测该电路的仿真曲线（Bode图），并与电路模拟研究的结果相比较。 6．根据实验时存储的波形完成实验报告. 返回 实验四 典型环节和系统频率特性的测量实验报告及要求 1．写出被测环节和系统的传递函数，并画出相应的模拟电路图。 2．把实验测得的数据和理论计算数据列表，绘出它们的Bode图，并分析实测的Bode图产生误差的原因。 返回 实验四 典型环节和系统频率特性的测量实验设备和仪器 THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台 USB数据采集卡 计算机 返回 实验四 典型环节和系统频率特性的测量实验思考题 1．在实验中如何选择输入正弦信号的幅值？ 2．用示波器测试相频特性时，若把信号发生器的正弦信号送入Y轴，被测系统的输出信号送至X轴，则根据椭圆光点的转动方向，如何确定相位的超前和滞后？ 3．根据上位机测得的Bode图的幅频特性，就能确定系统（或环节）的相频特性，试问这在什么系统时才能实现？ 返回 实验四 典型环节和系统频率特性的测量实验线路及原理 设G(S)为一最小相位系统（环节）的传递函数。如在它的输入端施加一幅值为Xm、频率为的正弦信号，则系统的稳态输出 得出系统输出，输入信号的幅值比 显然，是输入X(t)频率的函数，故称其为幅频特性。如用db（分贝）表示幅频值的大小。在实验时，只需改变输入信号频率的大小（幅值不变），就能测得相应输出信号的幅值Ym，代入上式，就可计算出该频率下的对数幅频值。根据实验作出被测系统(环节)的对数幅频曲线，就能对该系统（环节）的数学模型作出估计。与上述因素间的关系。 返回 实验四 典型环节和系统频率特性的测量实验目的 1．了解典型环节和系统的频率特性曲线的测试方法。 2．根据实验求得的频率特性曲线求取传递函数。 返回 实验四 典型环节和系统频率特性的测量实验内容 1．惯性环节的频率特性测试。 2．二阶系统频率特性测试。 3． 由实验测得的频率特性曲线，求取相应的传递函数。 4．用软件仿真的方法，求取惯性环节和二阶系统的频率特性。 返回 实验五 二阶系统的分析及校正设计 实验线路及原理 实验方法及步骤 实验报告及要求 实验目的 实验设备和仪器 实验内容 实验思考题 返回 实验五 二阶系统的分析及校正设计实验方法及步骤 1.利用实验台上的各通用单元，组建所设计二阶闭环系统的模拟电路图。 2.在PC机上启动“THBDC-1”软件。在系统的输入端输入一阶跃信号，观测该系统的稳定性和动态性能指标。 3．参阅本实验的附录，按对系统性能指标的要求设计串联校正装置的传递函数和相应的模拟电路。 4．参考实验步骤1、2、3，设计一个由一个积分环节和一个惯性环节组成的Ⅰ型二阶闭环系统的模拟电路。并用上位机软件“THBDC-1”观测该系统的阶跃特性和斜坡特性 。 5．把校正装置串接到步骤1所设计的二阶闭环系统的模拟电路中。然后输入一阶跃信号，观测该系统的稳定性和动态性能指标。观察是否达到设计要求。 6．根据实验时存储的波形完成实验报告。 返回 实验五 二阶系统的分析及校正设计实验报告及要求 1．自行设计一个二阶系统,并画出它的电路图。 2．根据对系统性能的要求，设计系统的串联校正装置，并画出它的电路图。 3．根据实验结果，画出校正前系统的阶跃响应曲线及相应的动态性能指标。 4．观测引入校正装置后系统的阶跃响应曲线，并对实验所得的性能指标与理论计算值作比较。 5．实时调整校正装置的相关参数，使系统的动、静态性能均满足设计要求。 返回 实验五 二阶系统的分析及校正设计实验设备和仪器 THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台 USB数据采集卡 计算机 返回 实验五 二阶系统的分析及校正设计实验思考题 1．加入超前校正装置后，为什么系统的瞬态响应会变快？ 2．什么是超前校正装置和滞后校正装置，它们各利用校正装置的什么特性对系统进行校正？ 3．实验时所获得的性能指标为何与设计