实验二二阶系统的瞬态响应分析.doc

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1、姓名：学号：年级专业：实验二二阶系统的瞬态响应分析一、实验目的1、熟悉二阶模拟系统的组成。2、研究二阶系统在不同参数状态下的单位阶跃响应，并分别测量出系统的超调量sp、峰值时间tp和调整时间ts。3、研究增益K对二阶系统阶跃响应的影响。二、实验仪器1、1、TKKL-1控制理论实验箱1台2、TDS1001B数字存储示波器1台3、万用表1只4、U盘1只（学生自备）三、实验原理实验线路图图1为二阶系统的方框图，它的闭环传递函数为图1二阶系统的方框图C（S）K/（T1T2）ωn²R（S）=S²+S/T1+K/（T1T2）=S²+2xωns+ωn²由上式求得ωn=√K/

2、（T1T2）x=√T2/（4T1K）若令T1=0.2S，T2=0.5S，则ωn=√10K，x=√0.625/K因此只要改变K值,就能同时改变ωn和x的值,由此可以得到过阻尼(x>1)、临界阻尼（x=1）和欠阻尼（x<1）三种情况下的阶跃响应曲线。四、实验内容与步骤1、按开环传递函数G（S）=K/（0.5S(0.2S+1)）的要求,设计相应的实验线路图。令r（t）=1V,在示波器上观察不同K（K=10，5，2，1，0.625，0.5，0.312，其中K=10,5，1,0.625必做，其他K值选做）下闭环二阶系统的瞬态响应曲线,并由图求得相应的σp、tp和ts的值

3、。2、调节K值，使该二阶系统的阻尼比x=1/Ö2,观察并记录阶跃响应波形。3、实验前按所设计的二阶系统，计算K=10,K=1,K=0.625三种情况下的x和ωn值。据此，求得相应的动态性能指标σp、tp和ts，并与实验所得出的结果作比较。4、写出实验心得与体会五、实验思考题1、在电子模拟系统中如何实现负反馈及单位负反馈？六、报告的形式与要求：1、完成实验并画出二阶系统在不同K值下的瞬态响应曲线，并注明时间坐标轴。2、实验前先计算二阶系统中K=10,K=1,K=0.625和K=0.312三种情况下的x和ωn值。据此，求得相应的动态性能指标σp、tp和ts，并与实

4、验所得出的结果作一比较。计算值如表K=10x=0.25Ωn=10Σp=418mvTp=324msTs=1.6sK=5x=0.354Ωn=7.071Σp=286mvTp=475msTs=1.598sK=1x=0.79Ωn=3.16Σp=0Tp=0Ts=1.6sK=0.625x=1Ωn=2.5Σp=0Tp=0Ts=1.6s实验值如表K=10Σp=440mvTp=340msTs=1.54sK=5Σp=280mvTp=520mvTs=1.60sK=1Σp=0Tp=0Ts=1.54sK=0.625Σp=0Tp=0Ts=1.84s由理论值与实验值作比较可以得出，此次实验基

5、本符合要求。实验值基本逼近理论值。3、写出本实验的心得与体会。实验的时候不仅要熟悉仪器的使用，而且还要熟练掌握课本理论知识，用理论知识指导实验的进行。在做实验时，还要注意两个人的协调，比如说，一个人接电路，另一个人检查电路，这样不仅保证了实验的有效性，而且还提高了实验的效率。