自动控制原理实验报告

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1、机械电子工程本科专业《自动控制原理》实验报告姓名学号分校上海开放大学12实验一典型环节的特性分析一、实验目的1.掌握运用模拟机模拟各种典型环节的方法；2.掌握阶跃响应测试方法；3.了解各典型环节参数变化对各典型环节特性的影响；4.熟悉并掌握模拟仿真实验所用实验仪器的使用方法。二、实验仪器1.THBDC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台；2.双踪慢扫描示波器1台；3.数字万用表1只。三、实验原理根据数学模型的相似原理，将运算放大器、电阻和电容作适当组合，模拟各典型环节，然后加入阶跃信号，测试各典型环节阶跃响应曲线。四、实验内容1.比例(P)环节

2、比例环节的传递函数:比例环节的模拟电路图如下：图中，后级为反相器。通过改变电路中，的阻值可改变放大系数K。实验参数：2.积分环节积分环节的传递函数:积分环节的模拟电路图如下：12图中，后级为反相器。其中T=RC，通过改变R、C的值可改变响应曲线的上升斜率。实验参数：=1s；=2s。3.惯性环节惯性环节的传递函数：惯性环节的模拟电路图如下:图中，后级为反相器。其中:1，，通过改变，和C的值可改变惯性环节的放大系数K和时间常数T。实验参数：=1，=1s；=1，=0.5s。=2，=0.5s。4.比例积分（PI）环节比例积分环节的传递函数:比例积分环节的模拟电路图如

3、下：图中，后级为反相器。其中，，，通过改变，和C的值可改变比例积分环节的放大系数K和积分时间常数T。实验参数：=1，=1s；=2，=1s。12五、实验步骤1.根据各典型环节的传递函数和所给出的实验参数，利用实验平台上的模拟电路单元，构建各典型环节的模拟电路；检查电路接线无误后,接通实验平台的电源开关，并开启±5V，±15V直流稳压电源；2.调节阶跃信号Ui幅度(1V)，将阶跃信号Ui接入所模拟环节的输入端，将示波器接入所模拟环节的输出端；3.按下阶跃信号按钮，观测和记录典型环节的阶跃响应曲线。六、实验要求记录测得的各典型环节单位阶跃响应曲线1212*七、实验

4、结果分析分析参数变化对各环节动态特性的影响*八、实验思考题1.惯性环节在什么条件下，可以近似地视为积分环节？而又在什么条件下，惯性环节可以近似地视为比例环节？2.在积分环节和惯性环节实验中，如何根据阶跃响应曲线，来确定积分环节和惯性环节的时间常数？12实验二二阶系统的动态特性分析一、实验目的1．通过模拟电路模拟二阶系统，掌握运用模拟机模拟线性控制系统的方法；2．通过实验了解系统参数（阻尼比）、(自然频率)变化对二阶系统动态性能的影响；3．掌握二阶系统超调量、调节时间等动态性能指标的测试方法。二、实验仪器1.THBDC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术

5、实验平台；2.双踪慢扫描示波器1台；3.数字万用表1只。三、实验原理根据数学模型的相似原理，将运算放大器、电阻和电容作适当组合，模拟二阶系统，然后加入阶跃信号，测试二阶系统阶跃响应曲线。四、实验内容二阶系统的传递函数：二阶系统的结构图如下：其中、与之间关系为：二阶系统模拟电路图如下：图中，，;12实验参数：=1s；=10，=5，=0.213。五、实验步骤1．根据二阶系统的传递函数和所给出的实验参数，利用实验平台上的模拟电路单元，构建二阶系统的模拟电路；检查电路接线无误后,接通实验平台的电源开关并开启±5V，±15V直流稳压电源；2.调节阶跃信号Ui幅度(3V

6、),将阶跃信号Ui接入所模拟二阶系统的输入端，将示波器接入所模拟二阶系统的输出端；3.按下阶跃信号按钮，观测和定量记录二阶系统的阶跃响应曲线。六、实验要求记录实验数据和结果12*七、实验结果分析将实验结果与理论曲线进行分析比较*八、实验思考题1.开环增益K对系统性能有什么影响?2.如果阶跃输入信号的幅值过大，会在实验中产生什么后果？3.在电路模拟控制系统中，如何实现负反馈和单位负反馈？12实验三线性控制系统的串联校正一、实验目的1.了解串联校正的分析和设计方法；2.掌握校正装置的电路模拟方法；3.通过实验了解校正装置的结构、特性和对系统性能的影响。二、实验仪

7、器1.THBDC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台；2.双踪慢扫描示波器1台；3.数字万用表1只。三、实验原理根据数学模型的相似原理，将运算放大器、电阻和电容作适当组合，模拟待校正系统、校正装置和校正后系统，然后加入阶跃信号，分别测试待校正系统、校正装置和校正后系统阶跃响应曲线。四、实验内容串联校正系统的结构图如下：1、图中校正装置Gc(s)与被控对象Go(s)是串联相接。2、串联校正装置有两种：Ø超前校正:利用超前校正装置的相位超前特性来改善系统的动态性能；Ø滞后校正:利用滞后校正装置的高频幅值衰减特性，使系统在满足静态性能的前提下又能满足

8、其动态性能的要求。3、本次实验只进行串联超前校正实验