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TKKL-1型控制理论电子模拟试验的组成及功能
自动控制原理实验指导书 内蒙古工业大学信息工程学院自动化系 2008年3月 目 录 实验一 典型环节模拟及二阶系统的时域瞬态响应分析·······1 实验二 频率特性的测试··········································7 实验三 控制系统的动态校正·····································10 实验四 非线性系统的相平面分析································12 实验五 状态反馈··················································17 附 录 TKKL—1型控制理论电子模拟实验箱使用说明书·····20 实验一 典型环节模拟及二阶系统的时域瞬态响应分析 一、实验目的 1.通过搭建典型环节模拟电路,熟悉并掌握控制理论电子模拟实验箱的使用方法。 2.了解并掌握各典型环节的传递函数及其特性,掌握用运放搭建电子模拟线路实现典型环节的方法。 3.掌握二阶系统单位阶跃响应的特点,理解二阶系统参数变化对输出响应的影响。 二、实验仪器 1.控制理论电子模拟实验箱一台; 2.超低频扫描示波器一台; 3.万用表一只。 三、实验原理 1.典型环节的传递函数及其模拟电路图 (1)比例环节 图1-1 比例环节的方框图 比例环节的方框图如图1-1所示,其传递函数为 (1-1) 比例环节的模拟电路图如图1-2所示,其传递函数为 (1-2) 比较式(1-1)和式(1-2),得: 图1-2 比例环节的模拟电路图 当输入为单位阶跃信号,即时,由式(1-1)得输出,其输出波形如图1-3所示。 图1-3 比例环节的单位阶跃响应 (2)积分环节 图1-4 积分环节的方框图 积分环节的方框图如图1-4所示,其传递函数为 (1-3) 图1-5 积分环节的模拟电路图 积分环节的模拟电路图如图1-5所示,其传递函数为 (1-4) 比较式(1-3)和式(1-4),得: 当输入为单位阶跃信号,即时,由式(1-3)得输出 ,其输出波形如图1-6所示。 图1-6 积分环节的单位阶跃响应 (3)惯性环节 图1-7 惯性环节的方框图 惯性环节的方框图如图1-7所示,其传递函数为 (1-5)
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