华中科技大学计算机学院《自动控制原理》实验报告

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1、课程实验报告课程名称：自动控制原理专业班级：计算机科学与技术学院计科1309班学号：U2013xxxxxx姓名：皮卡丘指导教师：报告日期：计算机科学与技术学院实验二控制系统的电子模拟实验一、实验目的1、熟悉教学模拟机的工作原理及组成，掌握示波器的使用方法；2、掌握典型环节模拟电路的构成方法；3、观察和记录典型环节的阶跃响应，分析其动态性能；4、了解参数变化对典型环节动态性能的影响，并学会由阶跃响应曲线计算典型环节的传递函数。二、实验仪器及设备1、labACT教学模拟机2、数字示波器三、实验内容及步骤1、首先关闭电源，进行各环节接线，并拔去不用的导线；2、闭合电源后，检查供电是否正常，分

2、别将各运算放大器调零（时间不允许可以暂时不调），并用示波器观察调整好信号源；信号调整方法：用短路套短接S-ST，使函数发生器（B5）产生的周期性矩形波信号（OUT），该信号为零输出时，将自动对模拟电路锁零。1>在显示与功能选择(D1)单元中，通过波形选择按键选中‘矩形波’（矩形波指示灯亮）；2>量程选择开关S2置上档，调节‘设定电位器’，使之矩形波宽度为1秒左右（D1单元左边边显示）；3>调节B5单元的‘矩形波幅值’电位器，使矩形波输出电压＝1V（D1单元右边显示）；3、断开电源，依次按图2-3（a~f）所示典型环节的模拟电路接线，并将信号源连接到环节的输入端，将示波器分别接到环节的输

3、入、输出端观察记录得出的波形。4、经仔细检查，确认接线无误后，接通电源，按记录表给定的参数进行测试，观察记录节约响应波形。四、实验报告要求1、画出各个典型环节的模拟电路，求出其传递函数；2、整理实验记录，说明各环节的参考变化对其输出响应的影响；3、解释实验中出现的现象，将实验结果与理论结果进行比较分析。五、思考题1、实验中阶跃信号的幅值应如何考虑为宜？2、积分环节和惯性环节的主要差别是什么？在什么条件下惯性环节可视为积分环节？能否通过实验来验证？3、如何通过实验测定惯性环节的时间常数？将测定的结果与理论值进行比较。实验三系统的动态性能与稳态的研究一、实验目的1、掌握二阶系统性能指标的测

4、试技术；2、研究二阶系统的阻尼比ζ和无阻尼自振荡频率ω对系统动态性能的影响；3、分析系统在不同输入信号作用下的稳态误差；4、观察系统稳定和不稳定的运行状态，研究开环放大系数及时间常数对系统稳定性的影响。二、实验仪器及设备1、labACT教学模拟机2、数字示波器三、实验内容及步骤预习计算表格中的参数的理论值。1、断开电源，按图3-1的模拟电路组成二阶系统。1u1u300KUsr100K100K30KUscA4A1A6100KR100K100KA3图1二阶系统模拟电路2、检查连线，确诊无误后闭合电源，按以下步骤进行实验记录。1>使K3=10（第三级放大器的放大系数），并保持输入矩形波幅值不

5、变，依下表所列的变化值逐次改变（α＝R/100K），记录表内所列各项数据（见下表）2>使K3=10，α=0.33，记录数据并根据数据画出系统的阶跃响应曲线2>使K3=10，α=0.33，记录数据并根据数据画出系统的阶跃响应曲线t(ms)Usc3、断开电源依次按图所示的模拟电路组成0型，I型系统，按实验内容进行实验观察R变化情况下的稳态误差变化。（R≥100KΩ）1u1u100KR50KUsr100K100K50KUscA4A5A6100K0型系统1u1uR50KUsr100K100K50KUscA4A5A6100KI型系统4、改变0型和I型系统的放大系数（即改变电位器的衰减系数的值，R

6、值），观察系统在方形信号和斜坡输入时的稳态误差有何变化，并记录于下表。四、实验报告要求1、认真整理实验数据，记录实验曲线和实验现象；2、将实验结果与理论分析结果进行比较，分析产生误差的原因；3、分析二阶系统的ζ和ωn对稳态误差的影响；4、分析系统的结构和参数对稳态误差的影响；5、讨论实验中出现的有关现象；6、提出实验中出现的问题，体会和建议。