控制系统的时域与频域特性分析.ppt

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1、自动控制原理实验座位安排大屏幕门37、3835、363、41、239、4033、347、85、631、3211、129、1029、3015、1613、1427、2819、2017、1825、2623、2421、22控制系统的时域与频域特性分析实验考核1、实验报告（预习报告、实验报告）；2、综合测评（思考题、实验操作）。实验报告具体要求一、实验名称：严格按照封皮上的实验名称填写二、实验目的：见讲义三、实验环境：计算机、自动控制原理实验箱四、实验内容与实验步骤实验内容、原理、原理图分析及具体实验步骤。实验内

2、容与实验步骤按讲义中所要求的写五、实验过程分析详细记录在实验过程中发生的故障和问题，并进行故障分析，说明故障排除的过程及方法。根据具体实验，记录、整理相应数据表格、绘制曲线、波形图等，并进行误差分析。曲线要有坐标轴名称、刻度、单位、图题（曲线名称）数据要求有单位六、实验结果总结对实验结果进行分析，完成思考题目，总结实验的心得体会，并提出实验的改进意见。按照实验目的中的条目进行实验结果总结。另外用A4纸写实验报告，上侧装订；曲线用坐标纸，相应曲线要用对数坐标纸；图表必须规范（包括打印曲线不规范处，也要按规

3、范修改）自动控制原理实验箱说明HEUAC-F2型控制理论模拟实验装置由计算机（实验软件）、A/DD/A接口板、模拟实验台和打印机组成。HEUAC-F2型自动控制原理实验系统的实验箱面板RS232串行口D/A接口(1、2)A/D接口(1、2、3、4)电源指示灯电源开关电源插座各种典型环节典型非线性环节A/D、D/A接口板电源实验软件的使用方法注意事项1、注意电缆的连接是否牢靠；通讯电缆必须连在COM2上。2、在再次点选“开始采样”按钮前以及对线路进行更改前，必须将实验箱电源关闭。3、按照要求填写相应内容，

4、注意填写值的真正的数值范围。4、在数据没有采集完成时不要再点选其他的实验项目，以免引起采集装置的工作混乱。5、出现问题可以按先将实验箱电源关闭，重现再做；如果仍不可以将软件退出，则重新运行。6、实验中，测量点可能由于倒相器的作用（每加一个运算放大器构成的环节就对前级做了一次倒相），输出值可能是，若想测得真正的输出点，可以在之后串联一个增益为1的比例环节，比例环节的输出即为的正输出。1.典型环节的阶跃响应预习思考题一1、控制系统常用的输入信号有哪些？2、什么是控制系统的动态过程？什么是控制系统的稳态过程？

5、3、系统的动态性能指标有哪些？4、试写出惯性环节、积分环节的传递函数，并作出相应的阶跃响应曲线图。预习思考题一答案1、控制系统的典型输入信号有哪些？答：单位阶跃、斜坡、加速度、脉冲、正弦函数。2、什么是控制系统的动态过程？什么是控制系统的稳态过程？答：系统在典型输入信号作用下，系统输出量从初始状态到最终状态的响应过程。系统在典型输入信号作用下，当时间t趋于无穷时，系统输出量的表现方式。3、系统的动态性能指标有哪些？答：延迟时间、上升时间、峰值时间、调节时间、超条量。4、试写出惯性环节、积分环节的传递函数

6、，并作出相应的阶跃响应曲线图。答：一、实验目的1.掌握自动控制原理实验箱的使用方法；2.学习典型环节的电路构成，了解电路参数对环节特性的影响；3.学习系统阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型环节的传递函数；4.通过对典型电路分析和实验，学习用电路搭建系统模型(传递函数)。二、实验内容见实验指导书。2.二阶系统阶跃响应预习思考题二1、试写出典型二阶系统的闭环传递函数。2、试画出当取不同典型值的二阶系统的阶跃相应曲线图。3、如何从二阶系统阶跃相应曲线图上求出动态性能指标。4、如下图模拟电路，求出

7、给定系统的传递函数。（要求写出详细步骤）并做出系统的理论响应曲线。电路中所有定值电阻均取100K，电容值取1uf。一、实验目的5、研究二阶系统的两个重要参数：阻尼比和无阻尼自然频率对动态性能的影响。6、学会根据系统阶跃响应曲线确定传递函数参数的方法。二、实验内容见实验指导书。实验思考题已知如图的系统，思考下列问题：1、求出给定系统的传递函数。（要求写出详细步骤）2、由实验曲线读出超调量和调整时间，求出传递函数，并与由模拟电路计算的传递函数相比较，分析实验误差原因。3、取阻尼比为0，实验所的曲线是否和理

8、论相同，说明理由。4、当系统处于过阻尼时，所得到的实际曲线和理论曲线会产生很大的误差，分析其原因。二阶系统模拟电路图3.控制系统稳定性分析预习思考1、研究控制系统的稳定性有什么意义？2、什么是系统的稳定性？3、判断系统的稳定性有哪些方法？4、线性系统稳定的充分必要条件是什么？5、如何通过系统阶跃响应曲线判断系统是否稳定？预习思考参考答案1、研究控制系统的稳定性有什么意义？稳定性是控制系统正常工作的首要条件。因此，分析系统的稳定性，并提出保证