自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書2014-10

1、硬件的組成及使用一、直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源主要用于給實(shí)驗(yàn)箱提供電源。有+5V/0.5A、及+24V/2.0A四路，每路均有短路保護(hù)自恢復(fù)功能。它們的開關(guān)分別由相關(guān)的鈕子開關(guān)控制，并由相應(yīng)發(fā)光二極管指示。其中+24V主要用于溫度控制單元。實(shí)驗(yàn)前，啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)箱左側(cè)的電源總開關(guān)。并根據(jù)需要將+5V、±15V、+24V鈕子開關(guān)拔到“開”的位置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過2號(hào)連接導(dǎo)線將直流電壓接到需要的位置。二、低頻信號(hào)發(fā)生器低頻信號(hào)發(fā)生器主要輸出有正弦信號(hào)、方波信號(hào)等波形信號(hào)。輸出頻率由上位機(jī)設(shè)置，頻率范圍0.1 Hz 100Hz。可以通過幅度調(diào)節(jié)電位器來調(diào)節(jié)各個(gè)波形的幅度，而斜坡和拋物波信號(hào)還可以通過斜

2、率調(diào)節(jié)電位器來改變波形的斜率。三、階躍信號(hào)發(fā)生器階躍信號(hào)發(fā)生器主要提供實(shí)驗(yàn)時(shí)的階躍給定信號(hào)，其輸出電壓范圍約為-15V+15V，正負(fù)檔連續(xù)可調(diào)。使用時(shí)根據(jù)需要可選擇正輸出或負(fù)輸出，具體通過“階躍信號(hào)發(fā)生器”單元的鈕子開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)按下自鎖按鈕時(shí)，單元的輸出端輸出一個(gè)可調(diào)的階躍信號(hào)(當(dāng)輸出電壓為1V時(shí)，即為單位階躍信號(hào))，實(shí)驗(yàn)開始；當(dāng)按鈕復(fù)位時(shí)，單元的輸出端輸出電壓為0V。注：單元的輸出電壓可通過實(shí)驗(yàn)箱上的直流數(shù)字電壓表來進(jìn)行測(cè)量。調(diào)節(jié)旋鈕，產(chǎn)生單位階躍信號(hào)。四、電阻測(cè)量單元可以通過輸出的電壓值來得到未知的電阻值，本單元可以在實(shí)驗(yàn)時(shí)方便地設(shè)置電位器的阻值。當(dāng)鈕子開關(guān)撥到×10k位置時(shí)，

3、所測(cè)量的電阻值等于輸出的電壓值乘以10，單位為千歐。當(dāng)鈕子開關(guān)撥到×100k位置時(shí)，所測(cè)量的電阻值等于輸出的電壓值乘以100，單位為千歐。注：為了得到一個(gè)較準(zhǔn)確的電阻值，應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)臋n位，盡量保證輸出的電壓與1V更接近。五、交/直流數(shù)字電壓表交/直流數(shù)字電壓表有三個(gè)量程，分別為200mV、2V、20V。當(dāng)自鎖開關(guān)不按下時(shí)，它作直流電壓表使用，這時(shí)可用于測(cè)量直流電壓；當(dāng)自鎖開關(guān)按下時(shí)，作交流毫伏表使用，它具有頻帶寬（10Hz400kHz）、精度高（1kHz時(shí)：±5）和真有效值測(cè)量的特點(diǎn)，即使測(cè)量窄脈沖信號(hào)，也能測(cè)得其精確的有效值，其適用的波峰因數(shù)范圍可達(dá)到10。六、通用單元

4、電路通用單元電路具體有“通用單元1”“通用單元6”、“反相器單元”和“系統(tǒng)能控性與能觀性分析”等單元。這些單元主要由運(yùn)放、電容、電阻、電位器和一些自由布線區(qū)等組成。通過不同的接線，可以模擬各種受控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，主要用于比例、積分、微分、慣性等電路環(huán)節(jié)的構(gòu)造。一般為反向端輸入，其中電阻多為常用阻值51k、100k、200k、510k；電容多在反饋端，容值為0.1uF、1uF、10uF。通用單元電路 七、采樣保持器它采用“采樣-保持器”組件LF398，具有將連續(xù)信號(hào)離散后再由零階保持器輸出的功能，其采樣頻率由外接的方波信號(hào)頻率決定。使用時(shí)只要接入外部的方波信號(hào)及輸入信號(hào)即可。 八、數(shù)據(jù)采集卡采用

