自动控制原理实验报告.docx

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1、实验一典型环节得模拟研究及阶跃响应分析1、比例环节?可知比例环节得传递函数为一个常数:当Ｋp分别为0、５,1，2时,输入幅值为1、84得正向阶跃信号,理论上依次输出幅值为0、92，1、８4，3、68得反向阶跃信号。实验中，输出信号依次为幅值为0、9４，１、88，3、７0得反向阶跃信号，相对误差分别为1、8%,２、2％，0、2％、??????在误差允许范围内可认为实际输出满足理论值.2、积分环节积分环节传递函数为：(1）T＝０、1（0、０３3）时，C=1μf(0、33μf)，利用MATLAB，模拟阶跃信号输入下得输出信号如图:50500

2、0-50-50-100-100-150-15005101520-5051020-515T=0、1T=０、033与实验测得波形比较可知，实际与理论值较为吻合，理论上T=0、0３３时得波形斜率近似为T=0、1时得三倍，实际上为8/2、6＝3、0８，在误差允许范围内可认为满足理论条件。3、惯性环节惯性环节传递函数为:K=Ｒf/R1，Ｔ=RfＣ,（1）保持K=Rｆ/R1=1不变,观测T=0、１秒，0、01秒（既R1＝１０0K,Ｃ=1ｆ,0、１f)时得输出波形。利用matlab仿真得到理论波形如下:0-0.2-0.4-0.6-0.8-1-1.2

3、-1.4-1.6-1.8-200.10.20.30.40.50.60.70.80.9T＝0、１时ts(５％）理论值为30０ｍs，实际测得ｔs=400mｓ相对误差为:(400-３00）／3０0=33、3％，读数误差较大.K理论值为1，实验值２、１2／2、２8，相对误差为（2、28-2、12）/2、28＝7%与理论值较为接近。0-0.2-0.4-0.6-0.8-1-1.2-1.4-1.6-1.8-200ts-0.5-1-1.5-2-2.5-3-3.5-40T=0、０1时ts(5%)理论值为30ms,实际测得ts=40ms相对误差为:(

4、4０-30）／3０=33、3％由于ts较小，所以读数时误差较大。Ｋ理论值为1,实验值２、12/2、2８,相对误差为(2、２8-2、12）/2、28=7%与理论值较为接近（2）保持T=RfC＝０、１s不变,分别观测K=１,２时得0.010.020.030.040.050.060.070.080.09输出波形.K＝1时波形即为（1）中Ｔ0、１时波形K=2时，利用maｔlaｂ仿真得到如下结果：（5％）理论值为300ms，实际测得ts＝40０mｓ相对误差为：（400—３００）／300=33、3％读数误差较大K理论值为2，实验值4、３０/2、2

5、8,相对误差为（2-4、30／2、2８）/2=5、7%与理论值较为接近。4、?二阶振荡环节0.10.20.30.40.50.60.70.80.9令R3＝R1,Ｃ2=C１０;matlab仿真结果如下：1.81.61.41.2X:2.89Y:1.05210.80.60.40.200123456T=Ｒ1C1,K=R２/R1＝1/Ｔ=1／R1C1ξ=1／2K=R1/２R２（1）取R1=Ｒ3=1０0K,C1=C2=１μf既令T=0、1秒，调节R2分别置阻尼比ξ=０、1,0、5，1错误!R２=50０ｋ，ξ=0、１时,=1超调量Ｍp理论值为ｅ^（

6、—ξ＊π/（1－ξ^2）^0、5）=73％,实验值为（３、8－２、28）／２、２8＝66、7%与理论值较为接近、过渡过程时间理论值（计算时得估计公式)ts＝4/(ξ*）＝4s，由ｍatｌab仿真得ts=2、8９s，实验值为3、１ｓ，与仿真得到得理论值相对误差为（３、1-2、89)/２、8９＝7、2%较为接近。错误!Ｒ２=10０ｋ，ξ=0、5，=１0；ｍatlａｂ仿真结果如下：超调量Ｍp理论值为e^(—ξ*π/（1—ξ^2)^0、5)=１6％,实验值为（2、81.4－2、28）/２、28=22、8％与理论值较为接1.2近X:0.525Y

7、:1.053过渡过程时间理论值(计算时得估计公10.8式)tｓ＝4/（ξ＊）=0、8s,由mａtlab仿真得0.6ｔs=0、525s，实验值为０、５9,与仿真得到得0.4理论值相对误差为（0、59-0、525）/0、525=１２、4%较为接近。0.2错误!R２=50k，ξ=１，＝10；matlab仿真0结果如下：00.20.40.60.811.21.41超调量Mp理论值为0,实验值为（2、28－0.9X:0.482）/2、28＝1２、3%，与理论值吻合。Y:0.95230.80.7过渡过程时间理论值,由ｍａtlａb仿真0.6得ts=0

8、、４8ｓ，实验值为０、40,与仿真得到0.5得理论值相对误差为（０、4８-０、４0)／0、0.448=２0％较为接近。0.3=100K,C１=C２=0、1(２）取R1=R30.20.1000.10.20.30.40.50