控制工程原理實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)一 一階系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)及參數(shù)測(cè)定一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察一階系統(tǒng)在階躍輸入信號(hào)作用下的瞬態(tài)響應(yīng)2根據(jù)一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線確定一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)二實(shí)驗(yàn)儀器1控制理論電子模擬實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)2雙蹤低頻慢掃描示波器一臺(tái)三實(shí)驗(yàn)原理圖1-1為一階系統(tǒng)的主框圖，它的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：圖1-1令，即，則其輸出為對(duì)上式取拉氏反變化，得它的階躍響應(yīng)曲線如圖1-2所示，當(dāng)t=T時(shí)，。這表示當(dāng)c(t)上升到穩(wěn)定值的63.2%時(shí)，對(duì)應(yīng)的時(shí)間就是一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T，根據(jù)這個(gè)原理，由圖1-2可以測(cè)得一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T。.圖1-2四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1根據(jù)1-1所示的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的模擬實(shí)驗(yàn)線路圖（時(shí)間常數(shù)T=1s及T=0.1s）2當(dāng)r(

2、t)=1V時(shí)，觀察并記錄一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T為1s和0.1s時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)曲線，并標(biāo)注時(shí)間坐標(biāo)軸。五實(shí)驗(yàn)報(bào)告1畫出實(shí)驗(yàn)線路圖2根據(jù)實(shí)驗(yàn)，畫出一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T=1s時(shí)的單位階躍響應(yīng)曲線，并由實(shí)測(cè)的曲線求得時(shí)間常數(shù)T。六實(shí)驗(yàn)思考題一階系統(tǒng)為什么對(duì)階躍輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為零，而對(duì)單位斜坡輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為T？RCr(t)c(t)_+實(shí)驗(yàn)二 二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)分析一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察在不同參數(shù)下二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線，并測(cè)出超調(diào)量，峰值時(shí)間和調(diào)整時(shí)間。2研究增益K對(duì)于二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)的影響。二實(shí)驗(yàn)原理圖2-1圖2-1為二階系統(tǒng)的方框圖。它的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：由上式求得：若令，則有顯然，只要改變K值，就能同時(shí)改變

3、和的值，可以得到過阻尼（），臨界阻尼（）和欠阻尼（）三種情況下的階躍響應(yīng)曲線。三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1按開環(huán)傳遞函數(shù)的要求，設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路圖。令，在示波器上觀察不同K（K=10，5，2，0.5）下的瞬態(tài)響應(yīng)曲線，并由圖求得相應(yīng)的， 和。2調(diào)節(jié)K值，使該二階系統(tǒng)的阻尼比，觀察并記錄階躍響應(yīng)波形。四實(shí)驗(yàn)報(bào)告1畫出二階系統(tǒng)在不同K值下的4條瞬態(tài)響應(yīng)曲線，并注明時(shí)間坐標(biāo)軸。2實(shí)驗(yàn)前按圖3-1所示的二階系統(tǒng)，計(jì)算K=20,5,2,0.5 四種情況下的和的值。據(jù)此求得相應(yīng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)， 和，并與實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)果作一比較。3寫出本實(shí)驗(yàn)的心得與體會(huì)。五實(shí)驗(yàn)思考題1如果階躍響應(yīng)輸入信號(hào)的幅值過大，會(huì)在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生什么后

4、果？2在電子模擬系統(tǒng)中，如果實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋和單位負(fù)反饋？_+_+_+實(shí)驗(yàn)三 頻率特性的測(cè)試一實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠每刂评碚撛囼?yàn)箱中的超低頻信號(hào)發(fā)生器（或掃頻電源）和雙宗示波器測(cè)量線性環(huán)節(jié)的頻率特性。二實(shí)驗(yàn)儀器1控制理論電子模擬實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)2雙蹤低頻慢掃描示波器一臺(tái)三實(shí)驗(yàn)原理對(duì)于穩(wěn)定的線性定常系統(tǒng)或環(huán)節(jié)，當(dāng)其輸入端加入一正弦信號(hào)X(t)=XSint，它的穩(wěn)態(tài)輸出是一與輸入信號(hào)同頻率的正弦信號(hào)，但其幅值和相位隨著輸入信號(hào)頻率的變化而變化。即輸出信號(hào)為： Y（t）=YmSin（t+）=XmG(j)Sin（t+） 其中 G(j)=Ym / Xm，（）=arg G(j)只要改變輸入信號(hào)X(t)的頻率，就可測(cè)得輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的幅值比G(j)和它們的相位差（）= arg G(j)。不斷改變x