5、ADUC7021和CY68013芯片組成，支持4路AD（-10V+10V）采集，兩路DA（-10V+10V）輸出。采樣頻率為40k，轉(zhuǎn)換精度為12位，配合上位機(jī)可進(jìn)行常規(guī)信號(hào)采集顯示、模擬量輸出、頻率特性分析等功能。注意事項(xiàng)：每次連接線路前要關(guān)閉電源總開關(guān)。按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書連接好線路后，仔細(xì)檢查線路是否連接正確、電源有無接反。如確認(rèn)無誤后方可接通電源開始實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一 典型環(huán)節(jié)的模擬研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉THKKL-6型 控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱的使用；2熟悉各典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)特性及其電路模擬；3測(cè)量各典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線，并了解參數(shù)變化對(duì)其動(dòng)態(tài)特性的影響。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1THKKL-6型

6、 控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱；2示波器一臺(tái)；三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1設(shè)計(jì)并組建各典型環(huán)節(jié)的模擬電路；2測(cè)量各典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)，并研究參數(shù)變化對(duì)其輸出響應(yīng)的影響。四、實(shí)驗(yàn)步驟（單位階躍輸入）1比例（P）環(huán)節(jié)根據(jù)比例環(huán)節(jié)的方框圖，選擇實(shí)驗(yàn)箱上的通用電路單元設(shè)計(jì)并組建相應(yīng)的模擬電路，如圖1-1所示。圖1-1 比例環(huán)節(jié)的模擬電路圖中后一個(gè)單元為反相器，其中R0=200k。若比例系數(shù)K=1時(shí)，電路中的參數(shù)?。篟1=100k，R2=100k。若比例系數(shù)K=2時(shí)，電路中的參數(shù)?。篟1=100k，R2=200k。當(dāng)ui為一單位階躍信號(hào)時(shí)，用示波器觀測(cè)并記錄相應(yīng)K值時(shí)的實(shí)驗(yàn)曲線，并與理論值進(jìn)行比較。另外R2還可使用

7、可變電位器，以實(shí)現(xiàn)比例系數(shù)為任意的設(shè)定值。注：為了更好的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)曲線，實(shí)驗(yàn)時(shí)可適當(dāng)調(diào)節(jié)軟件上的時(shí)間軸刻度，以下實(shí)驗(yàn)相同。2積分（I）環(huán)節(jié)根據(jù)積分環(huán)節(jié)的方框圖，選擇實(shí)驗(yàn)箱上的通用電路單元設(shè)計(jì)并組建相應(yīng)的模擬電路，如圖1-2所示。圖1-2 積分環(huán)節(jié)的模擬電路圖中后一個(gè)單元為反相器，其中R0=200k。若積分時(shí)間常數(shù)T=1s時(shí)，電路中的參數(shù)?。篟=100k，C=10uF(T=RC=100k×10uF=1s)；若積分時(shí)間常數(shù)T=0.1s時(shí)，電路中的參數(shù)?。篟=100k，C=1uF(T=RC=100k×1uF=0.1s)；當(dāng)ui為單位階躍信號(hào)時(shí)，用示波器觀測(cè)并記錄相應(yīng)T值時(shí)的輸出響應(yīng)

