自控原理实验报告1

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1、实验报告实验名称典型环节的时域响应系自动化专业自动化班1206姓名丁志成学号0909122921授课老师吴敏/谭冠政预定时间实验时间2014/4/1实验台号9一、目的要求1•熟悉并学握TD-ACC+C或TD-ACS)设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。2.熟悉各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线。对比差异、分析原因。3.了解参数变化对典型环节动态特性的影响。二、原理简述1•比例环节(P)(1)方框图:(2)传递函数：(3)阶跃响应:以)=r(/>o)其中(4)模拟电路图比例环节反相器图1注意：图中运算放大器的正相输入端己经对地

2、接了的电阻，实验中不需要再接。以后的实验屮用到的运放也如此。2.积分环节(I)(1)方框图：Ui⑸1Uo(S)TS(2)传递函数_1W7=7^(3)阶跃响应：Uo(t)=If(f>0)其中T=^C(4)模拟电路图:积分环节反相器R0=200K；C=luF或2uF3•比例积分环节(PI)(1)方框图:Uo(S)丁(2)传递函数:徑—+丄5(凱TS(3)阶跃响应：恥)Y+詁(^>0)其中T=&C(4)模拟电路图：比例积分环节反相器Uq输岀测量端4.惯性环节(T)(1)方框图:Ui⑸KUo(S)TS+1(2)传递函数：Uo(^)_KTW=^+T(3)阶跃

3、响应师)=疋(1-严)其中T=RC(4)模拟电路图：5.比例微分环节(PD)(1)方框图:(2)传递函数:(3)阶跃响应:Uo(t)=KTS(t)+K其屮&&CR+凡5(t)为单位脉冲函数，这是一个面积为t的脉冲函数，脉冲宽度为零，幅值为无穷大，在实际屮是得不到的。(4)模拟电路图:比例微分环节R0=R2=100K；R3=10K；C=luFR1=1OOK或200K图56.比例积分微分环节(PID)(1)方框图:(2)传递函数：(3)阶跃响应：血£)=7；火)+&+》其中5(t)为单位脉冲函数,(4)模拟电路图:比例积分微分环节R2=R3=10K；R

4、0=100K；Cl=C2=luFR1=1OOK或200K图6三、仪器设备PC机一台，TD-ACC+C或TD-ACS）实验系统一套。四、线路示图1.1比例环节1.2积分环节釈分环节彌器1.3比例积分环节比例积分环pr删器1.4惯性环节1・5比例积分环节RO=R2=100K;R3=10K;C=luF;R1=10CK2噱1.6比例积分微分环节五、内容步骤1.按所列举的比例环节的模拟电路图将线接好。检查无误后开启设备电源。2.将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均设路了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。将开关设在“

5、方波”档，分别调节调幅和调频电位器，使得“OUT”端输出的方波幅值为IV,周期为10s左右。3.将2中的方波信号加至环节的输入端Ui,用示波器的“CH1”和“CH2”表笔分别监测模拟电路的输入Ui端和输出U。端，观测输出端的实际响应曲线Uo(t),记录实验波形及结果。4.改变几组参数，重新观测结果。5.用同样的方法分别搭接积分环廿、比例积分环节、比例微分环节、惯性环芳和比例积分微分环廿的模拟电路图。观测这些环节对阶跃信号的实际响应曲线，分别记录实验波形及结果。六、数据处理1.1比例环节

6、T1-T2

7、=2.813s

8、V1-V2

9、=1.216v1/]T

10、t・T2

11、=0.36Hz

12、W=4.216v11■1■11■1■1111111_1~1•a•i_i~i111111■■■人■■■■■■,ii:kiiiiiii1111111111111—1111111111111111.i'i■-.i'i111111-.ii•i■111111'i■-'i11111iT:2s4&CH1:1vZf§CH2:1v4&1.2积分环节

13、T1-T2

14、=2.813s

15、V1-V2

16、=1.216v1)]T1-T2

17、=0.36Hz

18、V1-V2

19、=1.216vCH1:1v4§CH2:1v4§1.3比例积分环节

20、T1-T2

21、=4.625s

22、

23、V1-V2

24、=2.407v1.4惯性环节

25、T1-T2

26、=4.625s

27、V1-V2

28、=2.407v1心仁T2

29、二022Hz

30、W・V2

31、=4.814”iT1T:1s4§CH1:CH2:2v4§1-5比例微分环节

32、T1-T2

33、=4.625s

34、V1-V2

35、=2.407v1”T1・T2

36、=0.22Hz

37、W=4.814v1-T/1T:1s胳CH1:1v4§CH2:2v4§1.6比例积分微分环节

38、T1-T2

39、=925.0ms

40、V1-V2

41、=2.407v1丿】T1・T2

42、=1.08Hz

43、W・岁2

44、=4.814v1•»•»•»y•»•»•»•»•»••:•■■人■■

45、■■■■1T:200ms/t§CH1:1曲CH2:2朋七、分析讨论1.对于比例环节的放大系数，其影响因素为Rl、R0电阻的