信号与控制综合实验课程实验报告基本实验自动控制理论基本实验

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1、电气学科大类《信号与控制综合实验》课程实验报告名_学号_专业班号同组者学号专业班号指导教师邓春花日期2013・1・6实验成绩评阅人实验评分表基本实验实验编号名称/内容实验分值评分实验十一二阶系统的模拟与动态性能研究10实验十二二阶系统的稳态性能研究10设计性实验实验名称/内容实验分值评分实验十四线性控制系统的设计与校止20实验十六控制系统状态反馈控制器设计20创新性实验实验名称/内容实验分值评分教师评价意见总分目录实验十一二阶系统的模拟与动态性能研究实验十二二阶系统的稳态性能研究10实验十四线性控制系统的设计与校正21实验十六系统

2、状态反馈控制器设计32实验心得体会4243参考文献实验十一二阶系统的模拟与动态性能研究实验原理典型二阶系统的方框图如图11T：图IM典型二阶振荡环节的方框图1+G($)Ts~+s十£s24-知-G⑶一K_5其闭环传递函数为：式中："為;T与匚为系统的阻尼比，为系统的无阻尼自然频率。常见的二阶系统有各种各样的物理系统，如简单的直流电机速度控制系统、温度控制等。许多高阶系统也可以按照主导极点简化成二阶系统。任何二阶系统都可以化为上述的标准形式。对于不同的系统，1和3"所包含的内容也是不同的。调节系统的开坏增益K,或时间常数T可使系统的

3、阻尼比分别为：0l三种。实验中能观测对应于这三种情况下的系统阶跃响应曲线是完全不同的。(c=0.68uF)实验目的1.掌握典型二阶系统动态性能指标的测试方法；2.通过实验和理论分析计算的比较，研究二阶系统的参数对其动态性能的影响。实验内容1.在实验装置上搭建二阶系统的模拟电路(参考图11-2)。2.分别设置C=O；O<^<1；C>1,观察并记录f(t)为正负方波信号时的输出波形C(t)；分析此时相对应的各op、ts,加以定性的讨论。3.改变运放A1的电容C,再重复以上实验内容。实验设备1.电子模拟装置1套。2.

4、数字或模拟示波器1台。实验步骤s"2器由实际实验电路图及内部参数得出：R二10kQ,e(s)=1、在实验装置上搭建二阶系统的模拟电路，其原理图如图11-2所示，接通工作电源;2、输入方波做阶跃信号，设置R2+R二0,C=0,观察并记录f(t)为正负方波信号吋的输出波形C(t)；3、设置R2二20kQ,C1=C2,C=1.414>1,观察并记录r(t)为正负方波信号时的输出波形C(t)；4、设置R2=4.7kQ,C1=C2,0

5、复以上实验内容。实验波形注：以下波形屮黄色波形为输出的波形，蓝色波形为输入的波形1、R=10kQ,Cl=C2=0.47uF时:G^inSTEKJ<2：-804mU12：56.21M2：2.999Hz2：160.Qusi峰-峰值Jl：11.2U2：5.00U0k5U4*©~5UO50msOCH1EDGEJDCO<20Hz•<■“■■•••••••••••••••tr■■■■r■■■%i•«i卜1、・■■>v48.00msptMeasure图11-3R2=0,g=0,无阻尼时的输出波形图Q^5UO<20Hz图11-4R2=4.7kQ,

6、§二0.714,欠阻尼时的输出波形图图11-5R2二20kQ,I>1,C=1.414,it阻尼时的输出波形图2、R=10kQ,Cl=luF,C2=0.47uF时:TrigyJMeasure48.00msG^lftSTEKVAO50msO^5U1©—5U频率1：4.840Hz2：2.999Hz上升时间1：155.4ms2：153.0us占空率1：80.83N2：50.21^峰-峰值1：13.4U2：5.00U1：-1.79U2：-806mUOCH1EDGETDC035.9625Hz图11-6R2=0,g=0,无阻尼时的输出波形图7*

7、48.60msG^IOSTEK(D50rnsO^5Ui©~5Ua11-7R2=4.7kQ,0广L啊&35U怕］峰-峰值H：7.2SU2：7.8QU平均值.1：-611rnU12：-561mU频率1：3.012Hz2：2•今99Hn占空率JI：51.75M12：56,2?^pFifi1：26.96ms

8、2：160,8usOCH1EDGEJD~O<20Hz图11-8R2=20kQ,§>1,§=1.414,过阻尼时的输出波形图实验分析1.对照图11-1和图11-2,写出图11-2

9、的传递函数:wn,g大小与图11-2中实际电路的A4反馈电阻、两个积分坏节的电容有关系。2.根据测得的二阶系统单位阶跃响应曲线可以看出，开环增益越人超调量越大，震荡频率越大，调节时间越长；时间常数T越大，R不变，§越小，系统超调量越大，调节时间越长