自控原理实验指导书g1

《自控原理实验指导书g1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、《自动控制原理》实验指导书徐绍芬编写适用专业：自动化电气工程及其自动化测控技术与仪器江苏科技大学电子信息学院2015年3月本实验的理论基础主要是自动控制原理中的经典控制理论部分。是以传递函数为基础研究单输入一单输出一类定常控制系统的分析问题，由于其发展较早，现己很成熟，在工程上也比较成功的解决自动控制系统中的实际问题。为了更好地理解和深刻地把握这些知识，培养学生的设计和调试能力，设置以下实验项目：实验1:典型环节的模拟实验：学生预习时参考，学习典型环节的模拟电路的构成方法。熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线。了解参数变化对典型环

2、节动态特性的影响。实验2:（设计性实验）二阶系统阶跃响应分析：学会用电子模拟装置构成一个闭环二阶系统。掌握测试二阶系统时域性能指标的方法。通过实验进一步加深对二阶系统特性的认识和理解以及系统参数对系统特性的影响。实验3:（设计性实验）：线性控制系统稳态误差分析：了解系统在各种不同控制信号作用K的稳态误差；观察作用与不同点的扰动信号对系统形成的稳态误差。实验4:（验证性实验）：频率特性测试：熟悉使用示波器及信号发生器测量一个系统（或一个电路元件）频率特性的方法。实验5:（选做实验）：三阶系统的申联校正：通过对模拟控制系统的调整

3、，了解控制系统屮校正的作用。了解系统开环放人倍数对系统稳定性的影响。@i仑1一、典型环节的模拟研究3二、二阶系统阶跃响应的实验分析7三、线性系统稳态误差的分析11四、频率特性测试16五、三阶系统的串联校正22附录1实验装置面板图25附录2YB4242型示波器的使用方法26附录3XFD-8型低频信号发生器28实验一典型环节的模拟研究实验学时：实验类型：釐延实验要求：选修一、实验目的:1、学习典型环节的模拟电路的构成方法及参数测试方法。2、熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线。3、了解参数变化对典型环节动态特性的影响。4、学习超低频示

4、波器和超低频信号发生器的使用方法。二、实验仪器：1、电子模拟装置1台白制2,超低频双踪示波器1台型号DF4313D3、函数信号发生器1台型号JY8112D三、实验原理和电路：本实验是利用运算放大器的基本特性(开环增益商、输入阻抗大、输出阻抗小等)，设置不同的反馈网络來模拟各种典型环节。典型环节方块图及其模拟电路如下：1、比例(P)环节微分方程4t)=kr(t)传递函数^=KR⑻模拟电路如图1-1所示：C(s)R⑻R1=51KR0=270KR2=51K>510K由于输入信号r(t)是从运算放大器的反相端输入，所以输出信号在相位

5、上正好相反，传递函数中出现负号。有时为了观测方便，也可以在输出端串一个反相器如图1-2所示。510K图1--2从输入端加入阶跃信号，观测不同的比例系数K时的输出波形，并作记录。(绘制曲线时，应将输入、输出信号绘制于同一坐标系中，以下记录波形时都这样处理)。2、积分(I)环节微分方程T^=r(t)d(t)传递函数-^=—R(s)Ts模拟电路如图1-3所示：H=其中:T=R,CR(s)Ts改变电阻R1或电容C的大小，可以得到不同的积分时间常数T。输入阶跃信号，观测T=0.5秒、5秒时的输出波形，并作记录。3、惯性(T)环节(一阶

6、系统)微分方程Td£(t)+c(t)=kr(t)dt传递函数=R(s)Ts+1模拟电路如图1-4所示：^-=———其中：K_R2t=r2cR(S)Ts+1K-T?从输入端加入阶跃信号(或方波信号)。①保持k=l不变，分别观测T=0.5秒、5秒时的输出波形，并作记录。②保持T=R2C=0.5秒不变，分别观测K=l,10时的输出波形，并作记录。波形记录应比较准确，特别是时间刻度的测定。4、比例积分(PI)环节传递函数^=K+—R(S)TS模拟电路如阁1-5所示:R其屮：K——-T=R,CR,5、比例微分(PD)环节传递函数^■=

7、(!<+TS)模拟电路如图1-6所示:R(S)C(S)R⑸=-(K+TS)其中:R2+R3R.T=—^-xCr2+r3四、实验步骤1、检查电源是否接好。2、按模拟线路图接线，仔细检查，确汄接线无误后方能接通电源开始进行测试。附实验记录表格(供参考)环节P(Ro=510K)I(R!=510K)Rq=Ri=C=c=阶理跃想响应波形实测环节T(R2=510K)PIPDC=lufRi=I<2=R]=Ri=Ri=C=C=阶跃响应波形理想实测注:模拟装罝、超低频信号发生器及示波器的使用方法请参考附录1-1，1-2，1-3。五、实验报告：

8、写出实验报告一份，至少包栝下述各项内容。1、应有本实验的原理方块图，实际接线图及相应的文字说明。2、将实验所得数据、曲线整理成便于阅读、对比的一览表。3、写出实验后的收获、心得体会和对实验的意见建议。实验二：二阶系统阶跃响应分析实验学时：纟实验类型：设计实验要求：坚釐一、实验目的：1、学会