控制柜标签打印

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1、前言一、控制工程基础实验的任务控制工程基础实验是控制工程基础课的一部分，它的任务是：1.通过实验进一步了解和掌握控制理论的基本概念、控制系统的分析和设计方法。2.学习和掌握系统模拟电路的构成和测试技术。3.提高应用计算机的能力及水平二、实验设备控制工程基础实验所使用的设备由计算机、A/DD/A接口板、模拟实验电路、打印机及直流稳压电源组成（见图1），其中计算机根据不同的实验分别起信号产生、与测量、显示、系统控制及数据处理的作用：模拟电路起被控对象的作用。图1板上装有6个运算放大器，与电阻、电容相配合，可以构成多种特性的被控对象；在计算机机箱

2、内，插有A/D、D/A接口板，它起模拟信号与数字信号的转换作用；可根据软件产生不同的信号（阶跃、三角、正弦），直流稳压电源为+12V、-12V，为模拟电路供电；打印机可以把有关的信号及图形记录下来，不过在一般情况下，做实验时并不连接打印机，需要时再连接。这样，一套实验设备可以构成一个自动控制元件，也可以构成一个自动控制系统，并对其特性进行测量。所有的自动控制理论课实验都是在这套装置上完成的。三、对参加实验学生的要求1.阅读实验指导书，复习与实验有关的理论知识，明确每次实验的目的，了解实验内容和方法。2.按实验指导书要求进行接线和操作，经检查

3、和指导教师同意后再通电。3.再实验中注意观察，记录有关实验数据和图像，并由指导教师复查后才能结束实验。4.实验后应断电，整理实验台，恢复到实验前的情况。5.认真写实验报告，按规定格式做出图表、曲线，并分析实验结果。字迹要清楚，曲线用坐标纸，结论要明确。6.爱护实验设备，遵守实验室纪律。实验一   二阶系统阶跃响应一、实验目的     1、研究二阶系统的特征参数，阻尼比ζ和无阻尼自然频ωn对系统动态性能的影响，定量分析ζ和ωn与最大超调量Mp和调节时间ts之间的关系。     2、进一步学习实验仪器的使用方法。     3、学会根据系统阶跃响

4、应曲线确定传递函数。二、实验原理及电路典型二阶系统的闭环传递函数为(1)其中ζ和ωn对系统的动态品质有决定的影响。二阶系统模拟电路如图示，经计算得  电路的结构图为系统闭环传递函数为(2)式中   T=RC,  K=R2/R1         比较(1),(2)二式，可得       ζ=1/T=1/RC       ωn=K/2=R2/R1         (3)    由(3)式可知，改变比值R2/R1，可以改变二阶系统的阻尼比。改变RC值可以改变无阻尼自然频率。    今取R1=200k，R2=0--500KΩ，(R2由电位器调节)，

5、可得实验所需的阻尼比，电阻R取100KΩ三、实验步骤 1、了解实验仪器，熟悉实验仪器的使用方法。   2、取ωn=10rad/s,即令R=100KΩ，C=1uf;分别取ζ=0,0.25,0.5,0.7,1,2,即取R1=100KΩ R2(R2由电位器调节)分别等于0，50KΩ，100KΩ，140KΩ，200KΩ，400KΩ。输入阶跃信号，测量系统阶跃响应，并记录最大超调量Mp和调节时间Ts的数值和响应的动态曲线，并于理论值比较。   3、取ζ=0.5,即取R1=R2=100KΩ;ωn=100rad/s,即取R=100KΩ,C=0.1uf注意

6、：二个电容值同时改变，测量系统阶跃响应，并记录最大超调量σp和调节时间tn。   4、取R=100KΩ;C=1uf,R1=100KΩ,R2=50KΩ,测量系统阶跃响应，记录响应曲线，特别要记录tp和σp的数值。四、软件使用   1、打开实验课题菜单，选中实验课题。    2、在课题参数窗口中，填写相应AD，DA或其它参数。    3、选确认键执行实验操作，选取消键重新设置参数。五、实验预习要求   1、通过理论分析分别求出实验步骤中对应的ζ和ωn值下，阶跃响应的最大超调量Mp和调节时间ts以备与实验时比较。   2、通过实验指导书，了解实验

7、目的，要求，实验步骤和实验设备。 六、实验报告   1、画出二阶系统的模拟电路图，并求参数ζ和ωn的表达式。   2、把不同ζ和ωn条件下测量的Mp和ts值列表，根据测量结果得出相应结论。   3、根据步骤3画出系统响应曲线，再由ts和Mp计算出传递函数，并与由模拟电路计算的传递函数相比较。实验结果参数阶跃响应曲线