自控实验典型环节频率特性的测试.doc

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1、实验三典型环节频率特性的测试一、实验目的1.掌握典型环节频率特性曲线的测试方法。2.根据实验求得的频率特性曲线求取传递函数。二、实验设备：TKKL-1实验箱一台，超低频示波器一台。三、实验内容1.惯性环节的频率特性测试。2.由实验测得的频率特性曲线求传递函数。四、实验原理1.系统的频率特性一个稳定的线性系统，在正弦信号作用下，它的稳态输出是与输入信号同频率的正弦信号，振幅与相位一般与输入信号不同。测取不同频率下系统的输出、输入信号的幅值比和相位差，即可求得这个系统的幅频特性和相频特性。设输入信号，则输出信号为。幅频特性，相频特性2.频率特性测试——李沙育

2、图形法将、分别输入示波器的X、Y轴，可得如下李沙育图形如图5-1。①幅频特性测试：由，有（dB）改变输入信号的频率，即可测出相应的幅值比，测试原理示意图如图5-2。.图5-1李沙育图形图5-2幅频特性测试图f(Hz)1234567891011121214152Ym（V）2Xm（V）2Ym/2Xm20lg(2Ym/2Xm)②相频特性测试：，当时，有其中，为椭圆与Y轴相交点间的长度，上式适用于椭圆的长轴在一、三象限；当椭圆的长轴在二、四象限时相位的计算公式变为图5-3相频特性测试图(李沙育法)相频特性记录表f(Hz)123456789101112121415

3、2y0（V）2Ym（V）3.惯性环节：电路如图5-4，传递函数为假设取C=0.1uF，R1=100K，R2=200K，则系统的转折频率为=7.96Hz。图5-4惯性环节测试电路()五、实验步骤1．在实验箱上搭建惯性环节电路如图5-4，并接入比例环节。输入信号源，电路和信号源输出接示波器。在不致输出饱和的情况下，输入信号尽量大一些，测试输入信号的幅度（用2Xm表示）。测试时将示波器扫描和幅值衰减档置校准位置，读出格数再转化为电压，此后，应不再改变输入信号的幅度。为读数方便，在读2Xm、2Ym时，可将示波器X轴增益调到0，使光点在荧光屏上只作垂直运动。2．调

4、节函数信号发生器使频率由低到高（1～15Hz）变化，测量对应的、2Xm、2Ym，数据填入表格，在转折频率附近可以多测量几点。3．由绘制对数相频特性曲线。4．根据绘制对数幅频特性曲线。5．将绘制后的波特图与准确的波特图进行对比，分析误差原因。六、实验报告要求1.写出被测环节的传递函数，画出相应的模拟电路图。2.把实验数据和计算数据填入表格，记录李沙育图形形状和光点运动方向。3．绘制被测环节的幅频、相频Bode图，分析实测Bode图产生的误差。七、思考题：1.在实验中如何确定转折角频率？2.用示波器测试相频特性时，若把信号发生器的正弦信号送入Y轴，系统输出信

5、号送至X轴，李沙育图形会怎样变化？