典型环境传递函数及模拟电路的构成方式教材Word格式文档下载.docx

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独立完成实验内容，并进行了验证。

1、实验时间：

2014年9月22日

二、实验地点：

课外Multisim进行仿真，课堂上用labACT试验箱进行验证

3、实验目的：

1、了解labACT试验箱的模拟电路的基本组成、工作原理及使用方法

2、掌握典型环境传递函数及模拟电路的构成方式

3、熟悉各种典型环境的阶跃响应曲线

4、理解各个典型环境在系统中所起的作用

4、实验设备与软件

1、Multisim12电路设计与仿真软件

2、labACT实验台与虚拟示波器

5、实验原理

在实际生产中系统往往很复杂，但不管多么复杂的系统，在分析时都可以看成是由不同的基本环节构成。

例如：

由电子线路组成的放大器是最常见的比例环节；

在机械系统中的齿轮减速器是一个比例环节。

积分和惯性环节也是非常常见的，如：

液位控制系统中阀控液压缸可看成积分环节，而直流电机的励磁回路就是一个惯性环节。

比例环节可以改变输入信号的放大倍数；

积分环节具有记忆功能，常用来改善系统的稳定性能；

微分环节则常用来改善系统的动态特性。

6、实验内容、方法、过程与分析

1、实验内容：

分别在Multisim12和labACT模拟试验箱观测记录比例（K）、积分（（Tis）-1）、比例积分（1+（Tis）-1）、惯性环节（（1+Tis）-1）的阶跃响应曲线。

2、实验方法：

（1）Multisim仿真

（2）labACT试验箱验证

3、实验过程与分析

A、单位阶跃

（1）比例环节一般采用反响输入的方式，Multisim原理图及仿真结果如下;

图1比例环节原理图

图2比例环节输入信号波形

图3比例环节输出信号波形

（2）积分环节，Multisim原理图及仿真结果如下;

图4积分环节原理图

图5积分环节输入信号波形

图6积分环节输出信号波形（初始阶段）

图7积分环节输出信号波形（稳定阶段）

（3）比例积分环节，Multisim原理图及仿真结果如下;

图8比例积分环节原理图

图9比例积分环节输入信号波形

图10比例积分环节输出信号波形（初始阶段）

图11比例积分环节输出信号波形（稳定阶段）

（4）惯性环节，Multisim原理图及仿真结果如下;

图12惯性环节原理图

图13惯性环节输入信号波形

图14惯性环节输出信号波形（初始阶段）

图15惯性环节输出信号波形（稳定阶段）

B、输入3V，改变时间常数

T=

7、实验结论与总结

结论：

1、连续系统传递函数的生成

命令格式：

sys=tf（num，den）;

2、连续系统zpk函数的生成

sys=zpk（z，p，k）；

3、传递函数模型与zpk传递函数模型间的转换

[num,den]=zp2tf（z,p,k）;

[z,p,k]=tf2zp（num,den）;

4、线性系统传递函数的零点和极点

pole/zero（sys）;

5、连续传递函数的静态增益

6、部分分式分解和还原

[z,p,k]=residue（num,den）;

[num,den]=residue（z,p,k）;

总结：

初步掌握MATLAB的基本语句用法，但是还需要进一步学习MATLAB的语法，算法。

附录：

.m文件

num1=[16116];

den1=[115741200];

sys=tf（num1,den1）;

z1=[-1-2-3];

p1=[0-4-5-6];

k1=1/20;

srs=zpk（z1,p1,k1）;

z2=[-1-2-3]'

;

p2=[0-4-5-6]'

k2=1/20;

spk=zpk（z2,p2,k2）;

[num2,den2]=zp2tf（z2,p2,k2）;

stf=tf（num2,den2）;

tishi1='

零极点传递函数形式是：

'

spk

tishi2='

多项式点传递函数形式是：

stf

num3=[16116];

den3=[115741200];

stf2=tf（num3,den3）;

[z3,p3,k3]=tf2zp（num3,den3）;

spk2=zpk（z3,p3,k3）;

stf=tf（num3,den3）;

spk2

stf2

[r,p,k]=residue（num3,den3）;

[num,den]=residue（r,p,k）;