自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告(實(shí)驗(yàn)一,二,三)

1、自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱： 線性系統(tǒng)的時(shí)域分析 線性系統(tǒng)的頻域分析 線性系統(tǒng)的校正與狀態(tài)反饋 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 2013 年 12 月 15日典型環(huán)節(jié)的模擬研究一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解和掌握各典型環(huán)節(jié)模擬電路的構(gòu)成方法、傳遞函數(shù)表達(dá)式及輸出時(shí)域函數(shù)表達(dá)式2 觀察和分析各典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線，了解各項(xiàng)電路參數(shù)對(duì)典型環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)特性的影響二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟觀察和分析各典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線，了解各項(xiàng)電路參數(shù)對(duì)典型環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)特性的影響.。改變被測(cè)環(huán)節(jié)的各項(xiàng)電路參數(shù)，畫(huà)出模擬電路圖，階躍響應(yīng)曲線，觀測(cè)結(jié)果，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告運(yùn)行LABACT程序，選擇自動(dòng)控制菜單下的線性系統(tǒng)的時(shí)域分析下的

2、典型環(huán)節(jié)的模擬研究中的相應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，就會(huì)彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開(kāi)始即可使用本實(shí)驗(yàn)機(jī)配套的虛擬示波器（B3）單元的CH1測(cè)孔測(cè)量波形。具體用法參見(jiàn)用戶手冊(cè)中的示波器部分1)觀察比例環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線典型比例環(huán)節(jié)模擬電路如圖3-1-1所示。圖3-1-1 典型比例環(huán)節(jié)模擬電路傳遞函數(shù)： ； 單位階躍響應(yīng)： 實(shí)驗(yàn)步驟：注：S ST用短路套短接?。?）將函數(shù)發(fā)生器（B5）所產(chǎn)生的周期性矩形波信號(hào)（OUT），作為系統(tǒng)的信號(hào)輸入（Ui）；該信號(hào)為零輸出時(shí)，將自動(dòng)對(duì)模擬電路鎖零。 在顯示與功能選擇（D1）單元中，通過(guò)波形選擇按鍵選中矩形波（矩形波指示燈亮）。 量程選擇開(kāi)關(guān)S2置下檔，調(diào)節(jié)“設(shè)定電位器1”，

3、使之矩形波寬度1秒（D1單元左顯示）。 調(diào)節(jié)B5單元的“矩形波調(diào)幅”電位器使矩形波輸出電壓= 4V（D1單元右顯示）。（2）構(gòu)造模擬電路：按圖3-1-1安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線，表如下。（a）安置短路套 （b）測(cè)孔聯(lián)線模塊號(hào)跨接座號(hào)1A5S4，S122B5S-ST1信號(hào)輸入（Ui）B5（OUT）A5（H1）2示波器聯(lián)接×1檔A5（OUTB）B3（CH1）3B5（OUT）B3（CH2）（3）運(yùn)行、觀察、記錄： 打開(kāi)虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開(kāi)始，按下信號(hào)發(fā)生器（B1）階躍信號(hào)按鈕（0+4V階躍），觀測(cè)A5B輸出端（Uo）的實(shí)際響應(yīng)曲線。示波器的截圖詳見(jiàn)虛擬示波器的使用。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：按下表改變

4、圖3-1-1所示的被測(cè)系統(tǒng)比例系數(shù)，觀測(cè)結(jié)果，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。R0R1輸入U(xiǎn)i比例系數(shù)K計(jì)算值測(cè)量值200K100K4V0.50.5273200K4V150K100K2V2200K1V44.023R0=200K R1=100K Ui=4VR0=50K R1=200K Ui=1V2)觀察慣性環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線典型慣性環(huán)節(jié)模擬電路如圖3-1-2所示。圖3-1-2 典型慣性環(huán)節(jié)模擬電路傳遞函數(shù)： 單位階躍響應(yīng)：實(shí)驗(yàn)步驟：注：S ST用短路套短接?。?）將函數(shù)發(fā)生器（B5）所產(chǎn)生的周期性矩形波信號(hào)（OUT），作為系統(tǒng)的信號(hào)輸入（Ui）；該信號(hào)為零輸出時(shí)，將自動(dòng)對(duì)模擬電路鎖零。 在顯示與功能選擇（D1）單

