工业控制实验指导书.doc

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1、工业控制实验指导书　　实验一典型环节及其阶跃响应　　一、实验目的1.学习构成典型环节的模拟电路，了解电路参数对环节特性的影响。　　2.学习典型环节阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型环节的传递函数。　　二、实验内容构成下述典型环节的模拟电路，并测量其阶跃响应。　　比例环节的模拟电路及其传递函数示于图1-1。　　1.D/A112)(RRsG??图1－12.惯性环节的模拟电路及其传递函数示于图1-2。　　R1U11)(???TSKsG12RRK?CRT2?图1－23.积分环节的模拟电路及其传递函数示于图1-3。　　TSs

2、G1)(?RCT?图1－3100KR2200KD/A1U2A/D1C1ufR1100KR2200KU1U2A/D1R1100KU1D/A1U2A/D1C1uf24.微分环节的模拟电路及其传递函数示于图1-4。　　RCSsG??)(图1－45.比例加微分环节的模拟电路及其传递函数示于图1-5。　　)1()(???TSKsG12RRK?CRT2?图1－56.比例加积分环节的模拟电路及其传递函数示于图1-6。　　)11()(TsKsG??12RRK?CRT2?图1－6　　三、软件使用1.在DOS提示符下运行AT.EXE，即弹出主界面菜

3、单2.选择实验三按动光标“上、下”键，移动高亮菜单，按“ENTER”将选中该菜单项，并且进入参数设置和波形显示窗口。　　3.参数设置按动光标“上、下”键，移动高亮菜单，按“ENTER”将选中该菜单项。　　1）采样周期设置选中采样周期项，在参数显示窗口中，“周期”的参数显示处将改变颜色，此时可输入采样周期，按ENTER确认输入完成。　　最小周期0.01S。　　2）采样点数设置选中采样点数菜单项，在参数显示窗口中，“点数”的参数显示将改变颜色，此时可输入采样点数，按ENTER确认输入完成。　　3）输入阶跃信号幅值设置选中输入电压菜单

4、项，在参数显示窗口中，“电压”的R2100KU1D/A1U2A/D1C1ufC10.01ufR1100KR2100KU1D/A1U2A/D1C10.01ufC1ufR1100KR2100KU1D/A1U2A/D1C1uf3参数显示处将改变颜色，此时可输入阶跃信号幅值，按ENTER确认输入完成。　　输入范围为0~2.5V。　　4.运行观测选中“运行观测”菜单项，波形显示窗口将动态显示输入（下）输出（上）波形，采集完成将显示波形。　　如想采集终止，请按ESC键。　　5.退出实验，选中“退出”菜单，即可退出该实验。　　如想退出DOS，

5、应按ESC。　　四、实验步骤1．连接被测量典型环节的模拟电路及A/D，D/A连线，检查无误后接通电源。　　2．启动计算机，运行AT.EXE，设置T和N。　　参考值T=0.05妙，N=200。　　3．观测计算机屏幕示出的响应曲线及数据。　　4．记录波形及数据（由实验报告确定）。　　五、实验报告1．画出惯性环节，积分环节，比例加微分环节的模拟电路图，用坐标纸画出所记录的惯性环节，积分环节，比例加微分环节的响应曲线。　　2．由阶跃响应曲线计算出惯性环节，积分环节的传递函数，并与由电路计算的结果相比较。　　4实验二二阶系统阶跃响应　　一

6、、实验目的1．研究二阶系统的特征参数，阻尼比?和无阻尼自然频率定量分析?和n?与最大超调量n?对系统动态性能的影响。　　p?和调节时间st之间的关系。　　2．进一步学习实验仪的使用方法。　　3．学会根据系统阶跃响应曲线确定传递函数。　　二、实验原理及电路典型二阶系统的传递函数为2n22n2??)(nss??????　　（1）其中?和n?对系统的动态品质有决定的影响。　　二阶系统模拟电路如图2－1图2－1电路的结构图如图2－2图2－2经计算，系统闭环传递函数为RCS112RRRCS1－－R100KU1D/A1U2A/D1R100K

7、R100KR100KU2A/D1R1100KR2500KR100KR100KC1ufC1uf52221)　　(1)　　(1)　　(2)(TsTKsTsUsUs?????　　（2）式中RCT?，12RRK?。　　比较　　（1），　　（2）二式，可得RC2T21n1R1??，可以改变二阶系统的阻尼比。　　改变RC值可以改???12RK2R?R　　（3）由　　（3）式可知，改变比值?。　　Rxx?电阻R取?K100变无阻尼自然频率n令取K，??K1.0R500f?1~02（?2R由电位器调节），可得实验所需的阻尼比。　　f，可得到两个

8、无阻尼自然频率，电容C分别取和n?。　　三、实验步骤1．了解实验仪，熟悉实验仪的使用方法。　　sradn10??，即令?R1001?K　　140、?K200?和调节时间5.0??，即取fC?1.0?注意两个电容值同时改变，测量系统阶跃响应，并记录最大超调量2．取