二階網(wǎng)絡(luò)函數(shù)模擬實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、本文格式為word版，下載可任意編輯二階網(wǎng)絡(luò)函數(shù)模擬實(shí)驗(yàn)報(bào)告 二階網(wǎng)絡(luò)函數(shù)模擬 試驗(yàn)報(bào)告 一、試驗(yàn)?zāi)康?1、了解二階網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的電路模型。 2、討論系統(tǒng)參數(shù)變化對(duì)響應(yīng)的影響。 3、用基本運(yùn)算器模擬系統(tǒng)的微分方程和傳遞函數(shù)。 二、 試驗(yàn)儀器 1、信號(hào)與系統(tǒng)試驗(yàn)箱 tkssc 型。 2、雙蹤示波器。 三、試驗(yàn)原理 1、微分方程的一般形式為： x y a y a ynnn= + + +- 0) 1 (1) (l l 其中 x 為激勵(lì)，y 為響應(yīng)。模擬系統(tǒng)微分方程的規(guī)章是將微分方程輸出函數(shù)的最高階導(dǎo)數(shù)保留在等式左邊。把其余各項(xiàng)一起移到等式右邊，這個(gè)最高階導(dǎo)數(shù)作為第一積分器輸入，以后每經(jīng)過(guò)一個(gè)積分器，輸出

2、函數(shù)的導(dǎo)數(shù)就降低一階，直到輸出 y 為止、各個(gè)階數(shù)降低了的導(dǎo)數(shù)及輸出函數(shù)分別通過(guò)各自的比例運(yùn)算器再送至第一個(gè)積分器前面的求和器與輸入函數(shù) x 相加，則該模擬裝置的輸入和輸出所表征的方程與被模擬的實(shí)際微分方程完全相同。圖 6-1 與圖 6-2 分別為一階微分方程的模擬框圖和二階微分方程的模擬框圖。 2、網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的一般形式為： nn nnn nb s b sa s a s as fs ys h+ + + + += =-ll1111 0) () () ( 或?qū)懽鳎?) (1) (1) 11111 0- - -=+ + + + +=s qs ps b s bs a s a as hnnnnll 則有

3、) () (1) ( ) (11s fs qs p s y-· = 令 ) () (11s fs qx-= 得 ïîïíì+ + + + = =+ + + + = =- - - - - - -nnnnxs a xs a xs a x a x s p s yxs b xs b xs b x x s q s fll2211 0122111) ( ) () ( ) ( 因而 nn xsb xs b xs b s f x- - - - - - = l2211) ( x y¢ y y¢+a 0 y = x 圖 6-1 一階系

4、統(tǒng)的模擬 x y¢ ¢ y¢ y y¢ ¢+a 1y¢+a 0 y = x 圖 6-2 二階系統(tǒng)的模擬 x xs -1 xs -2 xs -n f(s) y(s) 圖 6-3 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的模擬 ass s aaa 依據(jù)上式，可畫(huà)出圖 6-3 所示的模擬方框圖，圖中 s -1 表示積分器 圖 6-4 為二階網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的模擬方框圖，由該圖求得下列三種傳遞函數(shù)，即 2 1211) () () (b s b ss hs vs vlb+ += = 低通函數(shù) 2 121) () () (b s b sss hs vs vbb+ +-= = 帶通函數(shù)

5、2 1221) () () (b s b sss hs vs vhh+ += = 高通函數(shù) 圖 6-5 為圖 6-4 的模擬電路圖。由該模擬電路得： v h v b v l v 1 x xs -2 -xs -1 圖 6-4 二階網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的模擬 ïïïïîïïïïíì= - -÷÷øöççèæ+= - -÷÷øöççèæ+b ah

6、 l ab i bv vvrvrvr rvrvrvr r01 1 1 101 1 1 132 1 32 142 2 42 2+ r 1 =10k r 2 =10k r 32 =30k 只要適當(dāng)?shù)倪x擇模擬裝置相關(guān)元件的參數(shù)，就能使模擬方程和實(shí)際系統(tǒng)的微分方程完全相同。 由方程組得 h b i lv v v v3131- + = 由圖得 ò ò- = - = dt v dt vc rvb b l41 5101 v b =-10 -4tv¢ 由圖得 ò ò- = - = dt v dt vc rvh h b42 6101 v h =-10 -4 =1

7、0 -8tv ¢ 因此 l l l h b l iv v v v v v v ¢ ¢ + ¢ + = + - =- -31031031318 4 四、試驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1、寫(xiě)出試驗(yàn)電路的微分方程，并求解之。 2、若用 tkssc 型信號(hào)與系統(tǒng)試驗(yàn)箱，則在本試驗(yàn)裝置中的自由布線區(qū)， r 3 r 32 vh c 2 0.01f 10k 47k r1 v a u - 10k u 0 r 6 u- v i r 2 u + u 0 vb 10k v b u + 741 r 42 741 r 4 c 1 0.01f 47k 10k r5 u - u 0 v t =v

8、l u + 741 gnd 圖 6-5 二階網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的模擬 設(shè)計(jì)圖 6-5 的電路。 3、將正弦波信號(hào)接入電路的輸入端，調(diào)整 r 3 、r 4 、v i ，用示波器觀看各測(cè)試點(diǎn)的波形并記錄之。 五 、 軟件仿真 按以下各種狀況分別仿真，得到其波形，并比較 1.當(dāng) r3=r4=40k， vi=100hz,1v 正弦波時(shí)：vh 的波形，vb 的波形，vo 的波形 2.當(dāng) r3=r4=40k, vi=100hz,2v 正弦波時(shí)：vh 的波形，vb 的波形，vo 的波形 3.當(dāng) r3=r4=40k, vi=500hz,1v 正弦波時(shí)：vh 的波形，vb 的波形，vo 的波形 1.a 當(dāng) r3=r4=40k， vi=100hz,1v 正弦波時(shí)：vh 的波形 2.a 當(dāng) r3=r4=40k, vi=100hz,2v 正弦波時(shí)：vh 的波形 3.a 當(dāng) r3=r4=40k, vi=500hz,1v 正弦波時(shí) vh 的波形 六 、 試驗(yàn)總結(jié) 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加深