南昌大学自动控制理论实验报告.doc

南昌大学实验报告

学生姓名：卢欢欢学号：6104121091专业班级：电气工程及其自动化214班

实验类型：?验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：

实验报告

实验课程：自动控制理论

专业班级：

姓名：

学号：

学年：2023-2024-秋

指导教师：

南昌大学实验报告

学生姓名：卢欢欢学号：6104121091专业班级：电气工程及其自动化214班

实验类型：?验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：

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目录

实验一：典型环节的电路模拟与软件仿真研究

实验二：典型系统动态性能和稳定性分析

实验三：典型环节（或系统）的频率特性测量

南昌大学实验报告

学生姓名：学号：专业班级：

实验类型：?验证□综合□设计□创新实验日期：2024实验成绩：

实验一典型环节的电路模拟与软件仿真研究

一、实验目的

1．通过实验熟悉并掌握实验装置和上位机软件的使用方法。

2．通过实验熟悉各种典型环节的传递函数及其特性，掌握电路模拟和软件仿真研究方法。

二、实验内容

1．设计各种典型环节的模拟电路。

2．完成各种典型环节模拟电路的阶跃特性测试，并研究参数变化对典型环节阶跃特性的影响。

3．在MATLAB软件上，填入各个环节的实际（非理想）传递函数参数，完成典型环节阶跃特性的软件仿真研究，并与电路模拟研究的结果作比较。

三、实验步骤

1．熟悉实验装置，利用实验装置上的模拟电路单元，设计并连接各种典型环节（包括比例、积分、比例积分、比例微分、比例积分微分以及惯性环节）的模拟电路。接线时要注意：先断电，再接线。接线时要注意不同环节、不同测试信号对运放锁零的要求。（U3单元的O1接被测对象的输入、G接G1、U3单元的I1接被测对象的输出）。

2．利用实验设备完成各典型环节模拟电路的阶跃特性测试，并研究参数变化对典型环节阶跃特性的影响。

3．分析实验结果，完成实验报告。

四、操作及实验说明

1．比例(P)环节的传递函数、方块图、模拟电路和阶跃响应

比例环节的传递函数为：

其方块图、模拟电路和阶跃响应，分别如图1.1.1、图1.1.2和图1.1.3所示，于是。实验参数取R0＝100k，R1＝200k，R=10k。

在进行实验连线之前，先将U9单元输入端的100K可调电阻逆时针旋转到底（即调至最小），使输入电阻R0的总值为100K;

U8单元为反相器单元，将U8单元输入端的10K可调电阻逆时针旋转到底（即调至最小），使输入电阻R的总值为10K;

打开labview的时域特性程序后，软件界面的参数设置如下:

测试信号1：阶跃

幅值1：3V（偏移0）

频率/周期：1s（占空比50%）,运行程序，直接进行实验。

实验接线如下图：

2．积分(I)环节的传递函数、方块图、模拟电路和阶跃响应

积分环节的传递函数为：

其方块图、模拟电路和阶跃响应，分别如图1.2.1、图1.2.2和图1.2.3所示，于是，实验参数取R0＝100k，C＝1uF，R=10k。

在进行实验连线之前，先将U9单元输入端的100K可调电阻逆时针旋转到底（即调至最小），使输入电阻R0的总值为100K;

U8单元为反相器单元，将U8单元输入端的10K可调电阻逆时针旋转到底（即调至最小），使输入电阻R的总值为10K;打开labview的时域特性程序后，软件界面的参数设置如下:

测试信号1：阶跃

幅值1：3V（偏移0）

频率/周期：1s（占空比50%）,运行程序，直接进行实验。

实验接线如下图：

3．比例积分(PI)环节的传递函数、方块图、模拟电路和阶跃响应

比例积分环节的传递函数为：

其方块图、模拟电路和阶跃响应，分别如图1.3.1、图1.3.2和图1.3.3所示，于是

，

实验参数取R0＝200k，R1＝200k，C＝1uF，R=10k。

在进行实验连线之前，先将U9单元输入端的100K可调电阻顺时针旋转到底（即调至最大），使输入电阻R0的总值为200K;

C1取元件库U4单元的1uF电容。

U8单元为反相器单元，将U8单元输入端的