實(shí)驗(yàn)四二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性(精)

1、實(shí)驗(yàn)四二階系統(tǒng)（振蕩環(huán)節(jié)）的動(dòng)態(tài)性能測試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 研究二階系統(tǒng)的特征參數(shù)，阻尼比和無阻尼自然頻率.n對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的 影響。定量分析 和與最大超調(diào)量匚p和調(diào)節(jié)時(shí)間ts之間的關(guān)系；2、進(jìn)一步學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的使用方法；3、學(xué)會(huì)根據(jù)系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線確定傳遞函數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)儀器1、EL-AT-II型自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)2、計(jì)算機(jī)一臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理控制系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)采用復(fù)合網(wǎng)絡(luò)法來模擬各種典型環(huán)節(jié)，即利用運(yùn)算放大 器不同的輸入網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)模擬各種典型環(huán)節(jié)，然后按照給定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 將這些模擬環(huán)節(jié)連接起來，便得到了相應(yīng)的模擬系統(tǒng)。再將輸入信號(hào)加到模擬 系統(tǒng)的輸入端，并利用計(jì)算機(jī)等測量儀器，測量系統(tǒng)的輸

2、出，便可得到系統(tǒng)的 動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線及性能指標(biāo)。若改變系統(tǒng)的參數(shù)，還可進(jìn)一步分析研究參數(shù)對(duì)系 統(tǒng)性能的影響。時(shí)域性能指標(biāo)的測量方法：超調(diào)量匚p %1、 啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，在桌面雙擊圖標(biāo)自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行軟件。2、測試計(jì)算機(jī)與實(shí)驗(yàn)箱的通信是否正常，通信正常繼續(xù)。如通信不正常查找 原因使通信正常后才可以繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3、連接被測量典型環(huán)節(jié)的模擬電路。電路的輸入 U1接A/D、D/A卡的DA1 輸出，電路的輸出U2接A/D、D/A卡的AD1輸入。檢查無誤后接通電源。4、在實(shí)驗(yàn)課題下拉菜單中選擇實(shí)驗(yàn)二二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)。5、鼠標(biāo)單擊實(shí)驗(yàn)課題彈出實(shí)驗(yàn)課題參數(shù)窗口。在參數(shù)設(shè)置窗口中設(shè)置相應(yīng) 的實(shí)驗(yàn)參數(shù)后鼠標(biāo)單擊確認(rèn)

3、等待屏幕的顯示區(qū)顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。6利用軟件上的游標(biāo)測量響應(yīng)曲線上的最大值和穩(wěn)態(tài)值，帶入下式算出超調(diào)量:%100%Tp與 Ts :利用軟件的游標(biāo)測量水平方向上從零到達(dá)最大值與從零到達(dá) 需的時(shí)間值，便可得到Tp與Ts。95%急態(tài)值所四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容典型二階系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為(s)=S2 2 nS：(1)其中 和n對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)有決定的影響。構(gòu)成圖1-7典型二階系統(tǒng)的模擬電路，并測量其階躍響應(yīng):電路的結(jié)構(gòu)圖如圖1-8 :圖1-8二階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為逸二 _2U1(s) s +(K/T)s+1/T式中 T=RC, K=R2/R1。比較（1）、（2）二式，可得.,n=1/T=1/RC, =K/

4、2=R2/2R1（3）由（3）式可知，改變比值R2/R1，可以改變二階系統(tǒng)的阻尼比。改變 RC值 可以改變無阻尼自然頻率-.no今取R仁200KR2=100K和200心，可得實(shí)驗(yàn)所需的阻尼比。電阻R取100心, 電容C分別取Vf和0.1出，可得兩個(gè)無阻尼自然頻率-no五、實(shí)驗(yàn)步驟1、 連接被測量典型環(huán)節(jié)的模擬電路。電路的輸入U(xiǎn)1接A/D、D/A卡的DA1 輸出，電路的輸出U2接A/D、D/A卡的AD1輸入。檢查無誤后接通電源。2、 啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，在桌面雙擊圖標(biāo)自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行軟件。3、測試計(jì)算機(jī)與實(shí)驗(yàn)箱的通信是否正常，通信正常繼續(xù)。如通信不正常查找 原因使通信正常后才可以繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。4、在

5、實(shí)驗(yàn)課題下拉菜單中選擇實(shí)驗(yàn)二二階系統(tǒng)階躍響應(yīng),鼠標(biāo)單擊該選 項(xiàng)彈出實(shí)驗(yàn)課題參數(shù)窗口。5、取們n=10rad/s, 即令 R=100K ,C=M ;分別取匚=0.5、1、2,即取 R1=100K， R2分別等于100K、200K1、400K1。輸入階躍信號(hào)，測量不同的 時(shí)系統(tǒng)的階 躍響應(yīng)，并由顯示的波形記錄最大超調(diào)量 Mp和調(diào)節(jié)時(shí)間Ts的數(shù)值和響應(yīng)動(dòng)態(tài)曲 線，并與理論值比較。6、 取=0.5 o 即電阻 R2 取 R1= R2=100K; - n=100rad/s, 即取 R=100K， 改變電路中的電容C=0.1f（注意：二個(gè)電容值同時(shí)改變）。輸入階躍信號(hào)測量系 統(tǒng)階躍響應(yīng)，并由顯示的波形記錄

6、最大超調(diào)量 二p和調(diào)節(jié)時(shí)間Tn。7、取R=100K ;改變電路中的電容 C=Wf,R1=100KJ 調(diào)節(jié)電阻R2=50K。輸入階躍信號(hào)測量系統(tǒng)階躍響應(yīng)，記錄響應(yīng)曲線，特別要記錄Tp和匚p的數(shù)值。8、測量二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)并記入表 1-2中：六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、畫出二階系統(tǒng)的模擬電路圖，討論典型二階系統(tǒng)性能指標(biāo)與，n的關(guān)系2、把不同 和*、條件下測量的匚p和ts值列表，根據(jù)測量結(jié)果得出相應(yīng)結(jié)論3、畫出系統(tǒng)響應(yīng)曲線，再由ts和CT p計(jì)算出傳遞函數(shù)，并與由模擬電路計(jì)算的傳遞函數(shù)相比較表1-2二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)數(shù)據(jù)記錄表（學(xué)生填寫）實(shí)驗(yàn)結(jié)果參數(shù)(T %tp (ms)ts (ms)階躍響應(yīng)曲線R=100KC =1 卩 f3 n=10rad/sR1=100KR2=0K z =0R1=100KR2=50KZ =0.25R1=100KR2=100KZ =0.5R1=50KR2=200K z =1Ri=100KC1-C2-O.If3 n=100rad/sR1=