自控一microsoft word 文档 (5)

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1、第三章自动控制原理实验3.1线性系统的时域分析3.1.1典型环节的模拟研究一.实验要求1．了解和掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式2．观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响二．典型环节的方块图及传递函数典型环节名称方块图传递函数比例（P）积分（I）比例积分（PI）比例微分（PD）惯性环节（T）比例积分微分（PID）三．实验内容及步骤在实验中欲观测实验结果时，可用普通示波器，也可选用本实验机配套的虚拟示波器。如果选用虚拟示波器，只要运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域

2、分析下的典型环节的模拟研究实验项目，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。具体用法参见用户手册中的示波器部分。1)．观察比例环节的阶跃响应曲线典型比例环节模拟电路如图3-1-1所示。图3-1-1典型比例环节模拟电路典型比例环节的传递函数：单位阶跃响应：实验步骤：注：‘SST’不能用“短路套”短接！（1）用信号发生器（B1）的‘阶跃信号输出’和‘幅度控制电位器’构造输入信号（Ui）：B1单元中电位器的左边K3开关拨下（GND），右边K4开关拨下（0/+5V阶跃）。阶跃信号输出（B1-2的Y测孔）调

3、整为4V（调节方法：按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮，L9灯亮，调节电位器，用万用表测量Y测孔）。（2）构造模拟电路：按图3-1-1安置短路套及测孔联线，表如下。（a）安置短路套（b）测孔联线模块号跨接座号1A1S4，S8（电阻R1=200K）2A6S2，S61信号输入（Ui）B1（Y）→A1（H1）2运放级联A1（OUT→A6（H1）（3）运行、观察、记录：（注：CH1选‘×1’档。时间量程选‘×1’档）①打开虚拟示波器的界面，点击开始，按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮（0→+4V阶跃），用示波器观测A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t）见图3-

4、1-2。②改变比例系数（改变运算模拟单元A1的反馈电阻R1），重新观测结果，填入实验报告。图3-1-2比例环节阶跃响应曲线图3-1-3惯性环节阶跃响应曲线2)．观察惯性环节的阶跃响应曲线典型惯性环节模拟电路如图3-1-4所示。图3-1-4典型惯性环节模拟电路典型惯性环节的传递函数：单位阶跃响应：实验步骤：注：‘SST’不能用“短路套”短接！（1）用信号发生器（B1）的‘阶跃信号输出’和‘幅度控制电位器’构造输入信号（Ui）：B1单元中电位器的左边K3开关拨下（GND），右边K4开关拨下（0/+5V阶跃）。阶跃信号输出（B1-2的Y测孔）调整为4V（调节方法

5、：按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮，L9灯亮，调节电位器，用万用表测量Y测孔）。（2）构造模拟电路：按图3-1-4安置短路套及测孔联线，表如下。（a）安置短路套（b）测孔联线模块号跨接座号1A1S4，S8，S10（电容C=1uf）2A6S2，S61信号输入（Ui）B1（Y）→A1（H1）2运放级联A1（OUT）→A6（H1）（3）运行、观察、记录：（注：CH1选‘×1’档。时间量程选‘×1’档）①打开虚拟示波器的界面，点击开始，用示波器观测A6输出端（Uo），按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮（0→+4V阶跃），等待完整波形出来后，移动虚拟示波器横游标到

6、4V（输入）×0.632处，，得到与惯性的曲线的交点，再移动虚拟示波器两根纵游标，从阶跃开始到曲线的交点，量得惯性环节模拟电路时间常数T。A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t）见图3-1-3。②改变时间常数及比例系数（分别改变运算模拟单元A1的反馈电阻R1和反馈电容C），重新观测结果，填入实验报告。3)．观察积分环节的阶跃响应曲线典型积分环节模拟电路如图3-1-5所示。图3-1-5典型积分环节模拟电路典型积分环节的传递函数：单位阶跃响应：实验步骤：注：‘SST’用短路套短接！（1）为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性矩形波信号（OUT）

7、，代替信号发生器（B1）中的人工阶跃输出作为系统的信号输入（Ui）；该信号为零输出时，将自动对模拟电路锁零。①选择开关S1置上档，使矩形波输出。②量程选择开关S2置下档，调节调宽电位器，使之矩形波宽度0.3秒左右。③调节B5单元的矩形波调幅电位器使矩形波输出电压=1V。（2）构造模拟电路：按图3-1-5安置短路套及测孔联线，表如下。（a）安置短路套（b）测孔联线1信号输入（Ui）B5（OUT）→A1（H1）2运放级联A1（OUT）→A6（H1）模块号跨接座号1A1S4，S10（电容C=1uf）2A6S2，S63B5‘S-ST’（3）运行、观察、记录：（注：

8、CH1选‘×1’档。时间量程选‘×1’档）①打开虚拟示波器的界面，