高阶系统瞬态响应和稳定性分析.docVIP

暨南大学本科实验报告专用纸 课程名称 成绩评定 实验项目名称 指导教师 实验项目编号 实验项目类型 实验地点 学生姓名 学号 学院 系 专业 实验时间 年 月 日 温度 湿度 图1 三阶系统线性定常系统的实验电路 其闭环传递函数为： 其中，，，，，，（其中待定电阻的单位为），改变的阻值，可改变系统的放大系数。 第二步: 根据测得的系统单位阶跃响应曲线，分析开环增益对系统动态特性及稳定性的影响。 （1）、当电路中的取时，，三阶系统的单位阶跃响应曲线如图2所示： 图2 时三阶系统的单位阶跃响应 由图2可知，此时三阶系统不稳定 （2）、当电路中的取时，，三阶系统的单位阶跃响应曲线如图3所示： 图3 时三阶系统的单位阶跃响应 由图3可知，此时三阶系统处于临界稳定状态。 （3）、当电路中的取时，，三阶系统的单位阶跃响应曲线如图4所示： 图4 时三阶系统的单位阶跃响应 由图4可知，此时三阶系统稳定。 综合图2、图3和图4可知，系统的开环增益会影响闭环系统的稳定性，越大，系统的稳定性越差；越小，系统的稳定性越好。 2．观测I型二阶系统的单位阶跃响应和单位斜坡响应，并实测它们的稳态误差； 第一步: 画出Ⅰ型二阶系统的方框图和模拟电路图 I型二阶系统的方框图如图5所示： 图5 I型二阶系统的方框图 I型二阶系统的模拟电路图如图6所示： 图6 I型二阶系统的模拟电路图 第二步: 测量得系统在单位阶跃和单位斜坡信号输入时的稳态误差。 （1）、当输入为单位阶跃信号时，系统的单位阶跃响应如图7所示： 图7 系统的单位阶跃响应 （2）、当输入为单位斜坡信号时，系统的响应如图8所示： 图8 单位斜坡信号的响应 四、实验小结 （1）、线性系统的稳定性与外界作用和初始条件都无关，仅取决于系统本身的结构和参数。 （2）、系统的开环增益会影响闭环系统的稳定性，越大，系统的稳定性越差；越小，系统的稳定性越好。 （3）、因为系统的稳定误差受系统的开环增益影响，越大，稳态误差越小，适当提高值可以减小稳态误差。 暨南大学本科实验报告专用纸(附页) 2 1