中南大学自控实验报告实验报告2

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1、信息孵肛程報栩生实嶄踣典型系统的时域响应实验名称和无急定,性分析预定时间实验时间姓名学号授课教师实验台号专业班级一、目的要求1.研究二阶系统的特征参量（§、con）对过渡过程的影响。2.研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。3.熟悉Routh判据，用Routh判据对三阶系统进行稳定性分析。二、原理简述先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻R的理论值，再将理论值值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。三、仪器设备PC机一台，TD-ACC+（或TD・ACS）实验系统一套。四、线路示图500KIIII500K20Kr«)20KO1输

2、入五、内容步骤1.将信号源单元的“ST”端插针与端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均设路了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。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IV,周期为10s左右。2.典型二阶系统瞬态性能指标的测试。(1)按模拟电路图接线，将1中的方波信号接至输入端，取R=10Ko(2)用示波器观察系统响应曲线C(t),测量并记录超调MP、峰值时间tp和调节时间tSo(3)分别按R=50K;160K;200K;改变系统开环增益，观察响应曲线C(t),测量并记录性能指标MP、tp和tS,及系统的稳定性。并将测量值和计算

3、值进行比较(实验前必须按公式计算出)。将实验结果填入表1・2-1中。表1.2・2中已填入了一组参考测量值，供参照。3.典型三阶系统的性能⑴按图124接线，将1中的方波信号接至输入端，取R=30Ko(2)观察系统的响应曲线，并记录波形。减小开环增益(R=41.7K;100K),观察响应曲线，并将实验结果填入表1.2・3中。表1.2-4中已填入了一组参考测量值，供参照。六、数据处理1、首先调节电阻使系统处于临界稳定的状态[T1-T2I=117.2ms

4、V1-V2

5、=517.6mv11■■■■11■11・••■1°11■11.・■-•人■•'••••VT7TTT-Z-.11/■

6、■11"1111T:500ms胳CH1:CH2:1v4§2、当R>160时系统处于过阻尼状态

7、T1.T2

8、=117.2ms[V1-V2=517.6mv3“=当R>160时，由阻尼比：J107?可知道该系统的自然频率和阻尼比均与R值人小有关，当R处于160左右处于临界阻尼状态，则R>160时阻尼比增大，系统则应处于过阻尼状态，输出波形如上图所示。同理当R的阻值减小时，系统应该趋于欠阻尼状态；如R=50时，系统处于欠阻尼状态，其输出波形如下图所示：3、欠阻尼T:500ms.格CH1:W，格CH2:W格4、三阶系统三阶系统处于临界稳定时参考项冃R(KT2)Kcongc(tp)C

9、(°°)Mp(%)tp(s)ts(s)响应情况理论值测量值理论值测量值理论值测量值0<^<1欠阻尼1020101/41.45144450.320.331.61.585减荡5041.12111120.850.861.61.586g=l临界阻尼1605/42.51无1无无1.92.04单调指数g>l过阻尼2001也T无1无无2.93.15单调指数R(KQ)开环增益K稳定性3016.7不稳定发散41.712临界稳定等幅振荡1005稳定衰减收敛七、分析讨论1、在做实验而-•定要进行对象整定，否则将会导致理论值和实际测量值。2、可知道该系统的自然频率和阻尼比均与R值大小冇关，当R处

10、于160左右处于临界阻尼状态,则R>160时阻尼比增大，系统则应处于过阻尼状态。