- 1、本文档共11页,可阅读全部内容。
- 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、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、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
。
自动控制理论实验报告
姓名
焦皓阳
学号 201423010319
班级
电气 F1402
同组人
周宗耀
赵博 刘景瑜 张凯
实验一 典型系统的阶跃响应分析
一、实验目的
熟悉一阶系统、二阶系统的阶跃响应特性及模拟电路;
测量一阶系统、二阶系统的阶跃响应曲线,并了解参数变化对其动态特性的影响;
掌握二阶系统动态性能的测试方法。
二、实验内容
设计并搭建一阶系统、二阶系统的模拟电路;
测量一阶系统的阶跃响应,并研究参数变化对其输出响应的影响;
观测二阶系统的阻尼比分别在0 1, 1 两种情况下的单位阶跃响应曲线;测量二阶系统
的阻尼比为
1 时系统的超调量
% 、调节时间 t s (
= ±0.05) ;
2
观测系统在 为定值 n 不同时的响应曲线。
三、实验结果【】
1、一阶系统
电路:
传递函数
R2
Uo(s) R1
Ui ( s) R2CS 1
T=1 结果:
-可编辑修改 -
。
T=0.1 结果:
-可编辑修改 -
。
当 T=1 时:可以看出此时的稳态值为 Y=4.4293,到达稳态的时间为 X=5.2664,调节时间为图二的 X=ts=2.757
当 T=0.1 时:由于此时的波形的起点没有在零点,所以存在着误差,此时的误差
=0-Y2=0.085 ,此时到达稳态时间为 X*13/21=0.5556 ,调节时间为 X2在 Y*0.95- 时
的 X2-X1=ts=0.375
结论:(参数变化对系统动态特性的影响分析)
参数的变化对系统动态性能的影响: T( 周期 ) 决定系统达到稳态时间的长短。 在其他变量保持不变的情况下,当 T 越小,该系统到达稳定状态所需时间就越少,系统对信号的响应也就越快。
2、二阶系统
电路:
传递函数
Uo(s)
1
C2 R2
Ui ( s)
2
S1
S
RxC C 2 R2
(1) n
10 ,
0.2 结果:
-可编辑修改 -
。
由于一阶和二阶电路所用的脉冲信号的幅值没发生变化,所以到达稳态时的稳态值也没
发生变化,即稳态值为 4.4293 ,和一阶一样初始值没在零点, 存在着误差 Y-Y2=0.0173,
调节时间为最后一次穿过 5%的误差带时的 X 的值 - 系统运行初始时的 X 的值,测量得:
超调量为: ?% = Y/ 稳态值 = 53.08 % 调节时间为: ts=1.4375
(2) n 10 , 0.707 结果:
-可编辑修改 -
。
稳态值为 4.4293 ,超调量为 Y/ 稳态值 =4.61%,超调量为最后一次进入误差带时的 X- 初始时的 X,由于系统的超调量为 4.61%5%,所以当系统第一次进入 -5%误差带时即进入了稳态误差的范围内,由于系统存在误差,第一次进入误差带时的 Y 的值为稳态值 *95%(- 稳
态值 -Y2) =4.1565,当 Y 值为 4.1565 时即系统进入了稳态误差范围内,此时的 X 值- 系统初始时的值即为稳态误差:即为 0.438
超调量为: ?%=4.61% 调节时间为: ts=0.438
( 4) n 1, 0.2 结果:
-可编辑修改 -
。
由于测量超调量时的 Y2 没有在稳态值,所以我们用第二张图的 Y2 和第一张图的 Y1来算 Y 即 Y=6.763-4.378=2.385 超调量为 Y/ 稳态值 =2.385/4.293=55.56% ,由于系统存
在误差,误差 =4.4293-4.378=0.0513 ,当进入稳态值 *( 1 5%)-( 0.0513 )=(4.1565 ,
4.5995 )从第三张图片看最后一次进入稳态误差范围时的
Y 值 - 初始时 Y 值即为 ts=12.75
超调量为:
55.56%
调节时间为: 12.75
(5) n
100 ,
0.2 结果:
实验二 高阶系统的瞬态响应和稳定性分析
一、实验目的
-可编辑修改 -
。
掌握由模拟电路到传递函数的转换;
理解劳斯稳定判据;
3. 通过实验, 进一步理解线性系统的稳定性仅取决于系统本身的结构和参数, 与外作用及初始
条件无关;
研究系统的开环增益 K 或其它参数的变化对闭环系统稳定性的影响。
二、实验内容( 2 学时)
由给定的高阶模拟系统推导出系统的传递函数;
用劳斯稳定判据求解给定系统的稳定条件;
观测三阶系统的开环增益 K 为不同数值时的阶跃响应曲线。
三、实验结果
实验原理电路图:
开环传递函数:
510 / Rx
G ( s)
s(0.1s 1)(0.51s 1)
由劳斯稳定判据 得 Rx=42.5K 时,系统稳定。
可
实验结果
-可编辑修改 -
。
稳定系统
当 K=5 时,即 Rx=100K
系统临界稳定
K=1
文档评论(0)