自动控制原理实验的模拟仿真

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1、维普资讯http://www.cqvip.com‘现代电子技术2003年第2O期总第163期自动控制原理实验的模拟仿真雷正红(河西学院物理系甘肃张掖734000)摘要：主要介绍如何利用电子工作台EWB进行自动控制原理实验的模拟仿真。关键词：自动控制原理，EWB仿真分析，实验中国分类号：TP319文献标识码：B文章编号：1004—373X(2003)20—027一O2ExperimentSimulationofAutomaticControlTheory‘LEIZhenghong(DepartmentofPhysics，HexiUniversity，Zhangye，734~0．Chi

2、na)Abstract：ThispaperdescribestheexperimentsimulationofusingEWBforautomaticcontroltheory．Keywords：automaticcontroltheory；EWB；simulation；experiment仿真分析过程如下：1引言①在电路仿真软件ElectronicsWorkbench5．0画出二阶系统对应的模拟电路图如图1所示。自动控制原理是高等院校电子及相关专业的一门重要的专业基础课，教学内容抽象，学生不易掌握。因②选择R，C值，使无阻尼自振频率一1分别此实验教学效果的好坏对学生掌握基础理论知

3、识，提111D高学生学习兴趣，以至提高整个课程的教学质量起着等于，，1，调整尺，使阻尼比一专×分别非常重要的作用。等于0．2，0．4，1观察并记录各条响应曲线，分别标出传统的实验教学手段少，好多实验在现有的实验各条曲线的Mp(t，)，t并对比之。在该模拟仿真过程当室条件下根本无法完成。对于可做的一些实验，也只中，输入端要加1V的单位阶跃信号方法有3种：能定性的做，学生在做实验时要用眼睛观测信号幅度、第1种方法如图1所示可以在输入端加开关K和时间等一系列数据，误差较大，实验结果的整理分析1V电源的方式。仿真分析时先打开电子工作台电源等都不太方便。开关，然后立即压空格键合上电路开关，进

4、行模拟仿为此，我们利用InteractiveImageTechnologies真即可在示波器上看到响应曲线，也可点击工具栏显公司的虚拟电子工作台软件ElectronicsWorkbench示分析结果图按钮，同样可观测响应曲线。5．0，简称EWB来进行模拟仿真实验教学，并正确处第2种方法将开关接成延迟开关，开关接常开触理好模拟仿真实验与传统硬件技术实验的关系，发挥点，设置延迟开关参数将其导通时间设置为0．001S，各自的优势精心组织实践教学，取得了良好的教学效断开时间设置为40S，仿真时只需打开电子工作台电果。源开关即可进行模拟仿真。第3种方法将输入端的开关和1V电源换成分段2用EW

5、B进行自控原理实验的模拟仿真线性源。对于分段线性源的使用先建立一个文本文件data．txt，内容如表1所示；然后设置分段线性源(1)二阶系统阶跃响应该实验的主要目的是测(PWI源)，双击分段线性源元件图标，打开“PWL试阶跃响应曲线和研究二阶系统的2个重要参数阻尼比、无阻尼自然频率对阶跃瞬态响应指标的影响。SOURCEProperties”对话框，点击“Value”标签，点击“Browse”按钮，打开“Selectinputfile”对话框选收稿日期t2003-06—16中刚建立的有关PWI源的文本文件，点击确定按钮。27维普资讯http://www.cqvip.com雷正红：自动

6、控制原理实验的模拟仿真仿真分析时只要打开电子工作台电源开关，即可在示①在电子工作台上画出二阶系统模拟电路图，如波器上或图形显示窗口观测到输出波形，波形如图2图1所示，函数信号发生器作为输入信号(去掉图1中所示。的开关和1V电源)，并设定函数信号发生器，其输入信号的类型为“正弦波”。②用鼠标点击“Circuit”(电路)菜单中的“SchematicOption”(作图任选项)，选定“Shownodes”(显示节点)显示电路中的节点标志。⑧选定“Analysis”菜单中的“ACFrequency”(交流频率分析)项，打开相应的对话框，扫描起始频率设置为0．01Hz，终点频率为10Hz，

7、扫描类型为十倍频(Decade)，显示点数200，Y轴刻度^／≈选用对数(Log)形式，最后选择待分析节点，选好之后点击“SimuOm。—●。●c；●∞●肿late”(仿真)按钮，即可显示已选节点的频率特性如图3所示。④该过程也可用波特图仪分析。对波特图仪的设置是先打图1二阶系统模拟电路图开波特图仪，在测幅频特性时，y表1文本文件data．txt内容轴选择“Log”(对数)分度，初始值设为-60dB，终O1在f=0，电压跃升1V值设为10dB。z轴选择“Log”(对数