机械工程控制基础实验指导书新

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1、机械工程控制基础实验指导书内蒙古工业大学机械学院测控实验室一.实验目的1.观察一阶系统在单位阶跃信号作用下的瞬态响应。2.根据一阶系统的单位阶跃响应曲线确定一阶系统的时间常数。二.实验仪器1.THSSC-1实验箱一台2.示波器一台3・力•用表一只三.实验原理传递函数为:RR£s+R、令W/(r)=-l(r),即S(s)=-%,则系统的输出为取拉氏反变换，得〃()⑴=17T根据一阶系统的单位阶跃响应曲线可知，当t=T时，C(t)=l-e'{=0.632o这表示当C(t)上升到稳定值的63.2%时,对应的吋间就是一阶系统的时间常数T,根据这一原理，可测得一阶系统的

2、时间常数T,由上式可知，系统的稳态值为1。一.实验内容与步骤1.根据图1一1所示的模拟电路，止确连接电路。2.调整并记录R值，计算时间常数T。3.观察吋间常数T的变化对响应曲线的影响。由响应曲线得出的调整时间估算时间常数。一.实验目的1.熟悉二阶模拟系统的组成。2.研究二阶系统分别工作在歹=1,0<^<1和歹〉1三种状态下的单位阶跃响应。3.分析增益K对二阶系统单位阶跃响应的超调量可八峰值时间二.实验原理图2-1二阶系统的模拟电路图2-2二阶系统原理框图图2-1为二阶系统的模拟电路图，它是由惯性环节、积分环节和反号器组成。图2-2为图2—1的原理方框图，图中由图

3、2-2求得二阶系统的闭环传递函数为:匕(S)二KS(s)~tj2s2+t2s+k(2-1)c($)=s2+2g®s+e；(2-2)而二阶系统的标准传递函数为:对比式(2—1)和(2—2)得:调节系统参数，改变系统固有频率，得到过阻尼(§〉1)、临界阻尼(g=1)和欠阻尼(§<1)三种情况下的阶跃响应曲线。一.实验内容与步骤1.根据图2—1所示的模拟电路，正确连接电路。2.调整W/(r)=lV,在示波器上观察单位阶跃响应的波形，并由实验测得相应的ft」的值，并记录可调电阻的阻值。3.调整系统参数，使二阶系统的阻尼比歹二%行=0.707,观察并记录此时的单位阶跃响应

4、波形和°的值。一.实验目的1.掌握三阶系统的模拟电路图。2.由实验证明三阶系统的动态性能和系统稳定性能的关系。3.研究时间常数T对三阶系统稳定性的影响。二.实验原理Cic2IUi=-pUi-1V&，—AMrRiR4R3AMrRs图3・1三阶系统模拟电路c3图3—1为三阶系统的模拟电路图，它的闭环传递函数为:亿(s)乞(s)KK?T.&TS+1)(§s+1)+KxK2(3-1)该系统的特征方程为:TJJs"+T^T+T亦殳+T、s+K、K2=0(3-2)KR其中T=RCT2=R3C2T3=R£q用劳斯稳定判据，求得该系统的临界稳定增益。三.实验内容

5、与步骤1.根据图3—1所示的模拟电路，止确连接电路。2.用示波器观察并记录三阶系统单位阶跃响应曲线。3.改变增益K或吋间常数Ti、T2>T3用示波器观察并记录单位阶跃响应曲线，记录可调电阻的阻值。