1、自动控制原理实验典型系统的时域响应和稳定性分析电子科技大学学院学生实验报告系别:机电工程学院 专业：探稗名秣：自动控制原理实验册级： : 学号：组别：实酚名称：腆型系统的时域响应和隐定性分折实验时同:学生成绩： 教加签名：批改时间：一、 目的要*1.研究二阶系纨的特征参量(、3(1)对过渡过棺的影响。2.研究二阶对象的三种朋尼比下的响应曲线及系躱的梯定性。3.熟悉Routh判据，用Routh判据对三阶系Saiii定性分折。二、 实验玻备PC tn 一台，TD-ACC教学实验系鋭-套三、 实验原理及容1.典里的二阶系统稳定性分析(1)结构框图：如图1.2-1所示。图 1.2-2(2)对应的模拥电
2、路图：如图1.2-2所示。(3)理论分林系统开坏传递函数为:(4)实验容先算出临界阳尼、欠阳尼、过皿尼时电阻R的Jlifcffi,再垢理论H应用于模抵电路中,观察二阶系统的动态性能giStt,应与理论分折星本M0&O在此实騎中(图1.2-2),T.=ls, I = 0.2j , =A2%系貌闭坏传递函数为:S2 +2血上十曲其中自然振葫角碩率:2.典里的三阶系统稳定性分析(1)结构框图：如因1.2-3所示。电子科技大学学院学生实验报告系别:机电工程学院 专业：课程名称： 组别:册级： : 学号：实騎名称：实验时同:学生成玻:教师签名:批改时间：(3)理论分林:系统的开环传函为:碎5)=心赧“(
3、其中尺=-% ),系鋭的特征方程为:;1 + G丹=0 = 5J +1253 +2tkj + 20AT 二 0(4)实验：实验甫由Routh判斷得Routh行列式为:电子科技大学学院学生实验报告系别：机电工程学院 专业：课程名秣：自动押匍原理实验册级：: 学号：组别：实騎名称：实验时同:学生成绩：教师签名:批改时间：20 20K(-5K.3)+2020K为了保证系躱稳定，第一列各值应为正数，所以有-A：+ 2 0 0320K (Ifix实验步骤设路了锁零场效应管，所以运故具有锁零功能。将开关设在方渋”档，分别闕节週幅和嗚频电位器，使得“OUT”端输出的方波輻值为1V,周期为10s左右。2.典世
4、二阶糸统險态性能指林的测试(1)按模抓电路图1.2-2接线，将1中的方波信号接至MAS, R = 10Ko(2)用示於器规察系竦响应曲线C(t), 9量并记录趙ifl MP、峰值时同tp和调节时同tS0(3)分别按R = 50K； 160K； 200K；改变系统开环增益，观察响应曲线C(t), 量并记录11能指标MP. tp和ts,员系説的稳定性。并措测量值和廿算ffiiail比较(实勁前必须按公貳廿算出)。垢实验结果頃人表中。表121中已填人了一组参考测量值，供参照。电子科技大学学院学生实验报告系别:机电工程学院 专业：课程名称： 册级：些 口: 字万：组别：实验名称：实醴时间：学生成绩：教
5、师签名:批改时间：3.典型三阶系统的U能(1)按图1.2-4接玻，将1中的方波信号接至輸人端,取R = 30Ko(2)规察系统的响应曲线，并记录波形。(3)斛开坏增益(R = 41.7K； 100K),观察响应曲线，并将实验给果填入表中。表1.2-2中巳填 入了一组参考測量值，佻参照。参数锁目R 保Kwn4C(tp)C()Mp (%)tp(s)侣(5)响 应况理 论 值测 值理 论 值ft值理论值测 量 值gvl欠阻尼102010141.4144430320381.61.5衰振5042、g百V1J1II100.850.91.61.7 临界81尼160542.51无1无1.92.5单 调 描 数
