山东电子设计大赛2010.doc

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1、实验一一、二阶系统的阶跃响应实验报告＿＿＿系＿＿专业＿＿＿班级学号＿＿＿姓名＿＿＿成绩＿＿＿指导教师＿＿一、实验目的1、学习实验系统的使用方法。2、学习构成一阶系统（惯性环节）、二阶系统的模拟电路，分别推导其传递函数。了解电路参数对环节特性的影响。3、研究一阶系统的时间常数T对系统动态性能的影响。4、研究二阶系统的特征参数，阻尼比和无阻尼自然频率对系统动态性能的影响。二、实验仪器1、EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台2、计算机一台三、实验内容（一）构成下述一阶系统（惯性环节）的模拟电路，并测量其阶跃响应。惯性环节的模拟电路及其传递函数如图1-1。R2R1K=R2/R1，T=

2、R2*C图1-1一阶系统模拟电路图（二）构成下述二阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应。典型二阶系统的闭环传递函数为（1）其中和对系统的动态品质有决定的影响。构成图1-2典型二阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应：R2图1-2二阶系统模拟电路图电路的结构图如图1-3图1-3二阶系统结构图系统闭环传递函数为式中T=RC，K=R2/R1。比较（1）、（2）二式，可得=1/T=1/RC=K/2=R2/2R1（3）由（3）式可知，改变比值R2/R1，可以改变二阶系统的阻尼比。改变RC值可以改变无阻尼自然频率。今取R1=200K，R2=0K，50K，100K和200K，可得实验所需的阻尼比。电

3、阻R取100K，电容C分别取1和0.1，可得两个无阻尼自然频率。操作步骤：1.启动计算机，在桌面双击图标[自动控制实验系统]运行软件。2.测试计算机与实验箱的通信是否正常，通信正常继续。如果信不正常查找原因使通信正常后才能可以继续进行实验。3.连接被测量典型环节的模拟电路（图1-1）。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。4.在实验课题窗口中单击选择实验一[典型环节阶跃响应]，5.鼠标双击实验课题弹出实验课题参数窗口。在参数窗口中设置响应的实验参数后，鼠标单击确认等待屏幕显示去显示实验结果。6.观测计算机屏

4、幕显示出的响应曲线及数据。7.记录波形及数据于表1-1。8.关闭电源，拆线。9.测试计算机与实验箱的通信是否正常，通信正常继续。如果信不正常查找原因使通信正常后才能可以继续进行实验。10.连接被测量典型环节的模拟电路（图1-2）。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的DA1输入。检查无误后接通电源。11.在实验课题窗口中单击选择实验二[二阶系统阶跃响应]。鼠标双击实验课题弹出实验课题参数窗口。在参数窗口中设置响应的实验参数后，鼠标单击确认等待屏幕显示区显示实验结果。12.观测计算机屏幕显示出的响应曲线及数据。13.记录波形及数据于表1-2

5、。四、实验结果与分析1.分析推导一阶系统的传递函数1.记录一阶系统实验数据于表1-1，并计算Ts（秒）理论值。表1-1一阶系统实验数据记录表实验结果参数阶跃响应曲线Ts（秒）实测值理论值K=1C=1K=2C=12.进行电路分析，推导得到二阶系统的传递函数。1.记录二阶系统实验数据于表1-2表1-2二阶系统实验数据记录表实验结果参数阶跃响应曲线R=100KC=1（注意：二个电容量值同时改变）1.定量分析和与最大超调量和调节时间之间的关系。2.在实验过程中出现了什么问题？你是如何解决的？实验二系统频率特性测量实验报告＿＿＿系＿＿专业＿＿＿班级学号＿＿＿姓名＿＿＿成绩＿＿＿指导教师＿＿

6、一、实验目的1、加深了解系统频率特性的物理概念。2、掌握系统频率特性的测量分析方法。二、实验仪器1、EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台2、计算机一台三、实验内容1、模拟电路图及系统结构图分别如图2-1和图2-2。图2-1系统模拟电路图图2-2系统结构图2、系统传递函数取R3=500K，则系统传递函数为若输入信号，则在稳态时，其输出信号为改变输入信号角频率值，便可测得二组U2/U1和和变化的数值，这个变化规律就是系统的幅频性和相频特性。操作步骤1.连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1的A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误

7、后接通电源。2.启动计算机，在桌面双击图标[自动控制实验系统]运行软件。3.测试计算机与实验箱的通信是否正常，通信正常继续。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。测波德图4.鼠标双击选中[实验课题→系统频率特性测量→可测性检查]菜单项，系统进行数据采集，等待观察波形，如图2-3所示。分别取2~3组不同信源频率，记录系统输入输出波形并由图形计算幅频和相频特性。图2-3数据采集5.待数据采样结束后鼠标双击[实验课题→系统频率特性测量→数据采集]系统进行数据自动采集。6.