自动控制原理硬件仿真实验报告.doc

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1、下载可编辑实验课程名称：自动控制原理开课实验室：学科三号楼s306学院：信息与控制学院班级：15自动化姓名：学号：指导教师：日期：2017.10.28.专业.整理.下载可编辑实验一典型环节的电路模拟一、实验目的1.熟悉各种典型环节的传递函数及其特性，掌握典型环节的电路模拟研究方法。2.测量各种典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对其动态性能的影响。二、实验设备模拟实验箱、有自动控制实验仿真软件的电脑（已和实验箱连接好）三、实验内容1.设计并组建比例环节的模拟电路，测量比例环节的阶跃响应曲线，改变参数K观察曲线的变化规律。2.设计并组建积分环节的模拟电路，测量积分

2、环节的阶跃响应曲线，改变参数T观察曲线的变化规律。3.设计并组建惯性环节的模拟电路，测量惯性环节的阶跃响应曲线，改变参数K和T观察曲线的变化规律。4.设计并组建比例积分环节的模拟电路，测量比例环节的阶跃响应曲线，改变K观察曲线的变化规律。四、实验过程及结果分析1.比例环节按照下图在实验箱上完成接线.专业.整理.下载可编辑(1)然后在电脑上打开仿真软件，将输入信号调节为单位阶跃信号，幅值为1，点击开始得到如下图的结果：（K=R2/R1）其中红色是响应曲线，黑色为输入曲线。(2)我们改变它的参数K，将图中的R1变小，对其重新接线，根据K的表达式，此时K应该变大，实验

3、结果如下图所示：上图可见相对于黑色曲线，红色响应相较于之前明显抬高。(3)我们再改变它的参数K，将图中的R2调小，使R2

4、R的值增大，T就增大，T增大斜率1/T就变小，实验结果如下图所示：显然，斜率变小了，上升变缓。(3)我们再减小R的值，R的值减小，T就减小，T减小斜率1/T就变小，实验结果如下图所示：.专业.整理.下载可编辑显然，斜率变大了，上升变快。2.惯性环节按照下图在实验箱上完成接线(1)然后在电脑上打开仿真软件，将输入信号调节为单位阶跃信号，幅值为1，点击开始得到如下图的结果：.专业.整理.下载可编辑这里有两个参数K和T，为了方便研究，我们采用控制变量法，即一次只改变一个参数进行研究：(1)保持T不变，我们改变它的参数K，将图中的R1变小，对其重新接线，根据K的表达式，

5、此时K应该变大，实验结果如下图所示：.专业.整理.下载可编辑可以看出，输出的幅值明显增大，类似于比例放大作用。(1)保持T不变，我们改变它的参数K，将图中的R1变大，对其重新接线，根据K的表达式，此时K应该变小，实验结果如下图所示：可以看出，输出的幅值明显缩小。(2)保持K不变，我们改变它的参数T，将图中的电容C变大，对其重新接线，根据T的表达式，此时T应该变大，T变大，斜率1/T就会变小，实验结果如下图所示：.专业.整理.下载可编辑可以看出，起始斜率较(1)明显减小，但幅值不变。(1)保持K不变，我们改变它的参数T，将图中的电容C变小，对其重新接线，根据T的表

6、达式，此时T应该变小，T变小，斜率1/T就会变大，实验结果如下图所示：.专业.整理.下载可编辑起始斜率明显变大，快接近于竖轴了，但幅值不变。2.比例积分环节按照下图在实验箱上完成接线(1)然后在电脑上打开仿真软件，将输入信号调节为单位阶跃信号，幅值为1，点击开始得到如下图的结果：.专业.整理.下载可编辑这里有两个参数K和T，为了方便研究，我们采用控制变量法，即一次只改变一个参数进行研究：(2)保持T不变，我们改变它的参数K，将图中的R2变大，对其重新接线，根据K的表达式，此时K应该变大，实验结果如下图所示：.专业.整理.下载可编辑根据传函表达式，曲线应该向上方平

7、移，上图就是此效果。(2)保持T不变，我们改变它的参数K，将图中的R2变小，对其重新接线，根据K的表达式，此时K应该变小，实验结果如下图所示：根据传函表达式，曲线应该向下方平移，效果如上图所示。(3)保持K不变，我们改变它的参数T，将图中的电容C变大，对其重新接线，根据T的表达式，此时T应该变大，T变大，斜率1/T就会变小，实验结果如下图所示：.专业.整理.下载可编辑可见，斜率较(1)明显变小。(5)保持K不变，我们改变它的参数T，将图中的电容C变小，对其重新接线，根据T的表达式，此时T应该变小，T变小，斜率1/T就会变大，实验结果如下图所示：.专业.整理.下载

8、可编辑可见，斜率明显变大