实验三 线性系统的频域分析

《实验三 线性系统的频域分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、北京联合大学实验指导书北京联合大学实验报告课程名称：实验三线性系统的频域分析学院：自动化专业：电气工程与自动化班级：学号：姓名：成绩：2014年11月12日14自动控制原理实验指导书北京联合大学实验指导书实验三线性控制系统的频域分析3.1频率特性测试一．实验目的1．了解线性系统频率特性的基本概念。2．了解和掌握对数幅频曲线和相频曲线（波德图）的构造及绘制方法。二．实验内容及步骤被测系统是一阶惯性的模拟电路图见图3-1，观测被测系统的幅频特性和相频特性，填入实验报告，並在对数座标纸上画出幅频特性和相频特性曲线。本实验将正弦波发生器（B5）单元的正弦波加于被测系统的输入端，用虚拟示波器观测

2、被测系统的幅频特性和相频特性，了解各种正弦波输入频率的被测系统的幅频特性和相频特性。图3-1被测系统的模拟电路图实验步骤：（1）将函数发生器（B5）单元的正弦波输出作为系统输入。①在显示与功能选择（D1）单元中，通过波形选择按键选中‘正弦波’（正弦波指示灯亮）。②量程选择开关S2置下档，调节“设定电位器2”，使之正弦波频率为8Hz（D1单元右显示）。③调节B5单元的“正弦波调幅”电位器，使之正弦波振幅值输出为2V左右（D1单元左显示）。（2）构造模拟电路：按图3-1安置短路套及测孔联线，表如下。（a）安置短路套（b）测孔联线模块号跨接座号1A3S1，S7，S92A6S2，S61信号输入

3、B5（SIN）→A3（H1）2运放级联A3（OUT）→A6（H1）3示波器联接×1档B5（SIN）→B3（CH1）4A6（OUT）→B3（CH2）（3）运行、观察、记录：14自动控制原理实验指导书北京联合大学实验指导书①运行LABACT程序，在界面的自动控制菜单下的线性控制系统的频率响应分析实验项目，选择时域分析，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始，用示波器观察波形，应避免系统进入非线性状态。②点击停止键后，可拖动时间量程（在运行过程中，时间量程无法改变），以满足观察要求。示波器的截图详见虚拟示波器的使用。三．实验报告要求：按下表改变实验被测系统正弦波输入频率：（输入振幅为2V）。观测

4、幅频特性和相频特性，填入实验报告。並画出幅频特性、相频特性曲线。输入频率Hz幅频特性相频特性计算值测量值计算值测量值1.611.6911.71-11.4-123.210.7411.10-21.9-244.59.6210.27-29.5-316.47.718.17-38.8-3885.966.23-45.1-489.64.254.62-50.3-51频率=1.6Hz14自动控制原理实验指导书北京联合大学实验指导书频率=3.2Hz频率=4.5Hz频率=6.4Hz频率=8Hz频率=9.6Hz14自动控制原理实验指导书北京联合大学实验指导书一阶惯性环节传递函数：G(s)=2/(1+0.02)K

5、=R2/R1=2;T=R2*C=0.02; W=2π*f 幅频特性：A（w）=2/w相频特性：=-arctanwT对数幅频特性：=2*10lgA（w）3.2一阶惯性环节的频率特性曲线一．实验目的1．了解和掌握一阶惯性环节的对数幅频特性和相频特性，实频特性和虚频特性的计算。2．了解和掌握一阶惯性环节的转折频率ω的计算，及惯性时间常数对转折频率的影响3．了解和掌握对数幅频曲线和相频曲线（波德图）、幅相曲线（奈奎斯特图）的构造及绘制方法。二．实验内容及步骤1．了解和掌握对数幅频曲线和相频曲线（波德图）、幅相曲线（奈奎斯特图）的构造及绘制方法。2．惯性环节的频率特性测试电路见图3-2，改变被测

6、系统的各项电路参数，画出其系统模拟电路图，及频率特性曲线，並计算和测量其转折频率，填入实验报告。图3-2惯性环节的频率特性测试电路实验步骤：（1）将数/模转换器（B2）输出OUT2作为被测系统的输入。14自动控制原理实验指导书北京联合大学实验指导书（2）构造模拟电路：按图3-2安置短路套及测孔联线，表如下。1信号输入B2（OUT2）→A3（H1）2运放级联A3（OUT）→A6（H1）3相位测量A6（OUT）→A8（CIN1）4A8（COUT1）→B8（IRQ6）5幅值测量A6（OUT）→B7（IN4）（a）安置短路套（b）测孔联线模块号跨接座号1A3S1，S7，S92A6S2，S6（3

7、）运行、观察、记录：①运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性控制系统的频率响应分析实验项目，选择一阶系统，就会弹出‘频率特性扫描点设置’表，在该表中用户可根据自己的需要填入各个扫描点（本实验机选取的频率值f，以0.1Hz为分辨率），如需在特性曲线上直接标注某个扫描点的角频率ω、幅频特性L(ω)或相频特性φ(ω)，则可在该表的扫描点上小框内点击一下（打√）。‘确认’后将弹出虚拟示波器的频率特性界面，点击开始，即可按‘频率特性扫描点设置’表