一階系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)量實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)二十七 一階系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)量實(shí)驗(yàn)1. 簡(jiǎn)介    對(duì)一階響應(yīng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，系統(tǒng)的輸入xi(t)和輸出x0(t)可等效為一階測(cè)試系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)輸入為單位階躍時(shí)，相應(yīng)的微分方程為:       一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為:       式中，t為一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)。    傳感器敏感元件的響應(yīng)輸出滯后于物理量的變化，帶來誤差。這個(gè)誤差可以用一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)常數(shù)t來表示，t越小，系統(tǒng)響應(yīng)越快。系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)常數(shù)可以通過測(cè)量系統(tǒng)在單

2、位階躍信號(hào)輸入下的響應(yīng)信號(hào)來完成。    通過本實(shí)驗(yàn)可以了解一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)的基本特性，并計(jì)算一階響應(yīng)的時(shí)間常數(shù)。2. 結(jié)構(gòu)組成     一階響應(yīng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意如圖1所示，結(jié)構(gòu)總體尺寸為 (長(zhǎng)×寬×高)，主要包括的零件有：圖1 一階響應(yīng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖3. 操作說明 3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備     運(yùn)用一階響應(yīng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)所需準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)設(shè)備為：1. drvi可重組虛擬實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)  1套2. 一階響應(yīng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)（lyx-12-a） 

3、1套3. 溫度傳感器（lwz-5-a）  1個(gè)4. 套筒（ltz-a）  3個(gè)5. 藍(lán)津數(shù)據(jù)采集儀（ldaq-epp2）  1臺(tái)6. 開關(guān)電源（ldy-a）  1套    備齊所需的設(shè)備后，將開關(guān)電源的12v電源和恒溫器背面的接線柱相連，溫度傳感器的5芯電纜和數(shù)據(jù)采集儀1通道連接，數(shù)據(jù)采集儀通過并口電纜與pc機(jī)并口連接。在保證接線無誤的情況下，打開恒溫器電源開關(guān)開始加熱。3.2 實(shí)驗(yàn)操作    1.  啟動(dòng)服務(wù)器，運(yùn)行drvi主程序，開啟drvi數(shù)據(jù)采集儀電源，然后

4、點(diǎn)擊drvi快捷工具條上的“聯(lián)機(jī)注冊(cè)”圖標(biāo)，進(jìn)行主數(shù)據(jù)采集儀之間的注冊(cè)。聯(lián)機(jī)注冊(cè)成功后，啟動(dòng)drvi內(nèi)置的“web服務(wù)器功能”，開始監(jiān)聽8500端口。圖2 一階系統(tǒng)響應(yīng)（服務(wù)器端）    2.  啟動(dòng)drvi中的“一階系統(tǒng)響應(yīng)（服務(wù)器端）”實(shí)驗(yàn)?zāi)_本。將溫度傳感器完全旋進(jìn)套筒內(nèi)，向容器內(nèi)加入2/3的清水，打開實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源開關(guān)，旋動(dòng)溫度調(diào)節(jié)開關(guān)，選擇一個(gè)溫度開始加溫。    3.  點(diǎn)擊面板中的“測(cè)試”按鈕，首先測(cè)量常溫狀態(tài)下溫度傳感器的數(shù)值，等加溫到恒定溫度后，將溫度傳感器投入到容器中，開始測(cè)量隨著

5、溫度的升高趨勢(shì)曲線的變化過程，當(dāng)溫度上升趨勢(shì)變化到很緩慢的時(shí)候停止采樣，然后點(diǎn)擊“計(jì)算時(shí)間常數(shù)”按鈕，此時(shí)在數(shù)碼框中將顯示出時(shí)間常數(shù)的計(jì)算值。    4.  客戶端操作。通過網(wǎng)絡(luò)安裝drvi軟件在客戶端計(jì)算機(jī)上，在客戶端運(yùn)行drvi軟件，首先進(jìn)行客戶端軟件的聯(lián)網(wǎng)注冊(cè)，注冊(cè)成功后打開“一階系統(tǒng)響應(yīng)（客戶端）”實(shí)驗(yàn)?zāi)_本，修改網(wǎng)絡(luò)采集芯片的ip地址和服務(wù)器ip地址一致，如圖3所示。設(shè)定完畢后，在服務(wù)器端進(jìn)行操作的同時(shí)進(jìn)行客戶端的相應(yīng)操作，得出測(cè)量結(jié)果。 圖3 一階系統(tǒng)響應(yīng)（客戶端）    5.  更換不同厚度的套筒，再次測(cè)量溫度響應(yīng)并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。4. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求     1.  簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理和目的