實驗一一,二階系統(tǒng)的階躍響應.docx

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1、綜合性實驗：二階系統(tǒng)的單位階躍響應綜合實驗一、實驗目的：1.在給定系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的階躍響應性能指標，掌握系統(tǒng)的電路模擬方法。2.掌握系統(tǒng)校正PID算法的實現(xiàn)和參數(shù)計算方法。3.觀察最優(yōu)二階系統(tǒng)的單位階躍響應曲線，了解高階系統(tǒng)的最優(yōu)階躍響應動、靜態(tài)性能。二、實驗說明：1.本實驗包括自控原理的線性定常系統(tǒng)分析的大部分內(nèi)容，幫助學生復習、鞏固書中的內(nèi)容，提高學生的實驗應用能力。2.給定二階系統(tǒng)的階躍性能指標：σ%=20%，ts=2s，設計一個電路模擬系統(tǒng)，計算電路的系統(tǒng)參數(shù)。3.設計一個PID調(diào)節(jié)器，使系統(tǒng)具有二階階躍響應最優(yōu)性能指標。

2、4.在實驗平臺上觀察模擬系統(tǒng)的單位階躍響應，觀察系統(tǒng)校正前、后的輸出響應。說明最優(yōu)二階系統(tǒng)的動靜態(tài)性能指標。5.對模擬系統(tǒng)進行頻域分析，計算其幅頻和相頻特性，在實驗中觀察系統(tǒng)的頻率響應，對比計算和實驗結(jié)果。三、實驗要求：按照實驗過程作好實驗前的準備工作（包括安排布置軟件、硬件設備，編寫實驗步驟，需要觀察記錄的數(shù)據(jù)準備）；記錄好實驗中的調(diào)試過程、數(shù)據(jù)變化，進行實驗后的報告總結(jié)。實驗二二階系統(tǒng)的階躍響應----------------------------------------------------------------------

3、----------實驗二??二階系統(tǒng)的階躍響應一、實驗目的1.學習二階系統(tǒng)階躍響應曲線的實驗測試方法2.研究二階系統(tǒng)中無阻尼自然頻率和阻尼比對階躍瞬態(tài)響應指標的影響二、實驗設備1.XMN—2型機；2.LZ3系列函數(shù)紀錄儀或CAE983.DT—830數(shù)字萬用表三、實驗內(nèi)容1.對單一自然頻率和阻尼比測量響應曲線2.保持阻尼比不變，改變自然頻率記錄響應曲線3.保持自然頻率不變，改變阻尼比記錄響應曲線四、實驗步驟[步1]調(diào)整Rf和Ri使阻尼比為0.2，選擇R，C使自然頻率為1/0.47，假如幅度為1V的階躍函數(shù)X(t)，觀察并記錄響應?曲線。

4、以下標稱中電阻單位為千歐姆，電容為微法拉。????????????[步2]調(diào)整Rf和Ri使阻尼比為0.2，選擇R，C使自然頻率為1/1.47，假如幅度為1V的階躍函數(shù)X(t)，觀察并記錄響應曲線。???????????以下標稱中電阻單位為千歐姆，電容為微法拉。????[步3]調(diào)整Rf和Ri使阻尼比為0.2，選擇R，C使自然頻率為1/1，假如幅度為1V的階躍函數(shù)X(t)，觀察并記錄響應曲線。???????????以下標稱中電阻單位為千歐姆，電容為微法拉。????[步4]調(diào)整Rf和Ri使阻尼比為0.4，選擇R，C使自然頻率為1/1，假如幅度

5、為1V的階躍函數(shù)X(t)，觀察并記錄響應曲線。???????????以下標稱中電阻單位為千歐姆，電容為微法拉。????[步5]調(diào)整Rf和Ri使阻尼比為1.0，選擇R，C使自然頻率為1/1，假如幅度為1V的階躍函數(shù)X(t)，觀察并記錄響應曲線。???????????以下標稱中電阻單位為千歐姆，電容為微法拉。實驗二二階系統(tǒng)的階躍響應熟悉典型二階系統(tǒng)的參量與其暫態(tài)響應性能指標之間的關系。熟悉MATLAB仿真分析軟件的使用；觀察輸出響應曲線，分析參數(shù)變化對系統(tǒng)性能的影響。一、實驗目的1．觀察一階系統(tǒng)在單位階躍輸入信號作用下的瞬態(tài)響應。2．熟悉二

6、階模擬控制系統(tǒng)的組成。3．研究二階系統(tǒng)重要參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。二、主要實驗設備及儀器1．TKKL-2型控制理論實驗箱一臺。2．TD4652型10MHz超低頻慢掃描雙蹤示波器一臺。3．萬用表一只。三、實驗線路1．一階慣性環(huán)節(jié)：圖1-1一階系統(tǒng)模擬實驗線路圖2．二階振蕩環(huán)節(jié)：1-2二階系統(tǒng)模擬實驗線路圖四、實驗內(nèi)容1．按圖1-1所示的參數(shù)接線，經(jīng)檢查后方可通電進行實驗。2．通過萬用表調(diào)節(jié)圖1-1中1M電位器的值來改變反饋電阻的值。3．在圖1-1的輸入端加單位階躍輸入信號，用示波器觀察，并將結(jié)果記錄于表1：表1：5%單位階躍響應曲線10

7、050010001．求出圖1-2所示二階系統(tǒng)的阻尼比，并在圖1-2中找出調(diào)節(jié)阻尼比值范圍的環(huán)節(jié)（提示：調(diào)RW）。2．按圖1-2所示的參數(shù)接線后，在輸入端加單位階躍輸入信號，用示波器觀察，并將結(jié)果記錄于表2：表2：5%單位階躍響應曲線01五、實驗報告1．根據(jù)實驗內(nèi)容填制表1和表2，大致畫出一、二階系統(tǒng)階躍響應曲線，并注明時間坐標軸。2．根據(jù)圖1-1及圖1-2求得系統(tǒng)階躍響應的動態(tài)性能指標，并與實驗所得出的結(jié)果作一比較。3．總結(jié)和分析實驗結(jié)果并寫出實驗報告。六、實驗思考題1．如果階躍輸入信號的幅值過大，會在實驗中產(chǎn)生什么后果？2．在電子模擬

8、系統(tǒng)中，如何實現(xiàn)單位負反饋？3．在實驗過程中出現(xiàn)了什么問題？你是如何解決的？實驗二二階系統(tǒng)躍階響應一、實驗目的1.學習構(gòu)成典型環(huán)節(jié)的模擬電路，了解電路參數(shù)對環(huán)節(jié)特性的影響。2.學習典型環(huán)節(jié)躍階響應的測量方法