8、曲線，并與理論值進(jìn)行比較。注：由于實(shí)驗(yàn)電路中有積分環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)前一定要對(duì)積分電容進(jìn)行放電。當(dāng)模擬電路中有電容需要放電時(shí)，實(shí)驗(yàn)時(shí)可先將階躍信號(hào)發(fā)生器中的“自鎖按鈕”彈出，然后斷開直流穩(wěn)壓電源中±15V/0.5A的“鈕子開關(guān)”；3比例積分(PI)環(huán)節(jié)根據(jù)比例積分環(huán)節(jié)的方框圖，選擇實(shí)驗(yàn)箱上的通用電路單元設(shè)計(jì)并組建相應(yīng)的模擬電路，如圖1-3所示。圖1-3 比例積分環(huán)節(jié)的模擬電路圖中后一個(gè)單元為反相器，其中R0=200k。若取比例系數(shù)K=1、積分時(shí)間常數(shù)T=1s時(shí)，電路中的參數(shù)?。篟1=100k，R2=100k，C=10uF(K= R2/ R1=1，T=R2C=100k×10uF=1s

9、)；若取比例系數(shù)K=1、積分時(shí)間常數(shù)T=0.1s時(shí)，電路中的參數(shù)取：R1=100k，R2=100k，C=1uF(K= R2/ R1=1，T=R2C=100k×1uF=0.1s)。注：通過改變R2、R1、C的值可改變比例積分環(huán)節(jié)的放大系數(shù)K和積分時(shí)間常數(shù)T。當(dāng)ui為單位階躍信號(hào)時(shí)，用示波器觀測(cè)并記錄不同K及T值時(shí)的實(shí)驗(yàn)曲線，并與理論值進(jìn)行比較。4比例微分(PD)環(huán)節(jié)根據(jù)比例微分環(huán)節(jié)的方框圖，選擇實(shí)驗(yàn)箱上的通用電路單元設(shè)計(jì)并組建其模擬電路，如圖1-4所示。圖1-4 比例微分環(huán)節(jié)的模擬電路圖中后一個(gè)單元為反相器，其中R0=200k。若比例系數(shù)K=1、微分時(shí)間常數(shù)T=0.1s時(shí)，電路中的參數(shù)

10、?。篟1=100k，R2=100k，C=1uF(K= R2/ R1=1，T=R1C=100k×1uF=0.1s)；若比例系數(shù)K=1、微分時(shí)間常數(shù)T=1s時(shí)，電路中的參數(shù)?。篟1=100k，R2=100k，C=10uF(K= R2/ R1=1，T=R1C=100k×10uF=1s)；當(dāng)ui為一單位階躍信號(hào)時(shí)，用示波器觀測(cè)并記錄不同K及T值時(shí)的實(shí)驗(yàn)曲線，并與理論值進(jìn)行比較。5比例積分微分(PID)環(huán)節(jié)根據(jù)比例積分微分環(huán)節(jié)的方框圖，選擇實(shí)驗(yàn)箱上的通用電路單元設(shè)計(jì)并組建其相應(yīng)的模擬電路，如圖1-5所示。圖1-5 比例積分微分環(huán)節(jié)的模擬電路圖中后一個(gè)單元為反相器，其中R0=200k。

11、若比例系數(shù)K=2、積分時(shí)間常數(shù)TI =0.1s、微分時(shí)間常數(shù)TD =0.1s時(shí)，電路中的參數(shù)?。篟1=100k，R2=100k，C1=1uF、C2=1uF (K= (R1 C1+ R2 C2)/ R1 C2=2，TI=R1C2=100k×1uF=0.1s，TD=R2C1=100k×1uF=0.1s)；若比例系數(shù)K=1.1、積分時(shí)間常數(shù)TI =1s、微分時(shí)間常數(shù)TD =0.1s時(shí)，電路中的參數(shù)取：R1=100k，R2=100k，C1=1uF、C2=10uF (K= (R1 C1+ R2 C2)/ R1 C2=1.1，TI=R1C2=100k×10uF=1s，TD=R

