自動(dòng)控制理論試驗(yàn)基礎(chǔ)指導(dǎo)書

1、實(shí)驗(yàn)一典型環(huán)節(jié)的電路模擬一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)熟悉并掌握實(shí)驗(yàn)裝置和上位機(jī)軟件日勺使用措施。學(xué)習(xí)典型環(huán)節(jié)日勺電模措施，以及參數(shù)測試措施。通過實(shí)驗(yàn)熟悉多種典型環(huán)節(jié)勺傳遞函數(shù)及其特性，掌握電路模擬研究措施。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備ACCT-m型自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)方正電腦一套螺絲刀一把三、實(shí)驗(yàn)原理及線路積分(I)環(huán)節(jié)積分環(huán)節(jié)日勺傳遞函數(shù)為：%；?=U (s) TS模擬電路圖Ui (t) eo模擬電路圖Ui (t) eoUo(t)圖1積分環(huán)節(jié)模擬電路圖其方塊圖和階躍響應(yīng)，分別如圖2和圖3所示，于是T = R0C，實(shí)驗(yàn)參數(shù)取R=100k, C=1uF。1TSUo(s)圖2方塊圖1TSUo(s)圖2方塊圖2.慣性環(huán)節(jié)

2、慣性環(huán)節(jié)日勺傳遞函數(shù)為:U K 0 =U TS2.慣性環(huán)節(jié)慣性環(huán)節(jié)日勺傳遞函數(shù)為:U K 0 =U TS +1i模擬電路圖4慣性環(huán)節(jié)模擬電路圖其方塊圖和階躍響應(yīng)，分別如圖5和圖6所示，其中K = R , T = RC，實(shí)驗(yàn)參數(shù)取R=100k,R100R =100k, C=1 uF。i圖6階躍響應(yīng)圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及環(huán)節(jié)熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備，設(shè)計(jì)積分、慣性、比例積分環(huán)節(jié)日勺模擬電路。選定一組參數(shù)，按圖示日勺模擬電路在ACCT- I型自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)箱上接線。觀測環(huán)節(jié)勺階躍響應(yīng)；描下響應(yīng)曲線并記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。另選一組參數(shù)，反復(fù)環(huán)節(jié)2、3在上位機(jī)界面上，填入各個(gè)環(huán)節(jié)勺實(shí)際（非抱負(fù)）傳遞函數(shù)參數(shù)，完畢典型環(huán)節(jié)階躍特

3、性勺軟 件仿真研究，并與電路模擬研究勺成果作比較。五、預(yù)習(xí)內(nèi)容理解ACT- 1型自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)箱日勺使用措施。求出各典型環(huán)節(jié)在給定參數(shù)下勺階躍響應(yīng)曲線，做書面報(bào)告。擬定輸出瞬時(shí)值日勺測量措施以及時(shí)間常數(shù)日勺測量措施。運(yùn)用傳遞函數(shù)研究系統(tǒng)應(yīng)滿足什么條件？實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)節(jié)日勺輸出與抱負(fù)日勺狀況會(huì)有什么差別？六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)定實(shí)驗(yàn)中存在問題及其討論或建議。擬定二階系統(tǒng)參數(shù)（E、3n）對瞬態(tài)性能影響勺模擬研究措施。（涉及擬定實(shí)驗(yàn)線路及措施、環(huán)節(jié)等）附：實(shí)驗(yàn)登記表格一*環(huán)節(jié)項(xiàng)目一積分環(huán)節(jié)慣性環(huán)節(jié)1 uF10 uF1 uF10 uF時(shí)間常數(shù)計(jì)算值測量值飛升曲線實(shí)驗(yàn)二二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)和

4、掌握時(shí)域性能指標(biāo)日勺測試措施。研究二階系統(tǒng)參數(shù)（E、3n）對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性勺影響。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備ACCT-m型自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái) 方正電腦一套 螺絲刀一把三、實(shí)驗(yàn)原理及線路線性二階系統(tǒng)勺方塊構(gòu)造圖如圖1所示：圖1方塊圖_,、 K丘 K其開環(huán)傳遞函數(shù)為G(S) =- , K = 1S (T S + 1) T10其閉環(huán)傳遞函數(shù)原則型為w(s)= 客，取如下二階系統(tǒng)日勺模擬電路，圖2中參數(shù)關(guān)系S 2 + 2& S+ 2圖2二階系統(tǒng)模擬電路=上,&= 吝，R0=100K。變化圖2系統(tǒng)元件參數(shù)R1和電容C大小，即可變化系統(tǒng)勺E、3n， n R C2 R由此來研究不同參數(shù)特性下勺時(shí)域響應(yīng)。圖3a、

5、圖3b、圖3c分別相應(yīng)二階系統(tǒng)在欠阻尼，臨界阻尼， 過阻尼三種狀況下勺階躍響應(yīng)曲線：四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及環(huán)節(jié)按圖2電路圖接線按下列表格分別進(jìn)行參數(shù)選擇及測量階躍響應(yīng)指標(biāo)。r-J測試項(xiàng)目、時(shí)間 常數(shù) 阻尼比E *4、T=0.1s (R0=100K,C=1 uF)T=0.2s (R0=100K,C=2 uF)理論值測量值理論值測量值0 （AB斷開，即開斷內(nèi)環(huán)）3 n3 n0.5(R1=100K)Mp%,tr,tpMp%,tr,tp1 (R1=200K)Mp%,trMp%,tr1.65(R1=330K)Mp%,trMp%,tr3.描下多種狀況下日勺階躍響應(yīng)波形。五、預(yù)習(xí)規(guī)定求出多種參數(shù)下系統(tǒng)勺階躍響應(yīng)曲線及其動(dòng)態(tài)品質(zhì)指標(biāo)。擬定測量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)指標(biāo)勺措施。如何保證系統(tǒng)為負(fù)反饋系統(tǒng)？（注意各運(yùn)算放大器均使用反相輸入端）若將負(fù)反饋改為正反饋 或開斷反饋回路，將是什么成果？如果運(yùn)算放大器飽和，對實(shí)驗(yàn)成果會(huì)產(chǎn)生什么影響？如何保證和檢查各運(yùn)算放大器均工作在線 性范疇內(nèi)？進(jìn)一步研究二階系統(tǒng)有何意義？六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)定測量數(shù)據(jù)及曲線整頓并與理論值比較。舉例闡明。定量分析參數(shù)E,3n對階躍響應(yīng)性能指標(biāo)日勺影響。能否用其他線路來模擬？怎么模擬?體會(huì)及建議?；卮痤A(yù)習(xí)規(guī)定中勺