实验六开环增益与零极点对系统性能的影响

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1、实验六开环增益与零极点对系统性能的影响一．实验目的1．研究闭环、开环零极点对系统性能的影响；2．研究开环增益对系统性能的影响。二．实验内容1．搭建原始系统模拟电路，观测系统响应波形，记录超调量σ%、峰值时间tp和调节时间ts；2．分别给原始系统在闭环和开环两种情况下加入不同零极点，观测加入后的系统响应波形，记录超调量σ%和调节时间ts；3．改变开环增益K，取值1，2，4，5，10，20等，观测系统在不同开环增益下的响应波形，记录超调量σ%和调节时间ts。三．实验步骤在实验中观测实验结果时，可选用普通示波器，

2、也可选用本实验台上的虚拟示波器。如果选用虚拟示波器，只要运行ACES程序，选择菜单列表中的相应实验项目，再选择开始实验，就会打开虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验台上的虚拟示波器CH1、CH2两通道观察被测波形。具体用法参见用户手册中的示波器部分。1．原始二阶系统实验中所用到的功能区域：阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、实验电路A2、实验电路A3。原始二阶系统模拟电路如图1-6-1所示，系统开环传递函数为：，图1-6-1原始二阶系统模拟电路（1）设置阶跃信号源：A．将阶跃信号区的选择开关拨至“0～5

3、V”；B．将阶跃信号区的“0～5V”端子与实验电路A3的“IN32”端子相连接；C．按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“0～5V”端子产生阶跃信号。（2）搭建原始二阶系统模拟电路：A．将A3的“OUT3”与A1的“IN11”、“IN13”同时连接，将A1的“OUT1”与A2的“IN21”相连接，将A2的“OUT2”与A3的“IN33”相连接；12B．按照图1-6-1选择拨动开关：图中：R1=200K、R2=200K、R3=200K、R4=100K、R5＝64K、R6=200K、R7=10K、R8=10K、

4、C1=1.0uF、C2=1.0uF将A3的S5、S6、S10，A1的S3、S6、S9，A2的S3、S8、S13拨至开的位置；（1）连接虚拟示波器：将实验电路A2的“”与示波器通道CH1相连接。（2）输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测原始二阶系统输出响应曲线，记录超调量σ%、峰值时间tp和调节时间ts。2．闭环极点对原始二阶系统的影响实验中所用到的功能区域：阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、实验电路A2、实验电路A3、实验电路A4、实验电路A5、实验电路A6。给原始二阶系统加入闭环极点后的模拟电路如图1-6-

5、2所示图1-6-2加入闭环极点的二阶系统模拟电路（1）设置阶跃信号源：A．将阶跃信号区的选择开关拨至“0～5V”；B．将阶跃信号区的“0～5V”端子与实验电路A3的“IN32”端子相连接；C．按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“0～5V”端子产生阶跃信号。（2）搭建加入闭环极点的二阶系统模拟电路：A．按照步骤1中的（1）、（2）搭建原始二阶系统；B．加入闭环极点环节模拟电路中的表示不同的极点环节，请分别将下表中的极点环节加入到原始二阶系统中。12极点环节极点传递函数参数值选择拨动开关R9=200KR10=

6、200KC3=5.0uF将A4的S5、S14拨至开的位置R9=500KR10=500KC3=1.0uF将A5的S4、S11拨至开的位置R9=200KR10=200KC3=1.0uF将A4的S5、S13拨至开的位置R9=100KR10=100KC3=1.0uF将A5的S5、S13拨至开的位置12R9=50KR10=50KC3=1.0uF将A6的S4、S15拨至开的位置R9=200KR10=200KC3=0.1uF将A4的S5、S15拨至开的位置（1）连接虚拟示波器：将实验电路Ax的“OUTX”与示波器通道CH

7、1相连接。（2）输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测加入闭环极点的二阶系统输出响应曲线，记录超调量σ%、峰值时间tp和调节时间ts。3．闭环零点对原始二阶系统的影响实验中所用到的功能区域：阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、实验电路A2、实验电路A3、实验电路A4、实验电路A5、实验电路A6。原始二阶系统加入闭环零点后的模拟电路如图1-6-3所示图1-6-3加入闭环零点的二阶系统模拟电路（1）设置阶跃信号源：A．将阶跃信号区的选择开关拨至“0～5V”；B．将阶跃信号区的“0～5V”端子与实验电路A3的“IN32

8、”端子相连接；C．按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“0～5V”端子产生阶跃信号。（2）搭建加入闭环零点的二阶系统模拟电路：A．按照步骤1中的（1）、（2）搭建原始二阶系统；12B．加入闭环零点环节模拟电路中的表示不同的零点环节，请分别将下表中的零点环节加入到原始二阶系统中。零点环节零点传递函数参数值选择拨动开关R9=30KR10=470KR11=470KC3=1.0uF将A4的S3、S10拨至开的位置R9=1