其中KR2/Ri,TdRiC
设I-为一单位阶跃信号，图1-5示出了比例系数卜为2、微分系数为5时卩D的输出响应曲线
图1-5
5、惯性环节
惯性环节的传递函数与方框图分别为:
为1、时间
输入端输入一个单位阶跃信号，且放大系数
常数为丨时响应曲线如图1-7所示
电床（叫
1
Mi⑴
—十
0
图1-7
四、实验步骤
1、比例I环节
实验步骤：
先根据比例环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路，如下图所示。
R2Ro
图中后一个单元为反相器，其中心=2°叫
若比例系数K=1时，电路中的参数取：
b=
卄"心才町z亠口冷亠弘4町廿匕=100K=200K
若比例系数K=2时，电路中的参数取：
1，2。
当5为一单位阶跃信号时，用上位软件观测（选择“通道1-2”，其中通道A。
丄接电路的输出％;通道AD?
接电路的输入%并记录相应K值时的实验曲线，并与理论值进行比较。
另外；还可使用可变电位器，以实现比例系数为任意设定值。
2、积分环节
实验步骤：
根据积分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单
元设计并组建相应的模拟电路，如下图所示。
图中后一个单元为反相器，其中心=2°°.
若积分时间常数'时，电路中的参数取：
’），
C二10uF（TRC二100KXIOuFIs）；
若积分时间常数厂二复3时，电路中的参数取：
1，
CluF（TRC100KXluF0.Is）；
当5为一单位阶跃信号时，用上位机软件观测并记录相应T值时
的输出响应曲线，并与理论值进行比较。
3、比例积分付」」环节
根据比例积分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路，如下图所示。
图中后一个单元为反相器，其中’（：
'o
若取比例系数KI、积分时间常数丁1$时，电路中的参数取:
R}lOOKtR2二1OOK,
10uF（KR2/R］二ltT=Rf=1OOKX1OuFIs）；
若取比例系数陆刍口、积分时间常数「•时，电路中的参数取：
&10（）K*R2100K,
C=］uF（KR2/R}=1,TR、C100KXluF=0.Is）.
通过改变的值可改变比例积分环节的放大系数K和积分时间常数。
当®为一单位阶跃信号时，用上位软件观测并记录不同K及I值时的实验曲线，并与理论值进行比较。
4、比例微分卜环节
实验步骤：
根据比例微分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建其模拟电路，如下图所示。
RiR2R（j
I•【7■4
—1—
-ii—
~l
U\0_1
T」
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H——
+
Ro
•—|
J
»~~-A
+r+
―i
Uu1~0
图中后一个单元为反相器，其中％爪。
若比例系数KI、微分时间常数1时，电路中的参数取：
R］二100K>R2二100K,
10uF（KR/R}=l,"T=100KX1OuFIs）；
若比例系数K=0・5、微分时间常数T1旳寸，电路中的参数取:
©200K,R2100K,
C=luF（KRJR\-0.5,T=Rf100KXluE0.Is）.
当®为一单位阶跃信号时，用上位软件观测并记录不同K及［值时的实验曲线，并与理论值进行比较。
5、惯性环节
实验步骤：
根据惯性环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建其相应的模拟电路，如下图所示。
图中后一个单元为反相器，其中’
若比例系数K1、时间常数1、1百时，电路中的参数取：
©二10网也二100耳
（:
=10uF（KRJ=1/T=R/.=100KX1OuFIs）
。
若比例系数K1、时间常数T羽时，电路中的参数取：
=100KR2=200K
C=10uF（K=2rTRf200KX10uF2s）&
通过改变尺丄、*2、C的值可改变惯性环节的放大系数K和时间常数当"i为一单位阶跃信号时，用上位软件观测并记录不同K及I值时
的实验曲线，并与理论值进行比较。
五、实验记录
=•注
1、比例丨环节
%为一单位阶跃信号时，实验记录响应曲线如下:
2、积分环节
当电路参数取：
R二100^CIOuF,其积分时间常数TM对于5为一单位阶跃信号时，实验记录响应曲线如下:
恥;]
JFtfj逗廿匹事坯。
低由弘哎j
当电路参数取：
R=100K,CluF,其积分时间常数T0.1s对于5为一单位阶跃信号时，实验记录响应曲线如下:
3、比例积分k*」匸环节
当电路参数取-,其比例系数
K=1、积分时间常数Tlso对于5为一单位阶跃信号时，实验记录
响应曲线如下：
当电路参数取：
©”（临©「1，|1；，其比例系数
K=1、积分时间常数】’°」£。
对于5为一单位阶跃信号时，实验记录响应曲线如下：
■MiRTMeU应;H
f
1
i
1i
4、比例微分L「"环节
当电路参数取：
R】*210（K（:
1山山，其比例系数
K=1、微分时间常数Tlso对于5为一单位阶跃信号时，实验记录
响应曲线如下：
輛欄［十胡:
订＜||
除—tTlPI：
!
tOith口！
＜】•『】•陛血M*
当电路参数取：
2（）0K,心100K,（•10叫，其比例系数K=0.5、微分时间常数丁=is。
对于叫为一单位阶跃信号时，实验记录响应曲线如下：
iikiti-telui』i*虐|gut.
JIIp]IT
5、惯性环节
当电路参数取：
Ri冬10（此（：
1W,其比例系数
K=1、时间常数Tlso对于5为一单位阶跃信号时，实验记录响应曲线如下：
数K=2时间常数'『=2so对于5为一单位阶跃信号时，实验记录响应曲线如下：
.JW"KinBill'
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|AisdQLT1Uiqjiu
—Mi■**■—聲JMt—_
六、实验总结
实验思考题
1.用运放模拟典型环节时，其传递函数是在什么假设条件下近似导出的？
答：
a、满足“虚短”、“虚断”特性；
b、运放的静态量为零，输入量、输出量和反馈量都可以用瞬时值表示其动态变化。
2.积分环节和惯性环节主要差别是什么？
在什么条件下，惯性环节可以近似地视为积分环节？
而又在什么条件下，惯性环节可以近似地视为比例环节？
答：
积分环节和惯性环节的差别在于当输入为单位阶跃信号时，积分环节输出随时间呈直线增长，而惯性环节输出以指数规律变化。
当时间t趋于无穷大时，惯性环节可近似视为积分环节；而当时间t趋于0时，惯性环节可近似视为比例环节。
3.在积分环节和惯性环节实验中，如何根据单位阶跃响应曲线的波形，确定积分环节和惯性环节的时间常数？
答：
在积分环节中，纵坐标K所对应的横坐标就是时间常数T；而在惯性环节中，在起始点做该点的切线，与y=K相交的点的横坐标就是时间常数T。
4.为什么实验中实际曲线与理论曲线有一定误差？
答：
在实验中，运放并不是理想的。
再加上元器件都有温度特性
曲线，会产生相应的误差。
5、为什么PD实验在稳定状态时曲线有小范围的振荡?
答：
PD实验中存在微分环节，而微分环节对偏差很敏感，又因为输入信号中有噪音，不是平直光滑的，所以经过微分放大后，使得偏差放大，出现了小范围的振荡。
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