實驗二 二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線

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1、實驗二：二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)和線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究1．實驗?zāi)康蘑賹W(xué)習(xí)二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線的實驗測試方法；②研究二階系統(tǒng)的兩個重要參數(shù)對階躍瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)的影響；③研究線性系統(tǒng)的開環(huán)比例系數(shù)K對穩(wěn)定性的影響；④研究線性系統(tǒng)的時間常數(shù)T對穩(wěn)定性的影響。2．實驗預(yù)習(xí)要點①自行設(shè)計二階系統(tǒng)電路。②選擇好必要的參數(shù)值，計算出相應(yīng)的階躍響應(yīng)數(shù)值，預(yù)測出所要觀察波形的特點，與實驗結(jié)果比較。3．實驗設(shè)備計算機、XMN-2自動控制原理模擬實驗箱、CAE-PCI軟件、萬用表。4．實驗內(nèi)容典型二階系統(tǒng)方塊圖和實現(xiàn)電路如圖3-24所示。4．實驗內(nèi)容典型二階系統(tǒng)方塊圖和實現(xiàn)電路如圖3-24所示。圖3-24二階系統(tǒng)5．

2、實驗步驟①根據(jù)不同的值觀察階躍響應(yīng)曲線。②要求：將曲線[1]、[2]、[3]進行對比，[3]、[4]、[5]進行對比，將[3]中的tn和理論值進行比較。并討論。6．附加實驗內(nèi)容附加內(nèi)容為三階系統(tǒng)，三階系統(tǒng)的方框圖和模擬電路如圖3-25所示。圖3-25三階系統(tǒng)7．附加實驗步驟①求取系統(tǒng)的臨界開環(huán)比例系數(shù)KC,其中：Cf1=Cf2=Cf3=0.47u；Ri3=1M。實驗求取方法：l先將電位器WR置于最大（470K）；l加入r=0.5V的階躍擾動；l調(diào)整WR使系統(tǒng)輸出c(t)呈等幅振蕩。（t=5s/cm,y=0.5V/cm）；l保持WR不變，斷開反饋線，維持r=0.5V的擾動，測取系統(tǒng)輸出電壓

3、Uc,則②系統(tǒng)的開環(huán)比例系數(shù)K對穩(wěn)定性的影響l適當(dāng)調(diào)整WR，觀察K增大、減小時，系統(tǒng)的響應(yīng)曲線；l記錄當(dāng)K=0.5Kc時的系統(tǒng)響應(yīng)曲線（t=5s/cm,y=100mV/cm）；l記錄當(dāng)K=1.25Kc時的系統(tǒng)響應(yīng)曲線（t=5s/cm,y=0.5V/cm）。8．思考題①若模擬實驗中c（t）的穩(wěn)態(tài)值不等于階躍輸入函數(shù)r（t）的幅度，主要原因可能是什么？②計算三階系數(shù)的臨界開環(huán)比例系數(shù)Kc及其呈現(xiàn)等幅振蕩的自振頻率,并將它們與實驗結(jié)果比較。