自控實验报告_XXX.docxVIP

可靠性与系统工程学院实验报告自动控制原一兵目录实验一4一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试4一、实验目的4二、实验内容4三、实验原理4一阶系统4二阶系统5四、实验步骤6五、实验设备6六、数据处理7一阶系统7二阶系统8七、分析9八、总结10实验二11频率响应测试11一、实验目的11二、实验内容11三、实验原理11四、实验步骤12五、数据处理13R=100k13R=200k14六、讨论14七、总结15实验三16控制系统串联校正16一、实验目的16二、实验内容16三、实验原理16四、数据处理17不加校正17超前校正18滞后校正19五、讨论21六、总结21实验一 一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试 一、实验目的 1.了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。 2.学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。 3.学习阶跃响应的测试方法。 二、实验内容 1.立一阶系统的电子模型,观测并记录在不同时间常数T时的跃响应曲线,并测定其过渡过程时间TS。 2.立二阶系统的电子模型,观测并记录在不同阻尼比ζ时的跃响应曲线,并测定其超调量σ%及过渡过程时间TS。 三、实验原理 一阶系统系统传递函数为：模拟运算电路如图所示：由图得 ：在实验当中始终取R2= R1则K=1，T= R2C取不同的时间常数T分别为：0.25、 0.5、1二阶系统其传递函数为： 令ωn=1弧度/秒，则系统结构如图所示： 根据结构图，建立的二阶系统模拟线路如图所示： 取R2C1=1 ，R3C2 =1，则ζ取不同的值ζ=0.25 , ζ=0.5 , ζ=1观察并记录阶跃响应曲线，测量超调量σ% ,计算过渡过程时间Ts。四、实验步骤 1.型电子模拟机的使用方法，将各运算放大器接成比例器，通电调零。 2.照实验说明书上的条件和要求，计算电阻和电容的取值，按照模拟线路图搭接线路，不用的运算放大器接成比例器。 3．将D/A1与系统输入端Ui连接，将A/D1与系统输出端UO连接(此处连接必须谨慎，不可接错)。线路接好后，经教师检查后再通电。 4．在Windows XP桌面用鼠标双击“MATLAB”图标后进入，在命令行处键入“autolab”进入实验软件系统。 5．在系统菜单中选择实验项目，选择“实验一”，在窗口左侧选择“实验模型”，其它步骤察看3.2节内容。 6．观测实验结果，记录实验数据，绘制实验结果图形，填写实验数据表格，完成实验报告。 7. 研究性实验方法。 实验者可自行确定典型环节传递函数，并建立系统的SIMULINK模型，验证自动控制理论相关的理论知识。实现步骤可察看3.3节内容。五、实验设备 1.HHMN-1型电子模拟机一台。 2.PC机一台。 3.数字式万用表一块。六、数据处理一阶系统记录不同时间常数下阶跃响应曲线，测量并纪录其过渡过程时间Ts ，将参数及指标填入下表：T0.25s0.47s1sR2510k470k1MC0.47u1u1uTs实测0.88s1.57s3.16sTs理论0.75s1.41s3sT=0.25sT=0.47sT=1s二阶系统ζ取不同的值ζ=0.25 , ζ=0.5 , ζ=1观察并记录阶跃响应曲线，测量超调量σ% ,计算过渡过程时间Ts，将参数及各项指标填入下表ζ0.25s0.5s1sR42M1M500kC21u1u1u实测44.8%11.7%0理论44.4%16.3%0Ts实测11.2s5. 5s4.9sTs理论14.4s8.3s4.8s阶跃响应曲线ζ=0.25ζ=0.5ζ=1七、分析1.实验实际结果与理论计算值差别不算很大。在可接受范围内，可视为一致。2在可接受范围内，调节时间普遍比理论值偏大。这是由于使用的元器件与标称值的误差造成的。是由于电阻和电容的实际值与理论值之间的误差产生的。八、总结通过这次实验，我了解了一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。 学习了在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。知道了阶跃响应的测试方法。 实验二 频率响应测试一、实验目的1．掌握频率特性的测试原理及方法。2．学习根据所测定出的系统的频率特性，确定系统传递函数的方法。二、实验内容测定给定环节的频率特性。三、实验原理系统模拟电路图及系统结构图分别如图实验中，取R2=R3=R4=100kC1=C2=1u系统传递函数为：取R=200KΩ，则取R=500KΩ，则若正弦输入信号为Ui(t)=A1Sin(ωt)则当输出达到稳态时，其输出信号为Uo(t)=A2Sin(ωt+ψ)。改变输入信号频率值，便可测得二组A1/A2和ψ随f(或ω)变化的数值，这个变化规律就是系统的幅频特性和相频特性。四、实验步骤 1．熟悉HHMN-1型电子模拟机的使用方法，将各个不用的运算放大器接为比例器，通电调零。 2．断开电源，按