机械控制工程基础试验课件.ppt

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1、机械控制工程基础实验机械电子工程学院机电实验中心JixieKongzhiGongchengJichuShiyan目录实验一一、二阶系统的时间响应实验二一、二阶系统的频率响应实验一一、二阶系统的时间响应一、实验目的1．学习一、二阶系统阶跃响应曲线的实验测试方法。2．研究一阶惯性系统在阶跃信号输入下的瞬态响应，改变其时间常数T和增益K，观察在阶跃信号作用下系统过渡过程的变化。3．研究二阶系统的两个重要参数ζ、ωn对阶跃瞬态响应指标的影响。实验一一、二阶系统的时间响应二、实验设备１．XMN－2型学习机２．CAEUSB计算机辅助实验系统３．万用表４．计算机实验一一、二阶系

2、统的时间响应三、实验内容利用ＸＭＮ-２型学习机组成被测系统。1.一阶惯性系统按照下图在ＸＭＮ-2型学习机上组成一阶惯性系统（被测系统），用计算机分别记录以下四组一阶惯性系统的阶跃响应曲线。具体参数见表1。实验一一、二阶系统的时间响应模拟电路图实验一一、二阶系统的时间响应其系统传递函数方框图如下：KX(S)Y(S)第1组第2组第3组第4组传递函数R011M1M200K200KR021M1M1M1MR111M1M1M1MR121M1M1M1MCf0.47μ1μ0.47μ1μX(t)1V1V1V1V一阶惯性系统阶跃响应曲线理论值增益K时间常数T实测值增益K时间常数T实验

3、一一、二阶系统的时间响应2.二阶振荡系统按照图3在ＸＭＮ－２型学习机上组成二阶振荡系统（被测系统），用计算机分别记录以下五组二阶振荡系统的阶跃响应曲线。具体参数见表。实验一一、二阶系统的时间响应二阶系统模拟电路图实验一一、二阶系统的时间响应二阶系统传递函数方框图第１组第2组第3组第4组实验具体参数Ｒ１Ｍ１Ｍ１Ｍ１ＭＣ0.47μ1.47μ1.0μ1.0μＲf40K40K80K120KRi100K100K100K100KX(t)1V1V1V1V二阶系统阶跃响应曲线理论值ζωnMPtstp实测值MPtstp实验一一、二阶系统的时间响应四、测试系统框图实验一一、二阶系统的

4、时间响应五、实验步骤１．将学习机中运算放大器进行调零(已调好)。２．关闭学习机电源，按图1（一阶系统）或图3（二阶系统）连接好被测系统，实验参数见表1或表2。３．按照系统测试框图搭建好实验系统。４．经指导教师检查无误后，打开计算机后、再打开学习机及CAE-USB实验系统的电源。５．进入虚拟仪器实验系统实验一一、二阶系统的时间响应六．实验报告1.一阶惯性系统(1)理论计算：从理论上计算以上四组一阶惯性系统的增益K和时间常数T，并填入表1(2)实验数据处理：从四组一阶惯性系统的响应曲线上，实测增益K和时间常数T，并填入表1，并与理论计算值比较。(3)简单讨论实验结果及

5、实验中的现象。2．二阶振荡系统(1)理论计算：从理论上计算以上四组二阶振荡系统的ζ、ωn、MP、ts及tp并填入表2。(2)实验数据处理：实测二阶振荡系统，根据实验结果计算相应的ζ、ωn、、MP、ts及tp并填入表2，再与理论值比较。(3)简单讨论实验结果及实验中的现象。实验二一、二阶系统的频率响应一、实验目的1．学习一、二阶系统频率特性的实验测试方法。2．通过实测一、二阶系统的频率特性，学习系统Bode图的绘制方法。实验二一、二阶系统的频率响应二、实验设备１．ＸＭＮ－２型学习机２．CAEUSB计算机辅助实验系统３．万用表４．计算机三、实验内容利用ＸＭＮ－２型学习

6、机组成被测系统。1.一阶惯性系统实验二一、二阶系统的频率响应R01R02R11R12CfX(t)200K1M1M1M0.47u1V实验二一、二阶系统的频率响应一阶系统测试参数表ω(rad/s)0.160.210.421.062.134.2610.6521.3042.60T(信号源周期:s)39.2529.9014.955.922.951.470.590.290.15时基（t/div）5s5s5s1s1s1s200ms200ms200msX实测(V)Y（实测）(V)L(ω)实测(dB)t实测(s)φ(ω)实测(deg)L(ω)理论(dB)φ(ω)理论(deg)实验二

7、一、二阶系统的频率响应2．二阶振荡系统RCRfRiX(t)1M1.0μ40K100K1V实验二一、二阶系统的频率响应二阶系统实验测试表ω(rad/s)0.300.400.600.800.901.001.201.402.003.00T(s)20.9315.7010.477.856.986.285.234.493.142.09时基（t/div）5s5s5s5s5s5s5s5s5s5sX实测(V)Y实测(V)L(ω)实测(dB)t实测(s)φ(ω)实测(deg)L(ω)理论(dB)φ(ω)理论(deg)实实验二一、二阶系统的频率响应四、测试系统框图实验二一、二阶系统的频

8、率响应五、