自动控制原理指导书

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1、自动控制原理实验指导书西北民族大学电气工程学院自动化教研室2010.92--目录第一部分自动控制原理电路模拟实验3第一章自动控制原理实验的基本要求和安全操作说明3第二章THZK-1型控制理论电子模拟实验箱8第三章自动控制原理实验项目10实验一典型环节的电路模拟及其阶跃响应10实验二一阶系统的时域响应分析16实验三二阶系统的时域响应分析19实验四三阶系统的时域响应分析22实验五PID控制器的动态特性24实验六串联校正环节的设计26实验七典型环节频率特性的测量31实验八线性系统频率特性的测量36实验九信号的采样与恢复

2、37实验十典型非线性系统的模拟39实验十一非线性系统的相平面分析43第二部分自动控制原理MATLAB仿真46第一章MATLAB概述46第二章控制系统的MATLAB仿真实验57实验一Matlab使用方法和程序设计57实验二控制系统的时域分析59实验三控制系统的频域分析60实验四控制系统根轨迹分析61实验五控制系统的稳定性分析62实验六控制系统设计——根轨迹法63实验七控制系统设计——Bode图法642--自动控制原理实验电路模拟部分第一部分自动控制原理电路模拟实验第一章自动控制原理实验的基本要求和安全操作说明任何自

3、然科学理论离不开实践，科学实验是科学技术得以发展的重要保证，是研究自然科学的手段。对于《自动控制原理》课程来说，要在系统学习本学科基础理论知识的基础上加强基本实验技能的训练，实验课则是这种技能训练的重要的实践教学环节。1.1实验的目的和对实验技能的要求自动控制原理实验主要是验证课程中的基础理论和基础知识，并利用所学知识进行简单的设计，故理论教学是实验教学的基础。实验的目的不仅仅是验证理论知识，更重要的是通过实验加强学生的实验手段与实践技能，掌握常用电工仪器仪表的使用方法，培养学生分析问题、解决问题、应用知识的能力

4、和创新精神。充分放手让学生自行设计、自主实验，全面提高学生的综合素质，真正培养学生的实践动手能力。(1)动手能力的培养：通过实验，使学生对实验所用仪器、设备单元的用途和使用方法有足够的了解和掌握，并且要求学生做到：能够独立分析和排除实验用仪器、设备单元的常见故障；能够利用现有实验装置和仪器、仪表正确获取、处理实验数据。(2)组织实验能力的培养：要求学生按照实验项目的原则要求和指标要求，自行拟定实验提纲，自行设计组织实验，自行设计实验方案，自行设计实验表格，自行决定需要测取的实验数据，自行决定实验小组人数，自行安排

5、实验进程。最终上交完整合格的实验报告。(3)分析问题和解决问题能力的培养：实验中只向学生提供必要且完整的实验装置说明，提出实验目的、实验要求，以及欲达到的实验指标。要求学生能够正确运用学过的理论知识，通过实验掌握系统的调试方法，提高工程设计能力。65--自动控制原理实验电路模拟部分(4)思维能力和创新能力的培养：通过启发、组织学生设计创新性实验，活跃学生的学术思想，使其对所学内容提出一些新的见解，进而提高学生的创新能力。(5)综合素质的培养：通过对实验准备、实验过程组织以及实验报告整理书写（实验报告中含实验数据分

6、析等内容）等项要求的不断调整，全面提高学生的综合素质，为进一步接触实践，走向社会打下坚实的基础。1.2实验课进行方式实验课一般分课前预习，进行实验和课后撰写实验报告三个阶段。各个阶段的要求如下：1.2.1、课前预习实验能否顺利进行和收到预期的效果，很大程度上取决于预习准备得是否充分。因此要求在预习时仔细阅读实验指导书和其它参考资料，明确实验的目的、任务，了解实验的基本原理以及实验线路、方法和步骤，清楚了解实验中要观察哪些现象，记录哪些数据和注意哪些事项，并尽量提出最佳实验方案。因此，实验前应做到以下几点：(1)复

7、习教材中与实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的理论知识。(2)预习本教材中的实验指导了解本次实验的目的和内容，掌握实验的基本原理和方法，明确实验过程中应该注意的问题。(3)根据实验指导书要求写出预习报告，其中应包括实验系统的详细接线图、实验步骤及有关实验参数的选取。(4)进行实验分组，一般情况下，自动控制原理实验分组为每组2~4人，仿真部分则需单独完成。学生只有认真做好预习后才能到实验室做实验，不做预习报告者，不得进行实验。预习准备阶段，是保证实验顺利进行的的必要步骤，每次实验前都要先进行预习，根据实验目的、步骤

8、和要求对所需的知识进行复习和巩固，从而提高实验质量和效果，否则就有可能在做实验时无从着手，浪费时间，完不成实验要求，甚至有可能损坏实验装置。65--自动控制原理实验电路模拟部分1.2.2、进行实验良好的工作方法和操作程序是使实验顺利进行的有效保证，一般实验按照下列程序进行：(1)指导教师在实验前讲授实验要求及注意事项，并逐个检查登记每个同学的预习报告。(2)学生到指定的实