5、元中，通過(guò)波形選擇按鍵選中矩形波（矩形波指示燈亮）。 量程選擇開(kāi)關(guān)S2置下檔，調(diào)節(jié)“設(shè)定電位器1”，使之矩形波寬度1秒（D1單元左顯示）。 調(diào)節(jié)B5單元的“矩形波調(diào)幅”電位器使矩形波輸出電壓= 4V（D1單元右顯示）。（2）構(gòu)造模擬電路：按圖3-1-4安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線，表如下。1信號(hào)輸入（Ui）B5（OUT）A5（H1）2示波器聯(lián)接×1檔A5（OUTB）B3（CH1）3B5（OUT）B3（CH2）（a）安置短路套 （b）測(cè)孔聯(lián)線模塊號(hào)跨接座號(hào)1A5S4，S6，S102B5S-ST（3）運(yùn)行、觀察、記錄： 打開(kāi)虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開(kāi)始，按下信號(hào)發(fā)生器（B1）階躍信號(hào)按鈕時(shí)（0+4

6、V階躍），觀測(cè)A5B輸出端（Uo）響應(yīng)曲線，等待完整波形出來(lái)后，移動(dòng)虛擬示波器橫游標(biāo)到輸出穩(wěn)態(tài)值×0.632處，得到與輸出曲線的交點(diǎn)，再移動(dòng)虛擬示波器兩根縱游標(biāo)，從階躍開(kāi)始到輸出曲線的交點(diǎn)，量得慣性環(huán)節(jié)模擬電路時(shí)間常數(shù)T。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：將被測(cè)系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)及比例系數(shù)，觀測(cè)結(jié)果，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。R0R1C輸入U(xiǎn)i比例系數(shù)K慣性常數(shù)T計(jì)算值測(cè)量值計(jì)算值測(cè)量值200K200K1u4V11.02250.20.1902u10.450K100K1u2V20.1200K1V44.02300.20.200R0=200K R1=200K C=1u Ui=4V R0=50K R1=200K C=1u Ui=

7、1V 3)觀察積分環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線 典型積分環(huán)節(jié)模擬電路如圖3-1-3所示。圖3-1-3 典型積分環(huán)節(jié)模擬電路傳遞函數(shù)： 單位階躍響應(yīng)： 實(shí)驗(yàn)步驟：注：S ST用短路套短接?。?）為了避免積分飽和，將函數(shù)發(fā)生器（B5）所產(chǎn)生的周期性矩形波信號(hào)（OUT），代替信號(hào)發(fā)生器（B1）中的人工階躍輸出作為系統(tǒng)的信號(hào)輸入（Ui）；該信號(hào)為零輸出時(shí)，將自動(dòng)對(duì)模擬電路鎖零。 在顯示與功能選擇（D1）單元中，通過(guò)波形選擇按鍵選中矩形波（矩形波指示燈亮）。 量程選擇開(kāi)關(guān)S2置下檔，調(diào)節(jié)“設(shè)定電位器1”，使之矩形波寬度1秒（D1單元左顯示）。 調(diào)節(jié)B5單元的“矩形波調(diào)幅”電位器使矩形波輸出電壓= 1V（D1單元右

8、顯示）。（2）構(gòu)造模擬電路：按圖3-1-3安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線，表如下。（a）安置短路套 （b）測(cè)孔聯(lián)線1信號(hào)輸入（Ui）B5（OUT）A5（H1）2示波器聯(lián)接×1檔A5（OUTB）B3（CH1）3B5（OUT）B3（CH2）模塊號(hào)跨接座號(hào)1A5S4，S102B5S-ST（3）運(yùn)行、觀察、記錄： 打開(kāi)虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開(kāi)始，觀測(cè)A5B輸出端（Uo）響應(yīng)曲線，等待完整波形出來(lái)后，點(diǎn)擊停止，移動(dòng)虛擬示波器橫游標(biāo)到0V處，再移動(dòng)另一根橫游標(biāo)到V=1V（與輸入相等）處，得到與輸出曲線的交點(diǎn)，再移動(dòng)虛擬示波器兩根縱游標(biāo)，從階躍開(kāi)始到輸出曲線的交點(diǎn)，量得積分環(huán)節(jié)模擬電路時(shí)間常數(shù)Ti。實(shí)驗(yàn)報(bào)告

