自动控制原理实验归纳总结报告.doc

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1、暨南大学本科实验报告专用纸(附页)暨南大学本科实验报告专用纸课程名称自动控制原理成绩评定实验项目名称指导教师黄元亮实验项目编号实验项目类型设计实验地点红楼实验室学生姓名戴碧康学号2010052665学院电气信息学院系专业电气工程及其自动化实验时间2012年3月13日下午温度18℃湿度一、实验目的1．熟悉THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台及“THBDC-1”软件的使用；2．熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟；3．测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。4．观测二阶系统的阻尼比分别在01三种情况下

2、的单位阶跃响应曲线；二、实验环境1．THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台；2．PC机一台(含“THBDC-1”软件)、USB数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB接口线。三、实验报告要求1．画出各典型环节的实验电路图，并注明参数。2．写出各典型环节的传递函数。3．根据测得的典型环节单位阶跃响应曲线，分析参数变化对动态特性的影响。4．画出二阶系统线性定常系统的实验电路，并写出闭环传递函数，表明电路中的各参数；5．根据测得系统的单位阶跃响应曲线，分析开环增益K和时间常数T对系统的动态性能的影响。四、实验内容及分析1．比例（P）环节选择实

3、验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路，当ui为一单位阶跃信号时，用“THBDC-1”软件观测并记录相应K值时的实验曲线，并与理论值进行比较。11暨南大学本科实验报告专用纸(附页)2．积分（I）环节根据积分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元(U12、U6)设计并组建相应的模拟电路，当ui为单位阶跃信号时，用“THBDC-1”软件观测并记录相应T值时的输出响应曲线，并与理论值进行比较。3．比例微分(PD)环节根据比例积分微分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元(U12、U6)设计并组建其相应的模拟电路，当ui为一单位阶跃信号时，用“THBDC-

4、1”软件观测，并记录不同K、TI、TD值时的实验曲线，并与理论值进行比较。4．二阶系统的瞬态响应11暨南大学本科实验报告专用纸(附页)（1）．观测二阶系统的阻尼比分别在01三种情况下的单位阶跃响应曲线；（2）．调节二阶系统的开环增益K，使系统的阻尼比，测量此时系统的超调量、调节时间ts(Δ=±0.05)；（3）．z为一定时，观测系统在不同时的响应曲线。四、实验小结11暨南大学本科实验报告专用纸(附页)实验一典型环节的电路模拟一、实验目的1．熟悉THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台及“THBDC-1”软件的使用；2．熟悉各典型

5、环节的阶跃响应特性及其电路模拟；3．测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。二、实验设备1．THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台；2．PC机一台(含“THBDC-1”软件)、USB数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB接口线。三、实验内容1．设计并组建各典型环节的模拟电路；2．测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响。四、实验原理自控系统是由比例、积分、微分、惯性等环节按一定的关系组建而成。熟悉这些典型环节的结构及其对阶跃输入的响应，将对系统的设计和分析十分有益。本实验中的典型环节都是以运放

6、为核心元件构成，其原理框图如图1-1所示。图中Z1和Z2表示由R、C构成的复数阻抗。1．比例（P）环节比例环节的特点是输出不失真、不延迟、成比例地复现输出信号的变化。图1-1它的传递函数与方框图分别为：当Ui(S)输入端输入一个单位阶跃信号，且比例系数为K时的响应曲线如图1-2所示。2．积分（I）环节图1-2积分环节的输出量与其输入量对时间的积分成正比。它的传递函数与方框图分别为：设Ui(S)为一单位阶跃信号，当积分系数为T时的响应曲线如图1-3所示。11暨南大学本科实验报告专用纸(附页)图1-33．比例积分(PI)环节比例积分环节的传递函数与方框图分别为：

7、其中T=R2C，K=R2/R1设Ui(S)为一单位阶跃信号，图1-4示出了比例系数(K)为1、积分系数为T时的PI输出响应曲线。图1-44．比例微分(PD)环节比例微分环节的传递函数与方框图分别为：其中设Ui(S)为一单位阶跃信号，图1-5示出了比例系数(K)为2、微分系数为TD时PD的输出响应曲线。图1-55．比例积分微分(PID)环节比例积分微分(PID)环节的传递函数与方框图分别为：其中，，设Ui(S)为一单位阶跃信号，图1-6示出了比例系数(K)为1、微分系数为TD、积分系数为TI时PID的输出。11暨南大学本科实验报告专用纸(附页)图1-66．惯性

8、环节惯性环节的传递函数与方框图分别为：当Ui(S)输