自动控制原理实验报告-太原理工.docx

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1、本科实验报告课程名称：自动控制原理实验项目：典型环节的时域特性实验地点：自动控制原理实验室专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2012年5月实验一典型环节的时域特性一、实验目的学会利用自动控制实验箱对控制系统进行典型环节时域分析二、实验设备TDN-AC/ACS+型控制试验箱一套，安装windows98系统和ACS2002应用软件的计算机一台三、实验内容下面列出各典型环节的方框图、传递函数、模拟电路图、阶跃响应，实验前应熟悉了解。1．比例环节(P)A方框图B传递函数：C阶跃响应：其中D模拟电路图E理想与实际阶跃响应对照曲线：①取R0=200K；R

2、1=100K。②取R0=200K；R1=200K。2．积分环节(I)A．方框图B．传递函数：C．阶跃响应：其中D．模拟电路图(5)理想与实际阶跃响应曲线对照：①取R0=200K；C=1uF。②取R0=200K；C=2uF。3．惯性环节(T)(1)方框图(2)传递函数：。(3)模拟电路图图1.1-8(4)阶跃响应：，其中；(5)理想与实际阶跃响应曲线对照：①取R0=R1=200K；C=1uF。②取R0=R1=200K；C=2uF。4．比例微分环节(PD)(1)方框图(2)传递函数：(3)阶跃响应：。(4)模拟电路图(5)理想与实际阶跃响应曲线对照

3、：①取R0=R2=100K，R3=10K，C=1uF；R1=100K。②取R0=R2=100K，R3=10K，C=1uF；R1=200K。四、实验步骤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置了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。将开关分别设在“方波”档和“500ms～12s”档，调节调幅和调频电位器，使得“OUT”端输出的方波幅值为1V，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

4、分别监测模拟电路的输入Ui端和输出U0端，观测输出端的实际响应曲线U0(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节、比例积分环节、比例微分环节、惯性环节和比例积分微分环节的模拟电路图。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。五、实验结果记录比例环节积分环节比例微分惯性环节实验心得：通过团队合作成功完成了实验，进一步理解了典型环节的时域特性。本科实验报告课程名称：自动控制原理实验项目：典型二阶系统的时域特性实验地点：自动控制原理实验室专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2012

5、年5月实验二典型二阶系统的时域特性一、实验目的学会利用自动控制实验箱对控制系统进行典型环节时域分析二、实验设备TDN-AC/ACS+型控制试验箱一套，安装windows98系统和ACS2002应用软件的计算机一台三、实验内容典型的二阶系统稳定性分析(1)结构框图(2)对应的模拟电路图(3)理论分析系统开环传递函数为：；开环增益。(4)实验内容先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻R的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。，，系统闭环传递函数为：其中自然振荡角频率：；阻尼比：。典型的三阶系统稳定性

6、分析(1)结构框图(2)模拟电路图(3)理论分析系统的开环传函为:(其中)，系统的特征方程为:。四、实验步骤信号源单元的“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置了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。将开关分别设在“方波”档和“500ms～12s”档，调节调幅和调频电位器，使得“OUT”端输出的方波幅值为1V，周期为10s左右。典型二阶系统瞬态性能指标的测试(1)按模拟电路图1.2-2接线，将1中的方波信号接至输入端，取R=10K。(2)用示波器观察系统响应曲线C(t)，测量并记录超调MP、峰值时间tp和调节时间tS。

7、(3)分别按R=20K；40K；100K；改变系统开环增益，观察响应曲线C(t)，测量并记录改变图2系统元件参数R1大小，研究不同参数特征下的时域响应。图2中参数关系R0=100K，ξ=R1/2R0，T=R0C。图3a、图3b、图3c分别对应二阶系统在欠阻尼，临界阻尼，过阻尼三种情况下的阶跃响应曲线：图3a图3c图3b五、实验结果记录1.欠阻尼状态：R=10K2.欠阻尼状态：R=20K3．临界阻尼：R=40K4过阻尼：R=100K实验心得：通过实验学会了利用自动控制实验箱对二阶控制系统进行时域分析，增加了对所学知识的理解。本科实验报告课程名称：

8、自动控制原理实验项目：控制系统的稳定性和稳态误差实验地点：多学科楼机房专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2012年5月实验三控制系统的稳定性和稳态误