杭州电子科技大学自动控制原理实验报告.docx

1、杭州电子科技大学自动控制原理实验报告自动控制原理实验报告班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 3.1.1 典型环节的模拟研究典型比例环节模拟电路如图3-1-1所示。图3-1-1 典型比例环节模拟电路传递函数： ； 单位阶跃响应： 按下表改变图3-1-1所示的被测系统比例系数，观测结果，填入实验报告。R0R1输入Ui比例系数K计算值测量值200K100K4V0.50.5050K200K1V43.92 图1 比例：R0=200，R1=100，Ui=4V 图2比例：R0=50，R1=200，Ui=1V2)观察惯性环节的阶跃响应曲线典型惯性环节模拟电路如图3-1-2所示。图3-1-2 典型惯性环节

2、模拟电路传递函数： 单位阶跃响应： 按下表改变图3-1-2所示的被测系统时间常数及比例系数，观测结果，填入实验报告。R0R1C输入Ui比例系数K惯性常数T计算值测量值计算值测量值200K200K1u4V11.00.20.250K1u1V43.90.20.2 图3 惯性：R0=200 R1=200 C=1 Ui=4图4 惯性：R0=50 R1=200 C=1 Ui=13)观察积分环节的阶跃响应曲线 典型积分环节模拟电路如图3-1-3所示。图3-1-3 典型积分环节模拟电路传递函数： 单位阶跃响应： 按下表改变图3-1-3所示的被测系统时间常数，观测结果，填入实验报告。R0C输入Ui积分常数Ti计

3、算值测量值200K1u1V0.20.21100K1u0.10.10 图5 积分：R0=200，C=1u 图6 积分：R0=100，C=1u4)观察比例积分环节的阶跃响应曲线 典型比例积分环节模拟电路如图3-1-4所示.。图3-1-4 典型比例积分环节模拟电路传递函数： 单位阶跃响应： 按下表改变图3-1-4所示的被测系统时间常数及比例系数，观测结果，填入实验报告。R0R1C输入Ui比例系数K积分常数Ti计算值测量值计算值测量值200K200K1u1V110.20.17100K1u22.1480.10.11 图7 比例积分： R0=200，C=1图8比例积分： R0=100，C=13.1.2 二

4、阶系统瞬态响应和稳定性图3-1-7 型二阶闭环系统模拟电路积分环节（A2单元）的积分时间常数Ti=R1*C1=1S 惯性环节（A3单元）的惯性时间常数 T=R2*C2=0.1S阻尼比和开环增益K的关系式为：临界阻尼响应：=1，K=2.5，R=40k 欠阻尼响应：01，设R=70k，K=1.43=1.321 三按下表改变图3-1-7所示的实验被测系统，画出系统模拟电路图。调整输入矩形波宽度3秒，电压幅度 = 3V。(1).画出跃响应曲线，测量超调量Mp，峰值时间tp填入实验报告。（计算值实验前必须计算出）增益K（A3）惯性常数T（A3）积分常数Ti（A2）自然频率n计算值阻尼比计算值超调量Mp(

5、%)峰值时间tP计算值测量值计算值测量值250.1115.810.31635.125.40.2090.21200.10.231.620.15860.559.90.100.12 图9 瞬态响应：K=25 T=0.1 Ti=1图10 瞬态响应：K=20 T=0.1 Ti=0.23.2.1 频率特性测试图3-2-1 被测系统的模拟电路图三按下表改变实验被测系统正弦波输入频率：（输入振幅为2V）。观测幅频特性和相频特性，填入实验报告。並画出幅频特性、相频特性曲线。输入频率Hz幅频特性相频特性计算值测量值计算值测量值15.955.787.1671.65.855.6211.37124.54.824.502

6、9.493182.992.7645.154712.50.620.30457.5257 图11 频域分析：1Hz图12 频域分析：1.6Hz图13 频域分析：4.5Hz图14 频域分析：8Hz图15 频域分析：12.5Hz3.3 线性系统的校正与状态反馈控制系统的校正与状态反馈就是在被控对象已确定，在给定性能指标的前提下，要求设计者选择控制器（校正网络）的结构和参数，使控制器和被控对象组成一个性能满足指标要求的系统。3.3.1 频域法串联超前校正串联超前校正后系统频域特性测试的模拟电路图见图3-3-5。图3-3-5串联超前校正后系统的传递函数为： 图3-3-5 串联超前校正后系统频域特性测试的模拟电路图（3）运行、观察、记录：3）串联超前校正系统的时域特性的测试串联超前校正后系统时域特性测试的模拟电路图见图3-3-10。图3-3-10 串联超前校正后系统时域特性测试的模拟电路图三实验数据记录相位裕度（设计目标）测 量 值相位裕度超调量Mp(%)峰值时间tP404134.360.180