实验一 典环节的模拟研究.doc

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1、实验一典型环节的模拟研究一、实验要求了解和掌握各典型环节的传递函数及模拟电路图，观察和分析各典型环节的响应曲线。二、实验原理各典型环节的方块图及传递函数三、实验内容及步骤实验内容具体参数见表1-11、比例环节比例环节运放按模拟电路图从左至右依次使用运放单元A1、A4构建，在A1中分别选取R1=100K和R1=200K的反馈阻值。2、惯性环节惯性环节运放依次使用运放单元A4、A2构建，构建R1=200K，只要将A4中IN和OUT之间的第二个开关拨至ON（由下至上），在A4中分别选取电容C=1uF和C=2uF。3、积分环节积分环节运放依次使用

2、运放单元A4、A2构建，在A4中分别选取电容C=1uF和C=2uF。在作该实验时很容易积分饱和，所以有时需要放电。4、比例积分环节比例积分环节当取C=1uF时运放用A2和A1构建，当取C=2uF时用运放A4、A1构建。第一运放的反馈由A4的第四个开关拨至ON（由下至上）。5、比例微分环节比例微分环节当R1＝10K时运放用A3、A1构建，将A3中IN和OUT之间最上面的开关拨至ON，就构建成了第一级运放的反馈部分，当R1＝20K时利用A1和A3构建，将A1中IN和OUT之间的最上面的开关拨至ON，就构成了第一级运放的反馈部分。6、比例积分微

3、分比例积分微分环节当R1＝10K时，运放用A2、A1构建，第一级运放的反馈部分由A2中IN和OUT之间的第6个开关拨至ON(由下至上)，当R1＝20K时，运放用A2、A1构建，第一级运放的反馈部分由A4中IN和OUT之间的最上面的开关拨至ON。一、观测比例、积分、比例积分、比例微分和惯性环节的阶跃响应曲线。1、准备：使运放处于工作状态。将B7信号发生器的G端与G1K端用开关拨至右边，使模拟电路中的场效应管（3DJ6）夹断，这时运放处于工作状态。（如果使用模示波器观察，使用方法参见用户手册中的示波器部分）。2、阶跃信号的产生：电路可采用图1

4、－1所示电路，它由“B6阶跃信号”及“A5电位器”组成。图2-1-1具体线路形成：如图2-1-1所示，在B6单元中，按键按下0V/5V孔输出5V，红灯亮，将0V/5V孔与A5的一端相连，电位器的另一端用开关与GND相连，由电位器的Y端输出信号即为阶跃信号。以后实验若再用到阶跃信号时，方法同上，不再赘述。实验步骤：1、按实验内容中的典型环节的模拟电路图将线接好。2、将模拟电路输入端（Ui）与阶跃信号的输出断Y相连接；模拟电路的输出端（Uo）接至示波器3、按下B6中按钮时，用示波器观测输出端的实际响应曲线Uo(t)，且将结果记下。改变比例参数

5、，重新观测结果。4、同理得出积分、比例积分、比例微分（该实验如果用虚拟示波器观察，由于微分的时间太短虚拟示波器无法显现，建议用一般的示波器观察）和惯性环节的实际响应曲线，它们的理想曲线和实际曲线见表1-1。本书中所有实验图形都是由TEK数字示波器观察得到的，仅供参考。注意：比例积分，积分实验中积分很容易饱和，所以需要放电。具体操作如下：B7单元中ST和S，G和G1用开关拨至右边，将S1的波段开关置于最顶端（阶跃档），等待几秒钟后放电完成，然后将ST和S的开关拨下。以后实验若再用到放电，方法同上，不再赘述。二、观察PID环节的响应曲线实验步

6、骤1、此时Ui采用B7单元的周期性方波信号B7单元的ST与S，G和G1用“开关”拨至右边，S1波段开关置于最顶端“阶跃信号”档，“OUT”端的输出电压即为阶跃信号电压，调节信号周期由波段开关S2和调频调幅旋钮，以信号幅值小、信号周期较长比较适宜。2、参照实验线路及连接中的PID模拟电路图，将PID环节搭接好。3、将1中产生的周期性方波信号加到PID环节的输入端（Ui），用示波器观测PID输出端（Uo），改变电路参数，重新观察记录。该实验如果用虚拟示波器观察，由于微分的时间太短虚拟示波器无法显现，建议用普通示波器观察。