实验报告1典型环节及其阶跃响应分析.docx

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实验报告1典型环节及其阶跃响应分析

实验一典型环节及其阶跃响应分析

一、实验目的

1、掌握控制模拟实验的基本原理和一般方法。

2、掌握控制系统时域性能指标的测量方法。

二、实验仪器

1、EL-AT-Ⅱ型自动控制系统试验箱一台

2、计算机一台

三、实验原理

1．模拟实验的基本原理：

控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。

再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。

若改变系统的参数，还可进一步分析研究参数对系统性能的影响。

四、实验内容

1、用运算放大器构成比例环节、惯性环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节和比例积分微分环节。

2、在阶跃输入信号作用下，记录各环节的输出波形，写出输入输出之间的时域数学关系。

3、在运算放大器上实现各环节的参数变化。

五、实验步骤

六、实验步骤

1.启动计算机，在桌面“信号、自控文件夹”中双击图标，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。

如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。

3.连接典型环节的模拟电路,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.在实验项目的下拉列表中选择[一、典型环节及其阶跃响应],鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框。

在参数设置对话框中设置相应的实验参数后用鼠标单击确定，等待屏幕的显示区显示实验结果.

5.观测计算机屏幕显示出的响应曲线及数据,记录波形及数

七、实验结果

1、比例环节

K=2

K=4

2、惯性环节

T=0.1s

T=0.2s

T=0.5s

3、积分环节

T=0.1s

T=0.2s

T=0.01s

4、微分环节

T=0.1s

T=0.5s

5、比例+微分环节

T=0.1s

T=0.5s

6、比例+积分环节

T=0.1

T=0.5

八、数据处理

名称

参数

理论值

实测值

比

例

环

节

R2=200K

R1=100K

G（s）=-R2/R1

=-2

G（s）=-Uo/Ui

=-2.55

R2=400K

R1=100K

G（s）=-R2/R1

=-4

G（s）=-Uo/Ui

=-4.34

惯性

环节

R0=10K

R1=100k

R2=100K

R1=100K

C=1uF

T=R2*C=0.1s

G（s）=-1/0.1s+1

T=0.087s

G（s）=-1/0.087s+1

R2=100K

R1=100K

C=2uF

T=R2*C=0.2s

G（s）=-1/0.2s+1

T=0.184s

G（s）=-1/0.184s+1

R2=100K

R1=100K

C=5uF

T=R2*C=0.5s

G（s）=-1/0.5s+1

T=0.404s

G（s）=-1/0.404s+1

积分

环节

R1=100K

R=100K

C=1uF

T=R1*C=0.1s

G（s）=1/0.1s

R=100K

C=2uF

T=R1*C=0.2s

G（s）=1/0.2s

R=100K

C=0.1uF

T=R1*C=0.01s

G（s）=1/0.01s