自动控制实验一报告线性系统的时域分析.docVIP

实 验 报 告 实验名称 线性系统的时域分析 系计算机工程系姓名预定时间 系 计算机工程系 姓名 预定时间 3 月 26 F1 20:00-21:30 专业 学号 实验时 3月26 FI 间 20:00-21:30 班 授课老师 实验台号 23 一、 目的要求 熟悉并掌握TD-ACC+ (或TD-ACS)设备的使用方法及各典型环节模拟电路 的构成方法。 熟悉齐种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线。对比差异、 分析原因。 了解参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、 原理简述 下面列岀各典型坏节的方框图、传递函数、模拟电路图、阶跃响应，实验前 应熟悉了解 三、 仪器设备 PC机一台，TD-ACC+ (或TD-ACS)实验系统—?套。 四、 线路示图 1.比例环节(P) 方框图：如图1. 1~1所不。 UKS) V Uo(S) 4 图Ll?l 传递函数： ⑶阶跃响应：其中K=R]/R() (4)模拟电路图：如图1. 1-2所示。 图 1-1-2 注意：图屮运算放大器的正相输入端已经对地接了 100K的电阻，实验屮不需要 再接。以后的实验中用到的运放也如此。 (5)理想与实际阶跃响应对照曲线: ①取 R0 二 200K； R1 二 lOOKo 1/2理想阶跃响应曲线Vi(t)Uo(t)实际阶跃响应曲线CH1: 1v4SCH2: 1/2 理想阶跃响应曲线 Vi(t) Uo(t) 实际阶跃响应曲线 CH1: 1v4S CH2: ②取 R0 二 200K； R1 二 200Ko 魁阶跃响应曲线 Uo A 1 Ui(t) Uo(t) 0 t 实际阶跃响应曲线 |T1 -T2| = 5.031 s |V1 -V2| = 983.5 mv 1)1T1 -T2| = 0.20 Hz |V1 -V2| = 983.5 mv 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 「 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 T: 2s4 CH1: 1v4 CH2: 1v4 2.积分环节(I) 方框图:如右图1.1-3所示。 |T1 -T2| = 10.031 s 1/|T1 -T2| = 0.10Hz |V1 -V2| = 983.5 mv |V1 -V2| = 983.5 mv ②取 RO 二 200K； C 二 2uFo 理想阶跃响应曲线 实际阶跃响应曲线 |T1-T2| = 406.3 ms 1J|T1-T2| = 2.46 Hz |V1-V2| = 983.5 mv |V1-V2| = 983.5 mv 3 ?比例积分环节(PI) 方框图：如图1. 1-5所示。 Uo(S) 图 1.1-5 传递函数： ⑶ 阶跃响应：U0(t)=K+t/T (t)其中 K=R./R0 ; T=R0C (4)模拟电路图：如图1. 1-6所示。 图 1.1-6 (5)理想与实际阶跃响应曲线对照： ①取 R0 二 R1 二 200K； C 二 luFo 理想阶跃响应曲线 实际阶跃响应曲线 |T1-T2| = 195.3 ms 1J1T1 订2| = 5/12吃 |V1-V2| = 414.1 mv |V1-V2| = 414.1 mv ②取 RO二R1 二200K； C二2uF。 理想阶跃响应曲线 实际阶跃响应曲线 4.惯性环节(T) (1)方框图：如图1. 1-7所示。 U1(S) K Uo(S) TS+1 ? 图 1.1-7 传递函数： 模拟电路图：如图1. 1-8所示。 |T1-T2| = 203.1 ms MT1 -T2| = 4.92 Hz |V1 -V2| = 621.2 mv |V1 -V2| = 621.2 mv ②取 RO二R1 二200K； C二2uF。 理想阶跃响应曲线 实际阶跃响应曲线 |T1 -T2| = 406.3 msMT1 -T2| = 2.46 Hz |T1 -T2| = 406.3 ms MT1 -T2| = 2.46 Hz |V1 -V2| = 621.2 mv |V1 -V2| = 621.2 mv 5.比例微分环节(PD) (1)方框图：如图1? 1-9所示。 —— 1 1 + Ui(S) K TS +丿 \ Uo(S) 图 1.1-9 传递函数： 阶跃响应：U0(t)=KTo 其中K二(R】+R2)/R°,T=(RR2/(R】+R2)+RJC,C 为单位脉冲函数,这是一 |T1 -T2| = 203.1 ms |V1 -V2| = 1.242 v 1 AT仁T2| = 4,92 Hz |V1 -V2| = 1.242 v 1