参考借鉴自控实验报告一典型环节的时域响应docx.docx

1、参考借鉴自控实验报告一典型环节的时域响应docx实验一典型环节的时域响应一、实验目的1熟悉并掌握TD-ACC+(或TD-ACS)设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。2熟悉各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线，对比差异、分析原因。3了解参数变化对典型环节动态特性的影响。二、实验设备PC机一台，TD-ACC+(或TD-ACS)实验系统一套。三、实验原理及内容下面列出各典型环节的方框图、传递函数、模拟电路图、阶跃响应，实验前应熟悉了解。1比例环节(P)(1)方框图：如图1.1-1所示。(2)传递函数：(3)阶跃响应：(4)模拟电路图：如图1.1-2所示。注意：图中运算放大器的正

2、相输入端已经对地接了100K的电阻，实验中不需要再接。以后的实验中用到的运放也如此。(5)理想与实际阶跃响应对照曲线：取R0=200K；R1=100K。取R0=200K；R1=200K。2积分环节(I)(1)方框图：如右图1.1-3所示。(2)传递函数：(3)阶跃响应：(4)模拟电路图：如图1.1-4所示。(5)理想与实际阶跃响应曲线对照：取R0=200K；C=1uF。取R0=200K；C=2uF。3比例积分环节(PI)(1)方框图：如图1.1-5所示。(2)传递函数：(3)阶跃响应：(4)模拟电路图：如图1.1-6所示。(5)理想与实际阶跃响应曲线对照：取R0=R1=200K；C=1uF。取

3、R0=R1=200K；C=2uF。4惯性环节(T)(1)方框图：如图1.1-7所示。(2)传递函数：(3)模拟电路图：如图1.1-8所示。(4)阶跃响应：(5)理想与实际阶跃响应曲线对照：取R0=R1=200K；C=1uF。取R0=R1=200K；C=2uF。5比例微分环节(PD)(1)方框图：如图1.1-9所示。(2)传递函数：(3)阶跃响应：其中K=， (t)为单位脉冲函数，这是一个面积为的脉冲函数，脉冲宽度为零，幅值为无穷大，在实际中是得不到的。(4)模拟电路图：如图1.1-10所示。(5)理想与实际阶跃响应曲线对照：取R0=R2=100K，R3=10K，C=1uF；R1=100K。取R

4、0=R2=100K，R3=10K，C=1uF；R1=200K。6比例积分微分环节(PID)(1)方框图：如图1.1-11所示。(2)传递函数：(3)阶跃响应：其中为单位脉冲函数，(4)模拟电路图：如图1.1-12所示。(5)理想与实际阶跃响应曲线对照：取R2=R3=10K，R0=100K，C1=C2=1uF；R1=100K。取R2=R3=10K，R0=100K，C1=C2=1uF；R1=200K。四、实验步骤1.按1.1.3节中所列举的比例环节的模拟电路图将线接好。检查无误后开启设备电源。2.将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均设臵了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。将开关设在“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，使得“OUT”端输出的方波幅值为1V，周期为10s左右。3.将2中的方波信号加至环节的输入端Ui，用示波器的“CH1”和“CH2”表笔分别监测模拟电路的输入Ui端和输出U0端，观测输出端的实际响应曲线U0(t)，记录实验波形及结果。4.改变几组参数，重新观测结果。5.用同样的方法分别搭接积分环节、比例积分环节、比例微分环节、惯性环节和比例积分微分环节的模拟电路图。观测这些环节对阶跃信号的实际响应曲线，分别记录实验波形及结果。五、实验总结通过本实验，了解了典型环节的动态特性，了解它们的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线。