WPS版本,典型环节的时域响应

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1、电子科技大学中山学院学生实验报告学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别：实验名称：典型环节的时域响应实验时间成绩：教师签名：批改时间：一、实验目的1．熟悉并掌握TD-ACC+(或TD-ACS)设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。2．熟悉各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线。对比差异分析原因。3．了解参数变化对典型环节动态特性的影响。二、实验设备PC机一台，TD-ACC（或TD-ACS）实验系统一套。三、实验原理及内容1.比例环节(P)(1)方框图：(2)模拟电路:----------------

2、2.积分环节(I)(1)方框图：(2)模拟电路:3.比例积分环节(PI)(1)方框图：(2)模拟电路:4.惯性环节(T)(1)方框图：(2)模拟电路:5.比例微分环节(PD)(1)方框图：(2)模拟电路:6.比例积分微分环节(PID)(1)方框图：(2)模拟电路:四、实验步骤1.按所列举的比例环节的模拟电路图将线连接好，检查无误后开启设备电源。2.将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用短路块短接，将开关设在方波档，分别调节调幅和调频电位器，使得“out”端输出的方波幅值为1V，周期为10S左右。3.将2中的方波信号加至环节的输入端Ui，用示波器的“CH1”和“C

3、H2”表笔分别检测模拟电路的输入Ui端和输出端Uo端，观测输出端的实际响应曲线Uo（t），记录实验波形及结果。4.改变几组参数，重新观测结果。5.用同样的方法分别搭接积分环节、比例积分环节、比例微分环节、惯性环节、比例积分微分环节的模拟电路图。观测这些环节对阶跃信号的实际响应曲线，分别记录实验波形及结果。五、实验数据处理和结果分析1、比例环节(P)(1)当R0=200K，R1=100K时,图形如下：（2）当R0=200K、R1=200K时，图形如下结论：对于比例环节的放大系数，其影响因素为R1、R0电阻的比值，其比值越大，放大系数越大。2、积分环节（I）(1)R0=2

4、00k、C=1uF时波形如下：（2）R0=200k、C=2uF时波形如下：结论:对于积分环节的时间常数，其影响因素为C、R0的乘积，其乘积越大，时间常数越大，放大系数越小。3、比例积分环节（PI）(1)R0=200k、R1=200k、C=1uF时波形如下（2）R0=200k、R1=200k、C=2uF时波形如下：结论：对比例积分环节的时间常数，其影响因素为C、R0的乘积，乘积越大，时间常数越大，放大倍数越小；偏移量K的影响因素为R1、R0电阻的比值，比值越大，偏移量越大。4、惯性环节（T）（1）R0=200k、R1=200k、C=1uF时波形如下：（2）R0=200k

5、、R1=200k、C=2uF时结论：对于惯性环节的时间常数，影响因素为C、R0的乘积，其乘积越大，时间常数越大，输出信号与输入信号的延迟时间越长；稳态对应的放大倍数K的影响因素为R1、R0电阻的比值，比值越大，稳态值与输入信号的幅值比值越大。5、比例微分环节（PD）(1)R0=R2=100k,R3=10k,C=1uF,R1=100k时：（2）R0=R2=100k、R3=10k、C=1uF、R1=200k时：结论：随着R1的变化，比例系数和微分时间常数会变化，对于微分调节，在输入信号的瞬间，输出值达到最大，但在以后，在比例调节的作用下，输出值为输入值的K倍。6、比例积分

6、微分环节（PID）（1）R2=R3=10k、R0=100k、C1=C2=1uF、R1=100k：（2）R2=R3=10k、R0=100k、C1=C2=1uF、R1=200k：结论：随着R1的变化，比例系数和微分时间常数会变化，在微分环节的调节下，在输入信号作用的瞬间，输出信号达到一定值，然后又下降，在比例调节的作用下，瞬间上升达到最大值恒定不变。