12、2C1=100k×1uF=0.1s)；當(dāng)ui為一單位階躍信號(hào)時(shí)，用示波器觀測(cè)并記錄不同K、TI、TD值時(shí)的實(shí)驗(yàn)曲線，并與理論值進(jìn)行比較。6慣性環(huán)節(jié)根據(jù)慣性環(huán)節(jié)的方框圖，選擇實(shí)驗(yàn)箱上的通用電路單元設(shè)計(jì)并組建其相應(yīng)的模擬電路，如圖1-6所示。圖1-6 慣性環(huán)節(jié)的模擬電路圖中后一個(gè)單元為反相器，其中R0=200k。若比例系數(shù)K=1、時(shí)間常數(shù)T=1s時(shí)，電路中的參數(shù)?。篟1=100k，R2=100k，C=10uF(K= R2/ R1=1，T=R2C=100k×10uF=1s)。若比例系數(shù)K=1、時(shí)間常數(shù)T=0.1s時(shí)，電路中的參數(shù)?。篟1=100k，R2=100k，C=1uF(K=

13、 R2/ R1=1，T=R2C=100k×1uF=0.1s)。通過改變R2、R1、C的值可改變慣性環(huán)節(jié)的放大系數(shù)K和時(shí)間常數(shù)T。當(dāng)ui為一單位階躍信號(hào)時(shí)，用示波器軟件觀測(cè)并記錄不同K及T值時(shí)的實(shí)驗(yàn)曲線，并與理論值進(jìn)行比較。7根據(jù)實(shí)驗(yàn)時(shí)存儲(chǔ)的波形及記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1畫出各典型環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并注明參數(shù)。2寫出各典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。3根據(jù)測(cè)得的典型環(huán)節(jié)單位階躍響應(yīng)曲線，分析參數(shù)變化對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響。實(shí)驗(yàn)電路圖傳遞函數(shù)理論波形（單位階躍）實(shí)際觀測(cè)波形1、比例（P）環(huán)節(jié)2、積分（I）環(huán)節(jié)3、比例積分(PI)環(huán)節(jié)4、比例微分(PD)環(huán)節(jié)5、比例積分微分(PID)環(huán)

14、節(jié)6、慣性環(huán)節(jié)六、實(shí)驗(yàn)思考題1用運(yùn)放模擬典型環(huán)節(jié)時(shí)，其傳遞函數(shù)是在什么假設(shè)條件下近似導(dǎo)出的？2積分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)主要差別是什么？在什么條件下，慣性環(huán)節(jié)可以近似地視為積分環(huán)節(jié)？而又在什么條件下，慣性環(huán)節(jié)可以近似地視為比例環(huán)節(jié)？3在積分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)中，如何根據(jù)單位階躍響應(yīng)曲線的波形，確定積分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)？4為什么實(shí)驗(yàn)中實(shí)際曲線與理論曲線有一定誤差？5為什么PD實(shí)驗(yàn)在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)曲線有小范圍的振蕩？實(shí)驗(yàn)二 典型系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過實(shí)驗(yàn)了解參數(shù) (阻尼比)、(阻尼自然頻率)的變化對(duì)二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響；2通過實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步研究系統(tǒng)的開環(huán)增益K或其它參數(shù)的變化對(duì)閉環(huán)系

15、統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1THKKL-6型 控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱；2示波器。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1觀測(cè)二階系統(tǒng)的阻尼比分別在0<<1，=1和>1三種情況下的單位階躍響應(yīng)曲線；2觀測(cè)三階系統(tǒng)的開環(huán)增益K為不同數(shù)值時(shí)的階躍響應(yīng)曲線。四、實(shí)驗(yàn)步驟（單位階躍輸入）注：由于實(shí)驗(yàn)電路中有積分環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)前一定要對(duì)積分電容進(jìn)行放電。（一）典型二階系統(tǒng)瞬態(tài)性能指標(biāo)的測(cè)試1. 典型的二階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖和模擬電路圖如2-1、如2-2所示。根據(jù)圖2-2，選擇實(shí)驗(yàn)箱上的通用電路單元設(shè)計(jì)并組建模擬電路。圖2-1 二階系統(tǒng)的方框圖圖2-1 二階系統(tǒng)的模擬電路圖（C=1uF，R=100k）（電路參考單

