实验二 二阶系统阶跃响应曲线

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1、实验二：二阶系统的阶跃响应和线性系统的稳定性研究1．实验目的①学习二阶系统阶跃响应曲线的实验测试方法；②研究二阶系统的两个重要参数对阶跃瞬态响应指标的影响；③研究线性系统的开环比例系数K对稳定性的影响；④研究线性系统的时间常数T对稳定性的影响。2．实验预习要点①自行设计二阶系统电路。②选择好必要的参数值，计算出相应的阶跃响应数值，预测出所要观察波形的特点，与实验结果比较。3．实验设备计算机、XMN-2自动控制原理模拟实验箱、CAE-PCI软件、万用表。4．实验内容典型二阶系统方块图和实现电路如图3-24所示。4．实验内容典型二阶系统方块图和实现电路如图3-24所示。图3-24二阶系统5．

2、实验步骤①根据不同的值观察阶跃响应曲线。②要求：将曲线[1]、[2]、[3]进行对比，[3]、[4]、[5]进行对比，将[3]中的tn和理论值进行比较。并讨论。6．附加实验内容附加内容为三阶系统，三阶系统的方框图和模拟电路如图3-25所示。图3-25三阶系统7．附加实验步骤①求取系统的临界开环比例系数KC,其中：Cf1=Cf2=Cf3=0.47u；Ri3=1M。实验求取方法：l先将电位器WR置于最大（470K）；l加入r=0.5V的阶跃扰动；l调整WR使系统输出c(t)呈等幅振荡。（t=5s/cm,y=0.5V/cm）；l保持WR不变，断开反馈线，维持r=0.5V的扰动，测取系统输出电压

3、Uc,则②系统的开环比例系数K对稳定性的影响l适当调整WR，观察K增大、减小时，系统的响应曲线；l记录当K=0.5Kc时的系统响应曲线（t=5s/cm,y=100mV/cm）；l记录当K=1.25Kc时的系统响应曲线（t=5s/cm,y=0.5V/cm）。8．思考题①若模拟实验中c（t）的稳态值不等于阶跃输入函数r（t）的幅度，主要原因可能是什么？②计算三阶系数的临界开环比例系数Kc及其呈现等幅振荡的自振频率,并将它们与实验结果比较。