9、要求：按下表改變圖3-1-3所示的被測(cè)系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)，觀測(cè)結(jié)果，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。R0C輸入U(xiǎn)i積分常數(shù)Ti計(jì)算值測(cè)量值200K1u1V0.20.2102u0.4 100K1u0.1 0.1102u0.2 R0=200K C=1u Ui=1V R0=100K C=1u Ui=1V 4)觀察比例積分環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線 典型比例積分環(huán)節(jié)模擬電路如圖3-1-4所示.。圖3-1-4 典型比例積分環(huán)節(jié)模擬電路傳遞函數(shù)： 單位階躍響應(yīng)：實(shí)驗(yàn)步驟：注：S ST用短路套短接！（1）為了避免積分飽和，將函數(shù)發(fā)生器（B5）所產(chǎn)生的周期性矩形波信號(hào)（OUT），代替信號(hào)發(fā)生器（B1）中的人工階躍輸出作為系統(tǒng)的信號(hào)輸入（Ui

10、）；該信號(hào)為零輸出時(shí)將自動(dòng)對(duì)模擬電路鎖零。 在顯示與功能選擇（D1）單元中，通過(guò)波形選擇按鍵選中矩形波（矩形波指示燈亮）。量程選擇開(kāi)關(guān)S2置下檔，調(diào)節(jié)“設(shè)定電位器1”，使之矩形波寬度1秒（D1單元左顯示）。 調(diào)節(jié)B5單元的“矩形波調(diào)幅”電位器使矩形波輸出電壓 = 1V（D1單元右顯示）。（2）構(gòu)造模擬電路：按圖3-1-4安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線，表如下。（a）安置短路套 （b）測(cè)孔聯(lián)線模塊號(hào)跨接座號(hào)1A5S4，S82B5S-ST1信號(hào)輸入（Ui）B5（OUT）A5（H1）2示波器聯(lián)接×1檔A5（OUTB）B3（CH1）3B5（OUT）B3（CH2）（3）運(yùn)行、觀察、記錄： 打開(kāi)虛擬示波器

11、的界面，點(diǎn)擊開(kāi)始，觀測(cè)A5B輸出端（Uo）響應(yīng)曲線，等待完整波形出來(lái)后，點(diǎn)擊停止。移動(dòng)虛擬示波器橫游標(biāo)到輸入電壓×比例系數(shù)K處，再移動(dòng)另一根橫游標(biāo)到（輸入電壓×比例系數(shù)K輸入電壓）處，得到與積分曲線的兩個(gè)交點(diǎn)。再分別移動(dòng)示波器兩根縱游標(biāo)到積分曲線的兩個(gè)交點(diǎn)，量得積分環(huán)節(jié)模擬電路時(shí)間常數(shù)Ti。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：將被測(cè)系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)及比例系數(shù)，觀測(cè)結(jié)果，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。R0R1C輸入U(xiǎn)i比例系數(shù)K積分常數(shù)Ti計(jì)算值測(cè)量值計(jì)算值測(cè)量值200K200K1u1V110.20.2102u10.4100K1u220.2 0.2102u20.4 R0=200K R1=200K C=1u Ui=1V