16、元為：通用單元1、通用單元2、通用單元3、反相器單元、電位器組Rx0470k）2. 改變可調(diào)電位器Rx的大?。?50k、70.7k、50k、25k），使系統(tǒng)分別處于欠阻尼狀態(tài)、臨界阻尼狀態(tài)以及過阻尼狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)輸入一單位階躍信號(hào)，在上列幾種情況下，用示波器觀測(cè)并記錄不同值時(shí)的實(shí)驗(yàn)曲線以及相關(guān)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)（Mp%、tp、ts）。（二）典型三階系統(tǒng)的性能1. 參考二階系統(tǒng)，設(shè)計(jì)并組建三階系統(tǒng)線性定常系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)電路。三階系統(tǒng)的方框圖如圖2-3所示。圖3-1 三階系統(tǒng)的方框圖2. 當(dāng)系統(tǒng)輸入一單位階躍信號(hào)時(shí)，在下列幾種情況下，用示波器觀測(cè)并記錄不同K值時(shí)（對(duì)應(yīng)于衰減震蕩、等幅震蕩、發(fā)散）的實(shí)驗(yàn)響應(yīng)曲線

17、。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1畫出二階系統(tǒng)線性定常系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)電路，并寫出閉環(huán)傳遞函數(shù)，表明電路中的各參數(shù)；2根據(jù)測(cè)得二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，分析開環(huán)增益K和時(shí)間常數(shù)T對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能的影響。二階系統(tǒng)Rx參數(shù)觀測(cè)曲線動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)欠阻尼超調(diào)量上升時(shí)間調(diào)整時(shí)間理論值觀測(cè)值臨界阻尼過阻尼表中“”不需填3畫出三階系統(tǒng)線性定常系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)電路，并寫出其閉環(huán)傳遞函數(shù)，表明電路中的各參數(shù)。4根據(jù)測(cè)得的系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線，分析開環(huán)增益對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性及穩(wěn)定性的影響。三階系統(tǒng)穩(wěn)定臨界穩(wěn)定不穩(wěn)定Rx參數(shù)理論值觀測(cè)值觀測(cè)曲線六、實(shí)驗(yàn)思考題1如果階躍輸入信號(hào)的幅值過大，會(huì)在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生什么后果？2在電路模擬系統(tǒng)中，如何實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋

18、和單位負(fù)反饋？3為什么本實(shí)驗(yàn)中二階系統(tǒng)對(duì)階躍輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)誤差為零？4對(duì)三階系統(tǒng)，為使系統(tǒng)能穩(wěn)定工作，開環(huán)增益K應(yīng)適量取大還是取?。?附錄三階系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)（只作參考）1若K=5時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定，此時(shí)電路中的RX取100k左右；2若K=12時(shí)，系統(tǒng)處于臨界狀態(tài)，此時(shí)電路中的RX取42.5k左右(實(shí)際值為47k左右)；3若K=20時(shí)，系統(tǒng)不穩(wěn)定，此時(shí)電路中的RX取25k左右。實(shí)驗(yàn)三 控制系統(tǒng)的頻率特性一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的頻率特性曲線的測(cè)試方法；2根據(jù)實(shí)驗(yàn)求得的頻率特性曲線求取傳遞函數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1THKKL-6型 控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱；2PC機(jī)一臺(tái)(含“THKKL-6”軟件)

19、；3USB接口線。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1慣性環(huán)節(jié)的頻率特性測(cè)試；2二階系統(tǒng)頻率特性測(cè)試；3由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的頻率特性曲線，求取相應(yīng)的傳遞函數(shù)；4用軟件仿真的方法，求取慣性環(huán)節(jié)和二階系統(tǒng)的頻率特性。四、實(shí)驗(yàn)步驟（一）慣性環(huán)節(jié)1. 根據(jù)圖5-1 慣性環(huán)節(jié)的電路圖，選擇實(shí)驗(yàn)箱上的通用電路單元設(shè)計(jì)并組建相應(yīng)的模擬電路。其中電路的輸入端接信號(hào)源的輸出端，電路的輸出端接示波器接口單元的通道2輸入端；同時(shí)將信號(hào)源的輸出端接示波器接口單元的通道1輸入端。圖5-1 慣性環(huán)節(jié)的電路圖2. 設(shè)置終止頻率為100rad/s。3. 點(diǎn)擊軟件的“開始分析”，既完成波特圖的幅頻特性及相頻特性圖；注：信號(hào)源的幅度調(diào)至最大。（二）二階系統(tǒng)根

