实验六开环增益与零极点对系统性能的影响文档格式.docx

1、具体用法参见用户手册中的示波器部分。1原始二阶系统实验中所用到的功能区域：阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、实验电路A2、实验电路A3。原始二阶系统模拟电路如图1-6-1所示，系统开环传递函数为：， 图1-6-1原始二阶系统模拟电路（1） 设置阶跃信号源：A将阶跃信号区的选择开关拨至“05V”；B将阶跃信号区的“05V”端子与实验电路A3的“IN32”端子相连接；C按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“05V”端子产生阶跃信号。（2） 搭建原始二阶系统模拟电路：A将A3的“OUT3”与A1的“IN11”、“IN13”同时连接，将A1的“OUT1”与A2的“IN21”相连接，将A2的“OUT2

2、”与A3的“IN33”相连接；B按照图1-6-1选择拨动开关：图中：R1=200K、R2=200K、R3=200K、R4=100K、R564K、R6=200K、 R7=10K、R8=10K、C1=1.0uF、C2=1.0uF将A3的S5、S6、S10，A1的S3、S6、S9，A2的S3、S8、S13拨至开的位置；（3） 连接虚拟示波器：将实验电路A2的“”与示波器通道CH1相连接。（4） 输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测原始二阶系统输出响应曲线，记录超调量%、峰值时间tp和调节时间ts。2闭环极点对原始二阶系统的影响阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、实验电路A2、实验电路A3、实验电路A4、

3、实验电路A5、实验电路A6。给原始二阶系统加入闭环极点后的模拟电路如图1-6-2所示图1-6-2加入闭环极点的二阶系统模拟电路（2） 搭建加入闭环极点的二阶系统模拟电路：A按照步骤1中的（1）、（2）搭建原始二阶系统；B加入闭环极点环节模拟电路中的表示不同的极点环节，请分别将下表中的极点环节加入到原始二阶系统中。极点环节极点传递函数参数值选择拨动开关R9=200KR10=200KC3=5.0uF将A4的S5、S14拨至开的位置R9=500KR10=500KC3=1.0uF将A5的S4、S11拨至开的位置将A4的S5、S13拨至开的位置R9=100KR10=100K将A5的S5、S13拨至开的位

4、置R9=50KR10=50K将A6的S4、S15拨至开的位置C3=0.1uF将A4的S5、S15拨至开的位置将实验电路Ax的“OUTX”与示波器通道CH1相连接。（4） 输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测加入闭环极点的二阶系统输出响应曲线，记录超调量%、峰值时间tp和调节时间ts。3闭环零点对原始二阶系统的影响原始二阶系统加入闭环零点后的模拟电路如图1-6-3所示图1-6-3加入闭环零点的二阶系统模拟电路（2） 搭建加入闭环零点的二阶系统模拟电路：B加入闭环零点环节模拟电路中的表示不同的零点环节，请分别将下表中的零点环节加入到原始二阶系统中。零点环节零点传递函数R9=30KR10=470KR11

5、=470K将A4的S3、S10拨至开的位置R9=1.0KR11=200K将A4的S4、S11拨至开的位置R11=100K将A5的S2、S9拨至开的位置R9=8.0KR10=41KR11=41K将A6的S1、S8拨至开的位置C3=0.2uF将A5的S3、S9拨至开的位置（4） 输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测加入闭环零点的二阶系统输出响应曲线，记录超调量%、峰值时间tp和调节时间ts。4开环极点对原始二阶系统的影响给原始二阶系统加入开环极点后的模拟电路如图1-6-4所示图1-6-4加入开环极点的二阶系统模拟电路（2） 搭建加入开环极点的二阶系统模拟电路：B加入开环极点环节（4） 输入阶跃信号，通

6、过虚拟示波器观测加入开环极点的二阶系统输出响应曲线，记录超调量%、峰值时间tp和调节时间ts。5开环零点对原始二阶系统的影响原始二阶系统加入开环零点后的模拟电路如图1-6-5所示图1-6-5加入开环零点的二阶系统模拟电路（2） 搭建加入开环零点的二阶系统模拟电路：B加入开环零点环节（4） 输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测加入开环零点的二阶系统输出响应曲线，记录超调量%、峰值时间tp和调节时间ts。6开环增益K对二阶系统的影响二阶系统模拟电路如图1-6-6所示，系统开环传递函数为：，KR6/R5，当R5=100K时闭环传递函数为：， K1，。在开环零点、极点保持不变的情况下，改变开环增益K，系统

7、的阻尼系数和固有频率也将发生变化，系统的特性从而改变。图1-6-6二阶系统模拟电路A将A3的“OUT3”与A1的“IN13”相连接，将A1的“OUT1”与A2的“IN24”相连接，将A2的“OUT2”与A3的“IN33”相连接；B按照图1-6-6选择拨动开关：R1=200K、R2=200K、R3=200K、R4=50K、R5可调、R6=100K、 R7=10K、R8=10K、C1=2.0uF、C2=1.0uFCKR6/R5，调节R5的阻值，使K分别取值：1，2，4，5，10，20将A3的S5、S6、S10，A1的S7、S10，A2的S8、S11拨至开的位置；（4） 输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测不同开环增益K下的二阶系统输出响应曲线，记录超调量%、峰值时间tp和调节时间ts。四实验结果根据实验结果填写下表表一 闭环极点对原始二阶系统的影响实测响应曲线超调量%峰值时间tp调节时间ts理论值实测值表二 闭环零点对原始二阶系统的影响