典型系統(tǒng)的時域響應和穩(wěn)定性分析

1、電子科技大學中山學院學生實驗報告學院： 機電工程學院 專業(yè)：自動化 課程名稱：自動控制原理實驗班級： 姓名： 學號： 組別：實驗名稱：典型系統(tǒng)的時域響應和穩(wěn)定性分析 實驗時間：4月27日 成績： 教師簽名： 批改時間：121實驗目的1研究二階系統(tǒng)的特征參量 (、n) 對過渡過程的影響。2研究二階對象的三種阻尼比下的響應曲線及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3熟悉Routh 判據(jù)，用Routh 判據(jù)對三階系統(tǒng)進行穩(wěn)定性分析。 1.2.2實驗設備PC機一臺，TD-ACC+教學實驗系統(tǒng)一套 1.2.3實驗原理及內容1典型的二階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析(1) 結構框圖：如圖1.2-1 所示。 （2）模擬電路圖電子科技大學中山學院

2、學生實驗報告學院： 機電工程學院 專業(yè)：自動化 課程名稱：自動控制原理實驗班級：14 姓名： 學號： 61 組別：實驗名稱：典型系統(tǒng)的時域響應和穩(wěn)定性分析 實驗時間：4月27日 成績： 教師簽名： 批改時間：(3) 理論分析系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：開環(huán)增益(4)實驗內容：先算出臨界阻尼、欠阻尼、過阻尼時電阻R 的理論值，再將理論值應用于模擬電路中，觀察二階系統(tǒng)的動態(tài)性能及穩(wěn)定性，應與理論分析基本吻合。系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為： 其中自然振蕩角頻率：阻尼比 :2典型的三階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析(1) 結構框圖：如圖1.2-3 所示。電子科技大學中山學院學生實驗報告學院： 機電工程學院 專業(yè)：自動化 課程

3、名稱：自動控制原理實驗班級：14 C 姓名： 學號： 1 組別：實驗名稱：典型系統(tǒng)的時域響應和穩(wěn)定性分析 實驗時間：4月27日 成績： 教師簽名： 批改時間：(2)模擬電路圖(1)理論分析系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： K=500/R（1） 實驗內容為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定，第一列各值應為正數(shù)，所以有：得： 0 12 R 41.7 系統(tǒng)穩(wěn)定 = 12 R = 41.7K 系統(tǒng)臨界穩(wěn)定 12 R 41.7k 系統(tǒng)不穩(wěn)定 1.2.4、實驗步驟及要求1、按圖典型二階環(huán)節(jié)的模擬電路圖將線連接好。檢查無誤后開啟設備電源。2、將信號源單元的“ST”端插針與“S”端插針用“短路塊”。將信號形式開關設在“方波”檔，分別調節(jié)調

4、幅和調頻電位器，使得“OUT”端輸入的方波幅值小于5V，周期為10s左右。3、典型二階系統(tǒng)瞬態(tài)響應1）按二階系統(tǒng)模擬電路圖接線，將步驟1中的方波信號接至輸入端電子科技大學中山學院學生實驗報告學院： 機電工程學院 專業(yè)：自動化 課程名稱：自動控制原理實驗班級：1 C 姓名： 學號：2 組別：實驗名稱：典型系統(tǒng)的時域響應和穩(wěn)定性分析 實驗時間：4月27日 成績： 教師簽名： 批改時間：2）取R=10k，用示波器觀察二階系統(tǒng)響應曲線C（t），測量并記錄性能指標、及系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并將測量值和理論計算值進行比較。4、典型三階系統(tǒng)的穩(wěn)定性1）按三階系統(tǒng)模擬電路圖接好線，將步驟1中的方波信號接至輸入端。2）

5、改變R值，觀察系統(tǒng)響應曲線，使之系統(tǒng)穩(wěn)定（衰減振蕩）、系統(tǒng)臨界穩(wěn)定（等幅振蕩）、系統(tǒng)不穩(wěn)定（發(fā)散振蕩），分別記錄與之對應的電阻R值。并將測量值和理論計算值進行比較。1.2.5實驗分析 典型二階系統(tǒng)瞬態(tài)性能指標實驗參考測試值見表參數(shù)項目R(K)Kn§C(tp)C()Mptp(s)Ts (s)響應情況理論值測量值理論值測量值理論值測量值0<§<1504251/41.411190.850.811.61.1衰減震蕩§=11605/42.5111.92.1單調指數(shù)§>1200155/212.93.0單調指數(shù)電子科技大學中山學院學生實驗報告學院：

6、機電工程學院 專業(yè)：自動化 課程名稱：自動控制原理實驗班級：14 姓名： 學號： 1 組別：實驗名稱：典型系統(tǒng)的時域響應和穩(wěn)定性分析 實驗時間：4月27日 成績： 教師簽名： 批改時間：二階 R=50K二階 R=50K電子科技大學中山學院學生實驗報告學院： 機電工程學院 專業(yè)：自動化 課程名稱：自動控制原理實驗班級：1 姓名： 學號： 1 組別：實驗名稱：典型系統(tǒng)的時域響應和穩(wěn)定性分析 實驗時間：4月27日 成績： 教師簽名： 批改時間：二階 R=160K二階 R=200K電子科技大學中山學院學生實驗報告學院： 機電工程學院 專業(yè)：自動化 課程名稱：自動控制原理實驗班級：14 姓名： 學號 組別：實驗名稱：典型系統(tǒng)的時域響應和穩(wěn)定性分析 實驗時間：4月27日 成績： 教師簽名： 批改時間：三階R=30K三階 R=100K電子科技大學中山學院學生實驗報告學院： 機電工