12、R0=100K R1=200K C=1u Ui=1V 三實(shí)驗(yàn)分析必須說(shuō)明的是，此虛擬示波器采用雙跡示波器，即分別通過(guò)CH1和CH2采集。輸出兩條軌跡線，即綠色和藍(lán)色。CH1采集的是輸出信號(hào)，CH2采集的是輸入信號(hào)。實(shí)驗(yàn)分析：1.對(duì)于比例環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線，從圖上可以看出，改變比例系數(shù)，就是改變了輸入信號(hào)的電壓幅度，即：輸入信號(hào)階躍的幅度與比例系數(shù)成正比變化。比例系數(shù)為0.5時(shí)，輸出信號(hào)的電壓幅度是輸入信號(hào)的0.5倍；比例系數(shù)為1時(shí)，輸出信號(hào)不變，即原信號(hào)輸出；比例系數(shù)為2時(shí)，輸出信號(hào)的電壓幅度是輸入信號(hào)的2倍；比例系數(shù)為4時(shí)，輸出信號(hào)的電壓幅度是輸入信號(hào)的四倍。 2.對(duì)于慣性環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線

13、，從圖上能看出，慣性系數(shù)越大，到達(dá)穩(wěn)態(tài)的時(shí)間越長(zhǎng)。也就可以理解慣性環(huán)節(jié)的作用了。給系統(tǒng)加入慣性環(huán)節(jié)，目的就是加長(zhǎng)它到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間，有延遲的作用。慣性環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線的電壓幅度也和比例系數(shù)成正比關(guān)系，并且上升的高度絕不會(huì)超過(guò)穩(wěn)態(tài)值。3.對(duì)于積分環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線，從實(shí)驗(yàn)波形圖可以觀察出積分常數(shù)越大，信號(hào)的斜率越小，信號(hào)從0態(tài)到1態(tài)所用的時(shí)間越長(zhǎng)。積分環(huán)節(jié)也可用來(lái)延遲信號(hào)，只是與慣性環(huán)節(jié)不同，積分環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線是一條斜率一定的直線。4.對(duì)于比例積分環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線，從四張圖比較可得到以下結(jié)論，比例系數(shù)K的變化導(dǎo)致階躍信號(hào)零點(diǎn)的變化。根據(jù)波形圖，具體變化是，比例系數(shù)K為1時(shí)，零點(diǎn)上升到1V，比

14、例系數(shù)為2時(shí)零點(diǎn)，零點(diǎn)上升到2V。積分常數(shù)的變化導(dǎo)致階躍信號(hào)斜率的變化，根據(jù)波形圖，具體變化是，積分系數(shù)越大，階躍信號(hào)斜率越小。當(dāng)階躍曲線上到5V就保持穩(wěn)定了，否則持續(xù)上升直到完成一個(gè)階躍周期。二階系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解和掌握典型二階系統(tǒng)模擬電路的構(gòu)成方法及型二階閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)式。2、研究型二階閉環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)-無(wú)阻尼振蕩頻率n、阻尼比對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響。3、掌握欠阻尼型二階閉環(huán)系統(tǒng)在階躍信號(hào)輸入時(shí)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)Mp、tp、ts的計(jì)算。4、觀察和分析型二階閉環(huán)系統(tǒng)在欠阻尼，臨界阻尼，過(guò)阻尼的瞬態(tài)響應(yīng)曲線，及在階躍信號(hào)輸入時(shí)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)Mp、tp、ts值，并與理論計(jì)算值

15、作比對(duì)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟：有二階閉環(huán)系統(tǒng)模擬電路如圖3-1-7所示。它由積分環(huán)節(jié)（A2）和慣性環(huán)節(jié)（A3）構(gòu)成。圖3-1-8 型二階閉環(huán)系統(tǒng)模擬電路 圖3-1-8的二階系統(tǒng)模擬電路的各環(huán)節(jié)參數(shù)及系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：積分環(huán)節(jié)（A2單元）的積分時(shí)間常數(shù)Ti=R1*C1=1S 慣性環(huán)節(jié)（A3單元）的慣性時(shí)間常數(shù) T=R2*C2=0.1S該閉環(huán)系統(tǒng)在A3單元中改變輸入電阻R來(lái)調(diào)整增益K，R分別設(shè)定為 4k、40k、100k 。電路的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為： 電路的閉環(huán)傳遞函數(shù)為： 該電路的自然頻率、阻尼比和增益K的關(guān)系式為： 當(dāng)R=100k， K=1 =1.58 >1 為過(guò)阻尼響應(yīng)， 當(dāng)R=40k， K=

