二阶系统的稳态性能研究.pdf

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实验十二二阶系统的稳态性能研究

实验原理

1.对实验所使用的系统进展分析

为系统建模时，需要考虑各个环节的时间常数，应远小于输入正负方波的周

期，只有在响应已经非常近稳定的时候才能将此时的值认为是稳态值。

当r(t)=1(t)、n(t)=0时，单位阶跃响应的误差为：

随开环增益的增大，稳态误差渐渐变小。

当r(t)=0、n(t)=1(t)时，单位阶跃响应的误差为：

随开环增益的增大，稳态误差渐渐变小。

当r(t)=0、n(t)=1(t)时，扰动位于开环增益之前的时候，单位阶跃响应的误差

为：

随开环增益的增大，稳态误差渐渐增大。

当r(t)=1(t)、n(t)=0，为积分环节时，单位阶跃响应的误差为：

实验目的

1、进一步通过实验了解稳态误差与系统构造、参数及输入信号的关系：

〔1〕了解不同典型输入信号对于同一个系统所产生的稳态误差；

〔2〕了解一个典型输入信号对不同类型系统所产生的稳态误差；

〔3〕研究系统的开环增益K对稳态误差的影响。

2、了解扰动信号对系统类型和稳态误差的影响。

3、研究减小直至消除稳态误差的措施。

实验步骤

阶跃响应的稳态误差：

.z.

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〔1〕当r(t)=1(t)、n(t)=0时，，为惯性环节，为比例环节，

观察系统的输出C(t)和稳态误差，并记录开环放大系数Ｋ的变化对二阶系统输

出和稳态误差的影响。

〔2〕将改为积分环节，观察并记录二阶系统的稳态误差和变化。

〔3〕当r(t)=0、n(t)=1(t)时，扰动作用点在f点，，为惯性环节，

为比例环节，观察系统的输出C(t)和稳态误差，并记录开环放大系数Ｋ

的变化对二阶系统输出和稳态误差的影响。

〔4〕当r(t)=0、n(t)=1(t)时，将扰动点从f点移动到g点，，为惯

性环节，为比例环节，观察系统的输出C(t)和稳态误差，并记录开环放

大系数Ｋ的变化对二阶系统输出和稳态误差的影响。

〔5〕当r(t)=0、n(t)=1(t)时，扰动作用点在f点时，观察并记录当，

分别为积分环节时系统的稳态误差的变化。

〔6〕当r(t)=1(t)、n(t)=1(t)时，扰动作用点在f点时，分别观察并记录以下

情况时系统的稳态误差

a.，为惯性环节；

b.为积分环节，为惯性环节；

c.为惯性环节，为积分环节。

实验结果

阶跃响应

〔1〕r(t)=1(t)、n(t)=0，，为惯性环节，为比例环节，R=0kΩ

r(t)=1(t)、n(t)=0，，为惯性环节，为比例环节，R=200kΩ

对上面两次实验结果比较可知，开环增益越大，系统对于阶跃输入的稳态误

.z.

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差越小

同时，开环增益会影响到稳态响应中的响应速度和超调量

〔2〕r(t)=1(t)、n(t)=0，将改为积分环节

由以上实验结果，一型系统对阶跃输入没有稳态误差

〔3〕r(t)=0、n(t)=1(t)，扰动作用点在f点，，为惯性环