20、據(jù)圖5-2所示二階系統(tǒng)的電路圖，選擇實(shí)驗(yàn)箱上的通用電路單元設(shè)計(jì)并組建相應(yīng)的模擬電路。圖5-2 典型二階系統(tǒng)的電路圖（電路參考單元為：通用單元2、通用單元3、反相器單元、電位器組）1. 當(dāng)時(shí)，設(shè)置終止頻率為20rad/s。具體步驟請(qǐng)參考慣性環(huán)節(jié)的相關(guān)操作。2. 當(dāng)時(shí)，設(shè)置終止頻率為20rad/s。具體步驟請(qǐng)參考慣性環(huán)節(jié)的相關(guān)操作。注：當(dāng)時(shí)，信號(hào)源的幅度調(diào)至最大。當(dāng)時(shí)，信號(hào)源的幅度調(diào)至10Vp-p。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1寫出被測(cè)環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并畫出相應(yīng)的模擬電路圖；2把實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)和理論計(jì)算數(shù)據(jù)列表，繪出它們的Bode圖；3用上位機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)由實(shí)驗(yàn)測(cè)得二階系統(tǒng)閉環(huán)幅頻特性曲線，據(jù)此寫出該系

21、統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并把計(jì)算所得的諧振峰值和諧振頻率與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較；4繪出被測(cè)環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的幅頻特性與相頻特性曲線。六、實(shí)驗(yàn)思考題根據(jù)上位機(jī)測(cè)得的Bode圖的幅頻特性，就能確定系統(tǒng)（或環(huán)節(jié)）的相頻特性，試問這在什么系統(tǒng)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)？附錄用虛擬示波器測(cè)試圖5-3用虛擬示波器測(cè)試系統(tǒng)(環(huán)節(jié))的頻率特性可直接用軟件測(cè)試出系統(tǒng)(環(huán)節(jié))的頻率特性，其中Ui信號(hào)由虛擬示波器掃頻輸出（直接點(diǎn)擊開始分析即可）產(chǎn)生，并由信號(hào)發(fā)生器1（開關(guān)撥至正弦波）輸出。測(cè)量頻率特性時(shí)，信號(hào)發(fā)生器1的輸出信號(hào)接到被測(cè)環(huán)節(jié)或系統(tǒng)的輸入端和示波器接口的通道1。被測(cè)環(huán)節(jié)或系統(tǒng)的輸出信號(hào)接示波器接口的通道2。實(shí)驗(yàn)四 采樣系統(tǒng)分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

22、熟悉用LF398組成的采樣控制系統(tǒng)；2通過本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解香農(nóng)定理和零階保持器ZOH的原理及其實(shí)現(xiàn)方法；3觀察系統(tǒng)在階躍作用下的穩(wěn)態(tài)誤差。研究開環(huán)增益k和采樣周期T的變化對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1THKKL-6型 控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱；2PC機(jī)一臺(tái)(含“THKKL-6”軟件)；3USB接口線。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1利用實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)象為二階環(huán)節(jié)的模擬電路，并與采樣電路組成一個(gè)數(shù)-?；旌舷到y(tǒng)。2分別改變系統(tǒng)的開環(huán)增益k和采樣周期TS，研究它們對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能及穩(wěn)態(tài)精度的影響。四、實(shí)驗(yàn)步驟（一）零階保持器本實(shí)驗(yàn)采用“采樣-保持器”組件LF398，它具有將連續(xù)信號(hào)離散后的零階保持器輸出信號(hào)的功能。圖4-1為采樣-保持電路。圖中MC14538為單穩(wěn)態(tài)電路