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老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。——唐·王勃

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控制系统的频率特性分析实验报告

篇一：控制系统频率特性实验

实验名称控制系统的频率特性实验序号3实验时间学生

姓名学号专业班级年级

指导教师实验成绩

一、实验目的：

研究控制系统的频率特性，及频率的变化对被控系统的

影响。

二、实验条件：

1、台式计算机

2、控制理论计算机控制技术实验箱ThKKL-4系列

3、ThKKL仿真软件

三、实验原理和内容：

1．被测系统的方块图及原理被测系统的方块图及原理：

图3—1被测系统方块图

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系统(或环节)

的频率特性g(jω)是一个复变量，可以表示成以角频率

ω为参数的幅

值和相角。

本实验应用频率特性测试仪测量系统或环节的频率特

性。

图4—1所示系统的开环频率特性为：

采用对数幅频特性和相频特性表示，则式(3—2)表示为：

将频率特性测试仪内信号发生器产生的超低频正弦信

号的频率从低到高变化，并施

加于被测系统的输入端[r(t)]，然后分别测量相应的反

馈信号[b(t)]和误差信号[e(t)]的对数幅值和相位。频率特

性测试仪测试数据经相关器件运算后在显示器中显示。

根据式(3—3)和

式(3—4)分别计算出各个频率下的开环对数幅值和相位，在

半对数坐标纸上作出实验曲线：开环对数幅频曲线和相频曲

线。

根据实验开环对数幅频曲线画出开环对数幅频曲线的

渐近线，再根据渐近线的斜率和转角频确定频率特性(或传

递函数)。所确定的频率特性(或传递函数)的正确性可以由

测量的相频曲线来检验，对最小相位系统而言，实际测量所

得的相频曲线必须与由确定的频率特性(或传递函数)所画

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出的理论相频曲线在一定程度上相符。如果测量所得的相位

在高频(相对于转角频率)时不等于－90°(q－p)［式中p和

q分别表示传递函数分子和分母的阶次］，那么，频率特性(或

传递函数)必定是一个非最小相位系统的频率特性。

2．被测系统的模拟电路图被测系统的模拟电路图：见

图3－2

注意：所测点-c(t)、-e(t)由于反相器的作用，输出均

为负值，若要测其正的输出点，可分别在-c(t)、-e(t)之后

串接一组1/1的比例环节，比例环节的输出即为c(t)、e(t)

的正输出。

四、实验步骤：

在此实验中，利用TKKL-4型系统中的u15D/A转换单元

将提供频率和幅值均可调的基准