16、2.5 =1 為臨界阻尼響應(yīng)， 當(dāng)R=4k， K=25 =0.316 0<<1 為欠阻尼響應(yīng)。 欠阻尼二階閉環(huán)系統(tǒng)在階躍信號(hào)輸入時(shí)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)Mp、tp、ts的計(jì)算：（ K=25、=0.316、=15.8）型二階閉環(huán)系統(tǒng)模擬電路見(jiàn)圖3-1-8。該環(huán)節(jié)在A3單元中改變輸入電阻R來(lái)調(diào)整衰減時(shí)間。實(shí)驗(yàn)步驟： （1）用信號(hào)發(fā)生器（B1）的階躍信號(hào)輸出 和幅度控制電位器構(gòu)造輸入信號(hào)（Ui）： B1單元中電位器的左邊K3開(kāi)關(guān)撥下（GND），右邊K4開(kāi)關(guān)撥下（0/+5V階躍）。階躍信號(hào)輸出（B1的Y測(cè)孔）調(diào)整為2V（調(diào)節(jié)方法：按下信號(hào)發(fā)生器（B1）階躍信號(hào)按鈕，L9燈亮，調(diào)節(jié)電位器，用萬(wàn)用表測(cè)量Y

17、測(cè)孔）。 （2）構(gòu)造模擬電路 （3）虛擬示波器（B3）的聯(lián)接：示波器輸入端CH1接到A6單元信號(hào)輸出端OUT（C(t)）。注：CH1選×1檔。 （4）運(yùn)行、觀察、記錄： 運(yùn)行LABACT程序，選擇自動(dòng)控制菜單下的線性系統(tǒng)的時(shí)域分析下的二階典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，就會(huì)彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開(kāi)始即可使用本實(shí)驗(yàn)機(jī)配套的虛擬示波器（B3）單元的CH1測(cè)孔測(cè)量波形。也可選用普通示波器觀測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 分別將（A11）中的直讀式可變電阻調(diào)整到4K、40K、100K，按下B1按鈕，用示波器觀察在三種增益K下，A6輸出端C(t)的系統(tǒng)階躍響應(yīng)。 改變積分時(shí)間常數(shù)Ti（慣性時(shí)間常數(shù)T=0.

18、1，慣性環(huán)節(jié)增益K=25，R=4K，C2=1u），重新觀測(cè)結(jié)果，記錄超調(diào)量MP，峰值時(shí)間tp和調(diào)節(jié)時(shí)間ts，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（計(jì)算值實(shí)驗(yàn)前必須按公式計(jì)算出） 改變慣性時(shí)間常數(shù) T（積分時(shí)間常數(shù)Ti=1，慣性環(huán)節(jié)增益K=25，R=4K，C1=2u）重新觀測(cè)結(jié)果，記錄超調(diào)量MP，峰值時(shí)間tp和調(diào)節(jié)時(shí)間ts，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（計(jì)算值實(shí)驗(yàn)前必須按公式計(jì)算出）三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理結(jié)果：實(shí)際值為： Mp=1.05/2.07×100%=50.7% tp =0.160s ts=0.28s理論值為：Wn=25 =0.5 Mp=0.164×100%=16.4% tp =0.145s ts=0.24s

19、（1）R=4K,C2=1uF理論值為： T=R2C2=100k×2uF=0.2s Wn= 11.2 =0.22 Ti=0.4s 故Wn=25 =0.5Mp=0.5×100%=50% tp =0.288s ts=1.22s（2） R=40K,C1=2uF開(kāi)環(huán)增益慣性常數(shù)T積分常數(shù)Ti計(jì)算值計(jì)算值250.112550% 0.20.3200.10.5200%0.2四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)與心得體會(huì) 本次試驗(yàn)還算比較順利，但是數(shù)據(jù)不夠精確，實(shí)驗(yàn)中由于時(shí)間問(wèn)題也沒(méi)有做到多次測(cè)量取平均值。以后試驗(yàn)中要盡可能多次測(cè)量，這樣保證實(shí)驗(yàn)的精度。通過(guò)二階系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性，加深對(duì)了穩(wěn)定性的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)于圖

