为何在典型控制环节中,输入的阶跃信号取为1.00V时,而各个典型环节及其阶跃响应输出信号小于10V？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-12-03 13:01 标签： 典型环节及其阶跃响应

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计算机与电子信息工程系 二〇一②年三月 目 录 实验一 典型环节及其阶跃响应及其阶跃响应 实验二 二阶系统阶跃响应 实验三 控制系统的稳定性分析 2 实验四 系统频率特性测量 6 實验五 连续系统串联校正 1 实验六 数字PID控制 6 实验七 状态反馈与状态观测器 8 实验八 非线性实验 1 实验九 采样定理实验 5 实验十 数据采集 1 实验一 典型環节及其阶跃响应及其阶跃响应 【实验目的】 ⒈ 掌握控制模拟实验的基本原理和一般方法 ⒉ 掌握控制系统时域性能指标的测量方法。 【實验仪器】 ⒈ EL-AT-Ⅲ型自动控制系统实验箱一台 ⒉ 计算机一台 【实验原理】 ⒈ 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種典型环节及其阶跃响应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嘚输入端，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 ⒉ 时域性能指标的测量方法： 超调量σ%： ⑴启动计算机，在桌面双击图标[自动控制实验系统]运行软件 ⑵检查USB线是否连接好，在实验项目下拉框中选中任实验点击按钮，出现参数设置对话框设置好参数按确定按钮此时无警告对话框出现表示通信正常，如出现警告表示通信不正常找出原因使通信正常后才可以继续进行实验。 ⑶连接被测量典型环节及其阶跃响应的模拟电路電路的输入U1接A/D,D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源 ⑷在实验项目的下拉列表中，选择实验一[典型环节及其阶跃响应及其阶跃响应] ⑸鼠标单擊按钮，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鼠标单击确认，等待屏幕的显示区显示实验结果 ⑹鼡软件上的游标测量响应曲线上的最大值和稳态值，带入下列算出超量： YMAX - Y∞ ó %=——————×100% Y∞ TpTs。 利用软件的游标测量水平方向上从零箌达最大值与从零到达95﹪稳态值所需的时间值便可得到Tp，Ts 【实验内容】 构成下述典型系统的模拟电路，并测量其阶跃响应： 例环节的模拟电路及其传递函数如图1-1 性环节的模拟电路及其传递函数如图1-2。 分环节的模拟电路及其传递函数如图1-3 分环节的模拟电路及其传递函數如图1-4。 例+微分环节的模拟电路及其传递函数如图1-5 例+积分环节的模拟电路及其传递函数如图1-6。 【实验步骤】 ⒈ 启动计算机在桌面上双擊图标[自动控制试验系统]运行软件 ⒉ 测试计算机与试验箱的通信是否正常，通信正常继续如通讯不正常原因使通信正常后才可以继续进荇实验。 比例环节： ⒊ 连接被测量典型环节及其阶跃响应的模拟电路（图1-1）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DA1输入检查无误後接通电源。 ⒋ 在实验项目的下拉列表中选择实验一[一,典型环节及其阶跃响应及其阶跃响应] ⒌ 鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对話框在参数设置对话框中设置相应的实验参数后鼠标单击确认，等待屏幕的显示区显示实验结果 ⒍ 观测计算机屏幕显示出的响应曲线忣数据。 ⒎ 记录波形及其数据 惯性环节： ⒏ 连接被测量典型环节及其阶跃响应的模拟电路（图1-2）。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DA1输入，检查无误后接通电源 ⒐ 实验步骤同4~7。 积分环节： ⒑连接被测量典型环节及其阶跃响应的模拟电路（图1-3）电路的输入U1接A/D,D/A卡嘚DA1输出，电路的输出U2接A/D,D/A卡的DA1输入检查无误后接通电源。 ⒒ 实验步骤同4~7 微分环节： ⒓ 连接被测量典型环节及其阶跃响应的模拟电路（图1-4）。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DA1输入，检查无误后接通电源 ⒔ 实验步骤同4~7。 比例+积分环节： ⒕ 连接被测量典型环节及其階跃响应的模拟电路（图1-6）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DA1输入检查无误后接通电源。 ⒖ 实验步骤同4~7 ⒗ 测量系统的阶跃響应曲线，并计入上表 【实验结果】 图1比例环节 图2惯性环节 图3积分环节 图4微分环节 图5比例微分环节 图6比例积分环节实验二 二阶系统阶跃響应 【实验目的】 ⒈ 研究二阶系统的特征参数，阻尼比ξ和无阻尼自然频率Wn 对系统动态性能的影响定量分析ξ和Wn与最大超调量Mp和调节时間ts之间的关系。 ⒉ 进一步学

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实验一、典型环节及其阶跃响应及其阶跃响应 实验目的 ??????? 1、学习构成典型环节及其阶跃响应的模拟电路，了解电路参数对环节特性的影响 ??????? 2、学习典型环节及其阶跃响应阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型环节及其阶跃响應的传递函数 实验内容 构成下述典型环节及其阶跃响应的模拟电路，并测量其阶跃响应 比例环节的模拟电路及其传递函数示图2-1。 G(S)=-R2/R1 惯性環节的模拟电路及其传递函数示图2-2 K=R2/R1,T=R2C 软件使用 ??????? 1、打开实验课题菜单，选中实验课题 ??????? 2、在课题参数窗口中，填写相应ADDA或其它参数。 ??????? 3、选確认键执行实验操作选取消键重新设置参数。 实验步骤 ??????? 1、连接被测量典型环节及其阶跃响应的模拟电路及D/A、A/D连接检查无误后接通电源。 ??????? 2、启动应用程序设置T和N。参考值：T=0.05秒,N=200 ??????? 3、观测计算机屏幕示出的响应曲线及数据 记录波形及数据(由实验报告确定)。 实验报告 ??????? 1、画出惯性环节、积分环节、比例加微分环节的模拟电路图用坐标纸画出所有记录的惯性环节 、积分环节、比例加微分环节的响应曲线。 ??????? 2、由阶躍响应曲线计算出惯性环节、积分环节的传递函数并与由电路计算的结果相比较。 实验二??????? 二阶系统阶跃响应 一、实验目的 ?????? 1、研究二阶系統的特征参数阻尼比ζ 和无阻尼自然频 ωn 对系统动态性能的影响，定量分析ζ和ωn与最大超调量Mp和调节时间 ts 之间的关系 ??????? 2、进一步学习實验仪器的使用方法。 ??????? KΩ。输入阶跃信号，测量系统阶跃响应，并记录最大超调量Mp和调节时间Ts的数值和响应的动态曲线并于理论值比较。 ????????? 3、取ζ=0.5,即取R1=R2=100 KΩ;ωn=100rad/s,即取R=100 KΩ,C=0.1uf 注意：二个电容值同时改变测量系统阶跃响应，并记录最大超调量σp和调节时间tn ????????? 4、取R=100 KΩ;C=1uf,R1=100 KΩ,R2=50 KΩ,测量系统阶跃响应，记录响应曲线特别要记录tp和σp的数值。 四、软件使用 ??????? 1、打开实验课题菜单选中实验课题。 ??????? 2、在课题参数窗口中填写相应AD，DA或其它參数 ??????? 3、选确认键执行实验操作，选取消键重新设置参数 五、实验预习要求 ?????? 1、通过理论分析分别求出

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