201306车辆工程专业自动控制原理实验指导书[tian]

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1、车辆工程专业《自动控制原理》课程实验指导书《自动控制原理》课程实验指导书主编田玉冬适用专业：车辆工程上海电机学院2013年06月11车辆工程专业《自动控制原理》课程实验指导书目录前言2实验规则3实验一典型环节的时域响应实验4实验二典型系统瞬态响应和稳定性分析实验6实验三控制系统的频率特性分析实验911车辆工程专业《自动控制原理》课程实验指导书前言《自动控制原理》是车辆工程专业的一门重要的专业基础课，也是国内各院校相应专业的主干课程。当前，科学技术的发展趋势既高度综合又高度分化，这要求高等院校培养的大学生，既要有坚实的理论基础，又要

2、有严格的工程技术训练，不断提高的实验研究能力、分析计算能力、总结归纳能力和解决各种实际问题的能力。21世纪要求培养“创造型、开发型、应用型”人才，这就对我们实验教学提出了新的考验。自动控制原理课程的理论性较强，因此在学习本课程时，开设必要的实验，对学生加深理解深入掌握基本理论和分析方法，培养学生分析问题、解决问题的能力，以及使抽象的概念和理论形象化、具体化，对增强学习的兴趣有极大的好处，做好本课程的实验，是学好本课程的重要教学辅助环节。自动控制原理实验系统是为《自动控制原理》的教学实验专门研制的，是师生科研的有利工具。它具有直观、

3、操作灵活等便于培养学生实验技能的优点，为充分发挥学生独立思考能力和主观能动性。实验指导书明确要求实验前做好有关理论计算或分析，而实验步骤通常是原则性的。实验中可能碰到的主要问题则列在思考题内以引起学生的注意。　　《自动控制原理实验》是该课程的课内实验，总计6学时。本课程实验主要完成线性连续系统方面的实验共三个。实验主要以计算机为平台、以操作观察检测为主，在实验中应主要熟悉自动控制系统的时频分析，熟悉各部件的安装位置，掌握工作的原理及检测方法。在完成实验后，需写出详细的实验报告，包括实验方法、实验过程和结果、心得和体会等。11车辆工

4、程专业《自动控制原理》课程实验指导书实验规则实验前要做好充分准备，实验进行中才能有条不紊的进行操作、观察和测量拟订的各量，以达预期的效果。实验应集中思想、细心操作、注意安全，否则难以达到预期的效果，甚至损坏仪器设备或造成人身事故。1．实验前必须认真预习，作好充分的准备，以保证实验能有效而顺利的进行。预习要求搞清楚实验的目的、要求、设备性能、实验原理和实验步骤。2．实验按预定的步骤进行，做好后经教师的检查允后方可启动或通电实验。3．实验做完后，应自行检查数据等结果，并与理论相对照，分析实验结果，做好实验报告。4．实验做完后，工具不要

5、乱放，擦干净后，整理好装入工具箱内。5．实验时发生事故，切勿惊慌失措，首先切断电源，保持现场，由教师检查处理。6．要爱护国家财产，正确使用实验设备，如有损坏要添表上报，并听候处理，特别是操作不当或使用不当者，要部分或全部赔偿。7．严禁动与本次实验无关的仪器、仪表等。8．每次做完实验后，各组轮流打扫实验室，以保持清洁。11车辆工程专业《自动控制原理》课程实验指导书实验一典型环节的时域响应实验一、目的与要求掌握典型环节模拟电路的构成方法，了解各环节的阶跃响应曲线和参数变化对典型环节的动态特性的影响。二、实验设备计算机、自动控制原理实验

6、系统、Matlab软件、万用表、示波器。三、实验内容1、比例（P）环节：其方块图如图1-1A所示。其传递函数为：比例环节的模拟电路如图1-1B所示。分别记录Ri=1M，Rf=510K；Ri=1M，Rf=1M；Ri=510K，Rf=1M时的阶跃响应曲线。2、积分（I）环节：  其方块图如图1-2A所示。其传递函数为:11车辆工程专业《自动控制原理》课程实验指导书积分环节的模拟电路如图1-2B所示。 分别记录Ri=1M，Cf=1µF；Ri=1M，Cf=4.7µF；Ri=1M，Cf=10µF时的阶跃响应曲线。3、比例积分（PI）环节。其

7、方块图如图所示。具体见教材。其传递函数为：见教材。比例积分环节的模拟电路如图1-3B所示。其中：K=R1/R0    T=R0C 分别记录Ri=Rf=1M，Cf=4.7µF；Ri=Rf=1M，Cf=4.7µF；Ri=Rf=1M，Cf=10µF时的阶跃响应曲线。五、复习思考题1、绘制一阶系统的阶跃响应曲线，并分析其性能。2、推导模拟电路的闭环传递函数Y（s）/X（s）？3、确定R、C、Rf、Ri与自然振荡角频率和阻尼比之间的关系。若模拟实验中Y（t）的稳态值不等于阶跃输入函数X（t）的幅度，分析主要原因可能是什么？11车辆工程专业《

8、自动控制原理》课程实验指导书实验二典型系统瞬态响应和稳定性分析实验一、目的与要求通过测定典型系统阶跃响应曲线，分析系统的稳定性，性能指标。二、实验设备计算机、自动控制原理实验系统、Matlab软件、万用表、示波器。三、实验内容1、典型二阶系统方框图