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1、实验报告课程名称：自动控制原理上机实验实验项目：典型二阶系统瞬态响应分析专业班级：通信工程XX班姓名：XX学号：XX实验室号：XX实验组号：XX1实验时间：2010/11/19批阅时间：指导教师：XX成绩：沈阳工业大学实验报告（适用计算机程序设计类）1.实验目的：1）研究二阶系统的特征参数，阻尼比z和无阻尼自然系数wn对系统动态性能的影响。定量分析z和与最大超调sp和调节时间ts之间的关系。2）进一步学习实验系统的使用方法。3.）学会根据系统阶跃响应曲线确定传递函数。2.实验内容：1）典型二阶系统闭环传递函数G
2、（s）H（s）=wn^2/(s^2+2*z*wn*s+wn^2)典型二阶系统的闭环传递函数为：Φ（s）=（C（tp）—C（∞））/C（∞）*100%，其中ζ和Wn对系统的动态品质因数有决定的影响。构成自控实验指导书上图2—1典型二阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应：系统闭环传递函数为：Φ（s）=U2（s）/U1（s）=—1/T^2/（S^2+（K/T）*S+1/T^2）,式中T=RC,K=R2/R1.比较（2）、（3）二式，可得Wn=1/T=1/RC,ζ=K/2=R2/2R1,由（4）式可知，改变比值R2/R1
3、,可以改变二阶系统的阻尼比。改变RC值可以改变无阻尼自然频率Wn。3.实验方案（程序设计说明）（1）、按自动控制原理实验指导书实验一中各个环节连接电路。（2）、启动计算机，运行【自动控制实验系统】软件。（3）、记录波形及数据。4.实验步骤或程序（经调试后正确的源程序）见附件5．程序运行结果见附件6．出现的问题及解决方法未出现问题及故障。专业班级：XX学号：XX姓名：XX实验名称：典型二阶系统瞬态响应分析附件A沈阳工业大学实验报告（适用计算机程序设计类）专业班级：XX学号：XX姓名：；XX实验步骤或程序：1、连接
4、被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入,将两个积分电容两端连在模拟开关上。检查无误后接通电源。2、启动计算机，在桌面双击图标【自动控制实验系统】运行软件。3、检查USB线是否连接好，在实验项目下拉框中选中任一实验，点击运行按钮，弹出实验课题参数设置对话框设计好参数之后按确定按钮，此时无警告对话框出现表示通信正常，如出现警告表示通信不正常，查找原因使通信正常后才可以继续实验。比例环节4、在实验项目的下拉列表中选择实验二【二、二阶系统阶跃
5、响应】。5、鼠标单击运行按钮，弹出实验课题参数设置对话框。在参数设置对话框中设置相应的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果。6、取Wn=10rad/s,即令R=100KΩ,C=1μf;分别取ζ=0,0.25,0.5,1,2,即取R1=100KΩ，R2分别等于0,50,100,200,400KΩ.输入阶跃信号，测量不同的ζ时系统的阶跃响应，并由显示的波形记录最大超调量σp和调节时间Ts、峰值时间Tp的数值和响应曲线，并与理论值比较。（1）当R1=100K,R2=0K,ζ=0时，C（tp）=-1717
6、mv，C（∞）=-969mv，所以σp=77.2%。tp=437ms,ts=12363ms。阶跃响应曲线如下图所示：（2）R1=100KΩ，R2=50KΩ,ζ=0.25，C（tp）=-1380mv，C（∞）=-969mv，所以%=42.4%。tp=306ms,ts=1214ms。阶跃响应曲线如下图所示：①理论上：=44.5%，误差为4.7%。②理论上：tp==324ms，误差为5.5%。③理论上：ts==1400ms，误差为13.3%。（3）R1=100KΩ，R2=100KΩ,ζ=0.5，C（tp）=-1089
7、mv，C（∞）=-951mv，所以%=14.5%。tp=361ms,ts=579ms。阶跃响应曲线如下图所示：①理论上：=16.4%，误差为11.6%。②理论上：tp==362ms，误差为0.02%。③理论上：ts==700ms，误差为17.3%。（4）R1=100KΩ，R2=200KΩ,ζ=1，C（tp）=-969mv，C（∞）=-969mv，所以σp=0。tp=969ms,ts=696ms。阶跃响应曲线如下图所示：（5）R1=100KΩ，R2=400KΩ,ζ=2，C（tp）=-1000mv，C（∞）=-10
8、00mv，所以σp=0。tp=1240ms,ts=1240ms。阶跃响应曲线如下图所示：1、取Wn=100rad/s,即取R=100KΩ，改变电路中的电容C=0.1μf（注意：两个电容值同时改变）。分别取ζ=0,0.25,0.5,1,2，即取R1=100KΩ,R2分别取0,50,100,200,400KΩ.输入阶跃信号，测量不同的ζ时系统的阶跃响应，并由显示的波形记录最大超调量σp和调