6、过阻尼200175百2无1无无2.93.5调 数其中 Mp = e t = 二丄，C(tp)二 l + eoJl-C2 純表 1.2-1电子科技大学学院学生实验报告系别:机电工程学院 专业：课程名称： 册级：: 学号：组别：实验名称:实验时同:学生成集:教师签名:批改时间：R(g开环增益K稳定性3016. 7不稳定发故41 .712临孔隐定等懾振協1005稳定衰窝收姣表 1.2-2A.实验数据处理1.典塑二阶系统瞬态性能指标的测试模扭电路图: R=10K学生成绩:教师签名:批改时间：=312.5 msV1-V2： = 435.9 mv:.8 f0 -|/ 71111111/11111 1 1
7、1 1 11 1 1 1 1 11 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1111111111111111 1 1 1 1 1111111111T: 500ms格CH1: 500mw格CH2: 500mu格T1-T2I=1.372 sV1-V2： = 25.6 mv =2/.1 /y二1 1 j g 1/1T: 200ms格CH1: 50伽抽格CH2500 mw格电子科技大学学院学生实验报告实騎名称：实验时同:学生成玻:教师签名:批改时间： R=20KT1-T2J = 465.6 ms (V1-V2j = 294.9 mv(T1-T2i = 1.519 s V1-V2I 吐 25.8 mv电子
8、科技大学学院学生实验报告系别：机电工程学院 专业：课程名称：自动控制原理实验册级：: 学号：组别：实騎名称：实验时同:学生成绩：教师签名:批改时间：取R=50KrT1-T2j = 853.1 ms V1-V2i = 115.4 mv(T1-T2j = 1.394 & V1-V2I = 2S.6 mv电子科技大学学院学生实验报告册级：些 口: 字万：组别：实验名称：实醴时间：学生成绩：教师签名:批改时间： R=100K2 =1.216 &0.82 HzM -V2! = 25.6 mv :V1-V2： =25.6 mv数 RgKmycOR)/ c(00沟 w(9 (ts(s)响应情况理论值测 量值
9、理论值测 量 值理论值测 量 值nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnna过阻尼电子科技大学学院学生实验报告系别:机电工程学院 专业：课程名称： 册级：: 学号：组别：实验名称:实验时同:学生成集:教师签名:批改时间：2典型三阶系筑的性能模拥电路图学生成绩： 教帅签名： 批改时间: 51 R=100KR(KG)开坏増益K稳定性七、实验结果分林1.典型二阶系统瞬态性能常标的测试由曲80nJiH,随着电P8R的增大，超调量Mp简来越小,到达峰値的时间tp越来越矯，其 调节时间与电KIR无关。2.典塑三阶系统的性能当Rv41.7K12时，系就不稳定发散；当R = 41.7KQ RP K =
10、 12时，系就临界梯 定等幅振蒲；当/?41.7KQP|07C12IH,系统梯定衰械收敛。由曲线图nJ III,当7? = 41.7K时，系统处于衰减收以，理沦应当处于系貌临界稳定等幅掠葫。由于电阳有锲差,便得测量18比理论值小。在误差允许的围,可视为等編扳葫。电子科技大学学院学生实验报告系别：机电工程学院 专业：课程名称：自动控匍原理实验实騎名称：实验时同:学生成玻:教师签名:批改时间：八、思考题1.在实验裁路中咖何确保系统实现负反馈？由干实呀中运用的运算笊大器那是反向廉大器，因此其本身的反馈RP为负反锁，在实验中只要 保址有奇数个反向放大器就可以保征系统为负反债；如果实验屮UHtitis算故大器，那么系筑垢 构 ffiiEgfllo2.实验中的阶狀信号的帽值变化围如何考虑？不应该过大，因为軟件的测量围有限，如果幅值过大，便测量的曲线不完整。3.有那些播施能增加系统稳定度？它们对系统的11能有什么?在保证开环増益大于0的情况下，两小开坏增益，可糸统的梯定度；但是系统开坏增益 騷小将会导致系统响应会变慢。
