南昌大学自动控制原理实验报告.doc

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1、.自动控制原理实验报告实验项目：自动控制原理实验专业班级：学号：学生姓名：资料..目录实验一典型环节的模拟研究实验二二阶系统瞬态响应和稳定性实验三三阶系统的瞬态响应和稳定性实验四一阶惯性环节的频率特性实验五二阶闭环系统的频率特性实验六二阶开环系统的频率特性实验七频域法串联超前校正实验八频域法串联滞后校正资料..实验一典型环节的模拟研究一、实验目的1.了解和掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出的时域表达式。2.观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响。二、典型环节的方块图及传递函数表达式典型环节名称方块图传递函

2、数比例（P）积分（I）比例积分（PI）比例微分（PD）资料..惯性环节（T）比例积分微分（PID）二、实验仪器LABACT自控原理试验机一台，装有虚拟示波器程序的计算机一台，导线若干四、实验内容及步骤1）观察比例环节的阶跃响应曲线1.在主实验板上，用信号发生器的“阶跃信号输出”和“幅度控制电位器”构造输入信号Ui。2.根据实验书上的比例环节模拟电路图接线，构造模拟电路。3.打开虚拟示波器的界面，点击开始，运行、观察输出端Uo的实际响应曲线，改变比例系数，重新观测结果，并记录数据。2）观察惯性环节的阶跃响应曲线1.在主实验板上，用信号发生器的“阶跃信号输出”和“幅

3、度控制电位器”构造输入信号Ui。2.根据实验书上的惯性环节模拟电路图接线，构造模拟电路。3.打开虚拟示波器的界面，点击开始，运行、观察输出端Uo的实际响应曲线。4.移动虚拟示波器横游标到4V*0.632资料..处，得到与惯性的曲线的交点，再移动虚拟示波器两根纵游标，从阶跃开始到曲线的交点，量的惯性关节模拟电路时间常数T。5.改变时间常数T以及比例系数K,重新观测结果，并记录数据。3）观察积分环节的阶跃响应曲线1.为了避免积分饱和，在主实验板上，用函数发生器所产生的周期性矩形波信号代替信号发生器中的人工阶跃信号作为信号输入Ui，该信号为0输出时，将自动对模拟电路锁

4、零。2.根据实验书上的积分环节模拟电路图接线，构造模拟电路。3.打开虚拟示波器的界面，点击开始，观测波形。4.待完整波形出来后，移动虚拟示波器横游标到0V处，再移动另一根横游标到1V处，得到与积分的曲线的交点，再移动虚拟示波器两根纵游标，从阶跃开始到曲线的交点，量的惯性关节模拟电路时间常数Ti。5.改变时间常数Ti，重新观测结果，并记录数据。4）观察比例积分环节的阶跃响应曲线1.为了避免积分饱和，在主实验板上，用函数发生器所产生的周期性矩形波信号代替信号发生器中的人工阶跃信号作为信号输入Ui，该信号为0输出时，将自动对模拟电路锁零。2.根据实验书上的比例积分环节

5、模拟电路图接线，构造模拟电路。3.打开虚拟示波器的界面，点击开始，观测波形。4.待完整波形出来后，移动虚拟示波器横游标到1V处，再移动另一根横游标到Kp*输入电压处，得到与积分曲线的两个交点，再移动虚拟示波器两根纵游标到两个交点，量的比例积分环节模拟电路时间常数Ti。资料..5.改变时间常数Ti及比例系数K，重新观测结果，并记录数据。5）观察比例微分环节的阶跃响应曲线1.将函数信号发生器的矩形波输出作为输入信号Ui.2.根据实验书上的比例微分环节模拟电路图接线，构造模拟电路。3.打开虚拟示波器的界面，点击开始，观测波形。4.待完整波形出来后，移动虚拟示波器两根横

6、游标，从最高端开始到△V=2.7V处为止，得到与微分曲线的交点，再移动虚拟示波器两根纵游标，从阶跃开始到曲线的交点，量得△t。五、实验结果1）比例环节的阶跃响应曲线2）惯性环节的阶跃响应曲线3）积分环节的阶跃响应曲线4）比例积分环节的阶跃响应曲线资料..5）比例微分环节的积分响应曲线六、实验心得及总结通过本次实验，加深了我对典型环节的理解，并且对典型环节的阶跃响应有了比较直观的理解。同时，也掌握了虚拟示波器的基本用法，并对课本上的知识有了更进一步的掌握，增加了我对自动控制原理一课的兴趣。实验二二阶系统瞬态响应和稳定性一、实验目的1.了解和掌握典型二阶系统模拟电路

7、的构成方法及Ⅰ型二阶闭环系统的递函数标准式。2.研究Ⅰ型二阶闭环系统的结构参数--无阻尼振荡频率ωn、阻尼比ξ对过渡过程的影响。3.掌握欠阻尼Ⅰ型二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态性能指标Mp、tp、ts的计算。4.观察和分析Ⅰ资料..型二阶闭环系统在欠阻尼，临界阻尼，过阻尼的瞬态响应曲线，及在阶跃信号输入时的动态性能指标Mp、tp、ts值，并与理论计算值作比对二、实验仪器LABACT自控原理试验机一台，装有虚拟示波器程序的计算机一台，导线若干 三、实验内容及步骤本实验用于观察和分析单位阶跃二阶系统瞬态响应和稳定性。开环传递函数：闭环传递函数标准式：自然频率（无

8、阻尼振荡频率）：阻尼比：