自控实验指导书范文.doc

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1、自控实验指导书范文　　自动控制原理实验指导书目录实验一典型环节的时域响应……………………………1实验二典型系统的时域响应和稳定性分…………………11实验三线性系统的根轨迹分析…………….……………..16实验四线性系统的频率响应分析………………………..19实验五线性系统的校正…………………………….….25实验六离散系统的稳定性分……………………………27实验七采样控制系统的校正………………….………..31实验八典型非线性环节……………………………….…34实验九二阶非线性系统实验……………………….……39实验十三阶非线性系统实验

2、……………………..………45实验十一状态反馈……………………..…….50实验十二状态观测器设计………………………………55实验一典型环节的时域响应　　一、实验目的1．掌握各典型环节模拟电路的构成方法，掌握TD－ACC设备的使用方法。　　2．熟悉各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线。　　3．了解参数变化对典型环节动态特性的影响。　　二、实验设备PC机一台，TD-ACC系列教学实验系统一套。　　三、实验原理及内容下面列出了各典型环节的方框图、传递函数、模拟电路图、阶跃响应，实验前应熟悉了解。　　1．比例环节（P）　　(1)方

3、框图KUi(S)Uo(S)图1－1　　(2)传递函数K)S(Ui)S(Uo?　　(3)阶跃响应Uo(t)=K(t≥0)其中K=R1/R0　　(4)模拟电路图_UiR0R1_RR10K10KUo输出测量端反相器信号输入端比例环节R0=200K；R1=100K或200K图1－2　　(5)理想与实际阶跃响应对照曲线①取R0=200K；R1=100K。　　11/2Uo0tUi(t)Uo(t)理想阶跃响应曲线11/2Uo0tUi(t)Uo(t)实测阶跃响应曲线②取R0=200K；R1=200K。　　1Uo0tUi(t)Uo(t)理想阶跃响应曲线1

4、Uo0tUi(t)Uo(t)实测阶跃响应曲线2．积分环节（I）　　(1)方框图TSUi(S)Uo(S)1图1－3　　(2)传递函数TS1)S(Ui)S(Uo?　　(3)阶跃响应tT1)t(Uo?(t≥0)其中T=R0C　　(4)模拟电路图_UiR0C_RR10K10KUo输出测量端反相器信号输入端积分环节R0=200K；C=1uF或2uF图1－4　　(5)理想与实际阶跃响应曲线对照①取R0=200K；C=1uF。　　1Uo0tUi(t)Uo(t)理想阶跃响应曲线无穷0.2s1Uo0tUi(t)Uo(t)实测阶跃响应曲线0.2s10V②取

5、R0=200K；C=2uF。　　1Uo0tUi(t)Uo(t)理想阶跃响应曲线无穷0.4s1Uo0tUi(t)Uo(t)实测阶跃响应曲线0.4s10V3．比例积分环节（PI）　　(1)方框图TSUi(S)Uo(S)1+++K图1－5　　(2)传递函数TS1K)S(Ui)S(Uo??　　(3)阶跃响应tT1K)t(Uo??(t≥0)其中K=R1/R0；T=R0C　　(4)模拟电路图见图1.1－6_UiR0R1_RR10K10KUo输出测量端反相器信号输入端比例积分环节R0=R1=200K；C=1uF或2uFC图1－6　　(5)理想与实际阶

6、跃响应曲线对照①取R0=R1=200K；C=1uF。　　2Uo0tUi(t)Uo(t)理想阶跃响应曲线无穷0.2s12Uo0tUi(t)Uo(t)实测阶跃响应曲线0.2s110V②取R0=R1=200K；C=2uF。　　2Uo0tUi(t)Uo(t)理想阶跃响应曲线0.4s无穷12Uo0tUi(t)Uo(t)实测阶跃响应曲线0.4s110V4．惯性环节（T）　　(1)方框图TS+1Ui(S)Uo(S)K图1－7　　(2)传递函数1TSK)S(Ui)S(Uo??。　　(3)模拟电路图见图1.1－8_UiR0C_RR10K10KUo输出测量

7、端反相器信号输入端惯性环节R0=R1=200K；C=1uF或2uFR1图1－8　　(4)阶跃响应)e1(K)t(UoTt???，其中01RRK?；。　　CRT1?　　(5)理想与实际阶跃响应曲线对照①取R0=R1=200K；C=1uF。　　10.2sUo0tUi(t)Uo(t)理想阶跃响应曲线实测阶跃响应曲线Uo10.2s0tUi(t)Uo(t)0.6320.632②取R0=R1=200K；C=2uF。　　10.4sUo0tUi(t)Uo(t)理想阶跃响应曲线实测阶跃响应曲线Uo0.63210.4s0tUi(t)Uo(t)0.6325．

8、比例微分环节（PD）　　(1)方框图见图1.1－9TSUi(S)Uo(S)+++1K图1－9　　(2)传递函数)TS1(K)S(Ui)S(Uo??　　(3)阶跃响应KtKT)t(Uo?????。　　其中02