自控原理实验指导书2A4

《自控原理实验指导书2A4》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、《自动控制原理》实验指导书福建工程学院电子信息与电气工程系自动控制教研室2009年3月实验一典型环节的电路模拟2实验二典型二阶系统动态性能和稳定性分析4实验三线性系统串联校正6附录1ACT-I控制理论实验箱说明17附录2实验一模拟电路参考及分析19实验一典型环节的电路模拟（设计性）—・实验目的1・通过实验熟悉并掌握实验装置和上位机软件的使用方法。2.通过实验熟悉各种典型环节的传递函数及其特性，掌握电路模拟和软件仿真研究方法。二.实验内容1.设计各种典型环节的模拟电路。2.完成各种典型环节模拟电路的阶跃特性测试，并研究参数变化对典型环节阶跃特性的影响。3.在上位机界面上，填入各个

2、环节的实际（非理想）传递函数参数，完成典型环节阶跃特性的软件仿真研究，并与电路模拟研究的结果作比较。三.实验步骤1.熟悉实验箱，利川实验箱上的模拟电路单元，参考本实验附录设计并连接各种典型坏节（包括比例、积分、比例积分、比例微分、比例积分微分以及惯性坏节）的模拟电路。注意实验接线前必须先将实验箱上电，以对运放仔细调零。然后断电，再接线。接线时要注意不同坏节、不同测试信号对运放锁零的要求。在输入阶跃信号时，除比例坏节运放可不锁零（G可接-15V）也可锁零外，具余环节都需要考虑运放锁零。2.利川实验设备完成各典型环节模拟电路的阶跃特性测试，并研究参数变化对典型环节阶跃特性的影响。无

3、上位机时，利川实验箱上的信号源单元U2所输出的周期阶跃信号作为环节输入，即连接箱上U2的“阶跃”与坏节的输入端（例如对比例坏节即图1.1.2的Ui）,同时连接U2的“锁零（G）”与运放的锁零G。然后川示波器观测该环节的输入与输出（例如对比例环节即测试图1.1.2的Ui和Uo）。注意调节U2的周期阶跃信号的“频率”电位器RP5与“幅值”电位器RP2,以保证观测到完整的阶跃响应过程。有上位机时，必须在熟悉上位机界面操作的基础上，充分利用上位机提供的虚拟示波器与信号发牛器功能。为了利丿IJ上位机提供的虚拟示波器与信号发主器功能，接线方式将不同于上述无上位机情况。仍以比例环节为例，此时

4、将Ui连到实验箱U3单元的01（D/A通道的输出端），将Uo连到实验箱U3单元的11（A/D通道的输入端），将运放的锁零G连到实验箱U3单元的G1（与01同步），并连好U3单元至上位机的并口通信线。接线完成，经检查无误，再给实验箱上电后，启动上位机程序，进入主界面。界面上的操作步骤如F：①按通道接线悄况完成“通道设置”：在界面左下方“通道设置”框内，“信号发生通道”选择“通道01#”，“采样通道X”选择“通道T1#”，“采样通道Y”选择“不采集”。②进行“系统连接”（见界面左下角），如连接正常即可按动态状态框内的提示（在界面正下方）“进入实验模式”；如连接失败，检查并口连线和实

5、验箱电源后再连接，如再失败则请求指导教师帮助。③进入实验模式后，先对显示进行设置：选择“显示模式”（在主界面左上角）为“X-t”；选择“量程”（在“显示模式”下方）为100ms/div；并在界面右方选择“显示”“系统输入信号”和“釆样通道X”。④完成实验设置，先选择“实验类别”（在主界面右上角）为“时域”，然后点击“实验参数设置”，在弹岀的“系统测试信号设置”框内，选择“输入波形类别”为“周期阶跃信号”，选择“输入波形占空比”为50%,选择“输入波形周期”为“1000ms”，选择“输入持续时间”为“1000ms”,选择波形不“连续”，选择“输入波形幅值”为“IV”，将零位偏移设

6、为“0”。以上除必须选择“周期阶跃信号”夕卜，其余的选择都不是唯一的。要特别注意，除单个比例环节外，对其它环节和系统都必须考虑环节或系统的时间常数，如仍选择“输入波形占空比”为50%,那么“输入波形周期”至少是环节或系统屮最人时间常数的6〜8倍。这样，实验屮才能观测到阶跃响应的整个过程。①以上设置完成示，按“实验启动”启动实验，动态波形得到显示，宜至“持续时间”结束，实验也自动结束，如上述参数设置合理就可以在主界面中间得到环节的“阶跃响应”。②利用“红线数值显示”功能（详见软件使用说明书）观测实验结果；改变实验箱上环节参数，重复⑤的操作；如发现实验参数设置不当，看不到“阶跃响应

7、”全过程，可重复④、⑤的操作。③按实验报告需要，将图形结果保存为位图文件，操作方法参阅软件使用说明书。1.利用上位机完成环节阶跃特性软件仿真的操作，前①②步骤与2相同，其后操作步骤如下：③进入实验模式示，先对显示进行设置：选择“显示模式”（在主界面左上角）为“X-1”；选择“聚程”（在“显示模式”下方）为100ms/div；并在界面右方选择“显示”“系统仿真”。④在上位机界而右上角“实验类别”中选择“软件仿真”。⑤然后点击“实验参数设置”，在弹出的“仿真设置”框内，先作“系统仿真输入信号设定