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《二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)報告.docx》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、實(shí)驗(yàn)一二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）研究二階系統(tǒng)的兩個重要參數(shù)：阻尼比ξ和無阻尼自振角頻率ωn對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。（2）學(xué)會根據(jù)模擬電路，確定系統(tǒng)傳遞函數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二階系統(tǒng)模擬電路圖如圖2-1所示。系統(tǒng)特征方程為T2s2+KTs+1=0，其中T=RC，K=R0/R1。根據(jù)二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)形式可知，ξ=K/2，通過調(diào)整K可使ξ獲得期望值。三、預(yù)習(xí)要求（1）分別計算出T=0.5,ξ=0.25，0.5，0.75時，系統(tǒng)階躍響應(yīng)的超調(diào)量σP和過渡過程時間tS。，代入公式得：T=0.5,ξ=0.25，σp=44.43%，ts=6s；T=0.5,ξ=
2、0.5，σp=16.3%，ts=3s；T=0.5,ξ=0.75，σp=2.84%，ts=2s；（2）分別計算出ξ=0.25，T=0.2,0.5，1.0時，系統(tǒng)階躍響應(yīng)的超調(diào)量σP和過渡過程時間tS。ξ=0.25，T=0.2，σp=44.43%，ts=2.4s；ξ=0.25，T=0.5，σp=44.43%，ts=6s；ξ=0.25，T=1.0，σp=44.43%，ts=12s；四、實(shí)驗(yàn)步驟（1）通過改變K，使ξ獲得0，0.25，0.5，0.75，1.0等值，在輸入端加同樣幅值的階躍信號，觀察過渡過程曲線，記下超調(diào)量σP和過渡過程時間tS，將實(shí)驗(yàn)值和
3、理論值進(jìn)行比較。（1）當(dāng)ξ=0.25時，令T=0.2秒，0.5秒，1.0秒（T=RC,改變兩個C），分別測出超調(diào)量σP和過渡過程tS，比較三條階躍響應(yīng)曲線的異同。三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理：階躍響應(yīng)曲線圖見后面附圖。原始數(shù)據(jù)記錄：（1）T=0.5，通過改變R0的大小改變K值ξ00.250.50.751.0σP100%43%14%2%0tS/s5.663.512.353.00（2）ξ=0.25，改變C的大小改變T值T/s0.20.51.0σP43%43%43%tS/s2.585.6611.65理論值與實(shí)際值比較：（1）T=0.5ξσP理論值σP測量值t
4、S/s理論值tS/s測量值0100%100%0.2544.43%43%65.660.516.3%14%33.510.752.84%2%22.351.0001.53（2）ξ=0.25T/sσP理論值σP測量值tS/s理論值tS/s測量值0.244.43%43%2.42.580.544.43%43%65.661.044.43%43%1211.65對比理論值和測量值，可以看出測量值基本和理論值相符，絕對誤差較小，但是有的數(shù)據(jù)絕對誤差比較大，比如T=0.5，ξ=0.75時，超調(diào)量的相對誤差為30%左右。造成誤差的原因主要有以下幾個方面：（1）由于R0是認(rèn)
5、為調(diào)整的阻值，存在測量和調(diào)整誤差，且不能精確地保證ξ的大小等于要求的數(shù)值；（2）在預(yù)習(xí)計算中我們使用了簡化的公式，例如過渡時間大約為3~4T/ξ,這并不是一個精確的數(shù)值，且為了計算方便取3T/ξ作統(tǒng)一計算；（3）實(shí)際采樣點(diǎn)的個數(shù)也可能造成一定誤差，如果采樣點(diǎn)過少，誤差相對會大。四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過本次實(shí)驗(yàn)，我們從圖形上直觀的二階系統(tǒng)的兩個參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響，鞏固了理論知識。其次我們了解了一個簡單的系統(tǒng)是如何用電路方式實(shí)現(xiàn)的，如何根據(jù)一個模擬電路確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。附圖：（1）T=0.5時：ξ=0ξ=0.25ξ=0.5ξ=0.75ξ=1.0（1）
6、ξ=0.25時T=0.2sT=0.5sT=1.0
