自动控制原理实验教程

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1、自动控制理论实验指导书徐焜主编杜佳璐审阅自动控制实验指导书实验守则1.实验前必须充分做好预习，包括实验内容、方法以及实验线路，完成有关的理论计算以及实验设备的使用方法。2.连接线路或改变接线时，必须在关断电源的情况下进行。3.实验结果经指导老师检查，同意后才可拆除线路并整理放好离开。4.认真写实验报告。报告内容必须按每次实验具体要求书写，切不可相互抄袭。5.预习不符合要求者不准参加实验。0自动控制实验指导书目录第一部分实验系统概述………………...…………………………..…………………………....1一.实验系统硬件资源……………………………………………………………………

2、……...1二.实验系统软件………………………………………………………………………………...2第二部分自动控理论实验………………………………………………………...……………….6实验一典型环节的模拟及其阶跃响应…………………………….……………………………6实验二二阶系统阶跃响应…………………………………….………………………....11实验三系统频率特性测量…………………………………….………………………....14实验四连续系统串联校正…………………………………….………………………....18实验五典型非线性环节实验…………………………………………….……………

3、………21实验六非线性系统相平面法研究……………………………………….……………………...24实验七采样定理实验……………………………………………….………………………....26实验八状态反馈的设计与实现…………………………….……………………….…...291自动控制实验指导书第一部分实验系统概述一.实验系统硬件资源自控理论EL-AT-II型实验系统主要由计算机、AD/DA采集卡、自动控制理论实验箱组成如图1，其中计算机根据不同的实验分别起信号产生、测量、显示、系统控制和数据处理的作用，AD/DA采集卡负责数据采集和计算机USB口通信，实验箱主要构造被控模拟对象。实

4、验箱电路AD/DA卡计算机图1实验系统构成实验箱、面板实验面板主要由以下几部分构成，如图2：模拟仿真模块1模拟仿真模块2运算放大器×1运算放大器×1电源模块电阻：1K×2、50K×2电阻：1K×2、50K×2AD/DA卡100K×4、200K×4100K×3、200K×2输入输出模块电容：0.1μf×3、1μf×2电容：0.1μf×2、1μf×2模拟开关二极管区模拟开关×3组EL-CAT-II模拟仿真模块3模拟仿真模块4电阻、电容、二极管、稳压管区运算放大器×1运算放大器×1电阻:1K×3、10K×2电阻:1K×3、10K×2变阻箱、变容箱模块100K×2、200K×21

5、00K×2、200K×20kΩ~999kΩ×2电容:0.1μf×3、1μf×2电容:0.1μf×3、1μf×20μf~9μf×1模拟仿真模块5模拟仿真模块6模拟仿真模块7模拟仿真模块8运算放大器×1运算放大器×1运算放大器×1运算放大器×1电阻:1K×3、10K×2电阻:1K×2、10K×2电阻:1K×2、10K×2电阻:1K×3、10K×2100K×2、200K×250K×2、100K×250K×2、100K×2100K×2、200K×2电容:0.01μf×2、200K×2、300K×2200K×2、300K×2电容:0.01μf×2、0.1μf×3、1μf×1电容:0

6、.01μf×2电容:0.01μf×20.1μf×3、1μf×10.1μf×2、1μf10.1μf×2、1μf×1图2实验箱面板布局(1)模拟仿真模块本实验系统有八组由放大器、电阻、电容组成的实验模块。每个模块中都有一个由UA741构成的放大器和若干个电阻、电容。这样通过对这八个实验模块的灵活组合便可构造出各种型式和阶次的模拟环节和控制系统。(2)二极管、稳压管、电阻、电容区1自动控制实验指导书该区域主要是为模拟非线性环节提供所需元件。(3)AD/DA卡输入输出模块该区域是引出AD/DA卡的输入输出端，一共引出两路输出端1DA1、DA2、两路输入端AD1、AD2。有一个按钮

7、复位键，可对AD/DA卡进行复位。做时域分析实验时，DA1输出阶跃信号，AD1为系统输出数据采集口（相当于示波器的Y轴输入端）。(4)电源模块电源模块有一个实验箱电源开关，有四个开关电源提供的DC电源端子，分别是＋12V、-12V、+5V、GND，这些端子给外扩模块提供电源。(5)模拟开关模块模拟开关是专门为积分电容放电而设定的，实验时需将积分电容并接在模拟开关上。(6)变阻箱、变容箱模块：该模块有2个变阻箱、1个变容箱。只要按动变阻箱、变容箱数字旁边的“＋”、“－”按钮便可调节电阻电容的值，而且电阻电容值可以直接读出。二.实