20、像的理解也有進(jìn)一步的提高。對(duì)于課本知識(shí)的學(xué)習(xí)很有幫助。3.2.1頻率特性測(cè)試一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解線性系統(tǒng)頻率特性的基本概念。2了解和掌握對(duì)數(shù)幅頻曲線和相頻曲線（波德圖）的構(gòu)造及繪制方法。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟被測(cè)系統(tǒng)是一階慣性的模擬電路圖見(jiàn)圖3-2-1，觀測(cè)被測(cè)系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告，並在對(duì)數(shù)座標(biāo)紙上畫(huà)出幅頻特性和相頻特性曲線。圖3-2-1 被測(cè)系統(tǒng)（一階慣性）的模擬電路圖實(shí)驗(yàn)步驟： （1）將函數(shù)發(fā)生器（B5）單元的正弦波輸出作為系統(tǒng)輸入。 在顯示與功能選擇（D1）單元中，通過(guò)波形選擇按鍵選中正弦波（正弦波指示燈亮）。 量程選擇開(kāi)關(guān)S2置下檔，調(diào)節(jié)“設(shè)定電位器2”，使之正弦波頻率為8H

21、z（D1單元右顯示）。 調(diào)節(jié)B5單元的“正弦波調(diào)幅”電位器，使之正弦波振幅值輸出為2V左右（D1單元左顯示）。（2）構(gòu)造模擬電路：按圖3-2-1安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線，表如下。（a）安置短路套 （b）測(cè)孔聯(lián)線模塊號(hào)跨接座號(hào)1A3S1，S7，S92A6S2，S61信號(hào)輸入B5（SIN）A3（H1）2運(yùn)放級(jí)聯(lián)A3（OUT）A6（H1）3示波器聯(lián)接×1檔B5（SIN）B3（CH1）4A6（OUT）B3（CH2）（3）運(yùn)行、觀察、記錄： 運(yùn)行LABACT程序，在界面的自動(dòng)控制菜單下的線性控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)分析實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，選擇時(shí)域分析，就會(huì)彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開(kāi)始，用示波器觀察波形，應(yīng)避免系

22、統(tǒng)進(jìn)入非線性狀態(tài)。點(diǎn)擊停止鍵后，可拖動(dòng)時(shí)間量程（在運(yùn)行過(guò)程中，時(shí)間量程無(wú)法改變），以滿足觀察要求，示波器的截圖詳見(jiàn)虛擬示波器的使用。實(shí)驗(yàn)截圖：頻率為1Hz時(shí)： 頻率為1.6Hz時(shí)： 頻率為3.2Hz時(shí)： 頻率為4.5Hz時(shí)： 頻率為6.4Hz時(shí)： 頻率為8Hz時(shí) ：頻率為9.6Hz時(shí) ：頻率為12.5Hz：頻率為16Hz時(shí) ：實(shí)驗(yàn)報(bào)告：輸入頻率Hz幅頻特性相頻特性計(jì)算值測(cè)量值計(jì)算值測(cè)量值113.7013.31-7.162-9°1.613.4612.93-11.36-14°3.212.3611.95-21.90-22°4.511.0810.72-29.48-32&#

23、176;6.48.8747.746-38.80-38°86.8786.473-45.15-46°9.64.8804.245-50.34-52°12.51.4281.088-57.51-60°16-2.316-3.087-63.55-70°20-6.038-6.727-68.30-74°三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析： 頻域分析法是應(yīng)用頻率特性研究線性系統(tǒng)的一種經(jīng)典方法。它以控制系統(tǒng)的頻率特性作為數(shù)學(xué)模型，以波德圖或其他圖表作為分析工具，來(lái)研究和分析控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能。相關(guān)計(jì)算公式：一階慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)：其幅頻特性： 相頻特性： 對(duì)數(shù)幅頻特性定義為： 線性系統(tǒng)的校正與狀態(tài)反饋頻域法串聯(lián)超前校正（4