杭电自控实验报告记录

杭电自控实验报告记录

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自动控制原理实验报告

班级：12063012

姓名：成思屹

学号：12063203

3.1典型环节的模拟研究

3.1.1典型环节的模拟研究

一、实验目的

1.了解和掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式。

2.观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响。

（1）观察比例环节的阶跃响应曲线

R0 R1 输入Ui

比例系数K

计算值测量值

200K 100K 4V 0.5 200K 4V 1

50K 100K 2V 2 200K 1V 4

截图依次如下：

（2）观察惯性环节的阶跃响应曲线

R0 R1 C 输入Ui

比例系数K 惯性常数K 计算值测量值计算值测量值

200K 200K 1U

4V

1 0.

2 2U 1 0.4

50K 100K

1U

2V 2 0.1 200K 1V 4 0.2

截图依次如下：

（3）观察积分环节的阶跃响应曲线 R0 C

输入Ui 积分常数Ti 计算值 测量值

200K 1U

1U 2U

100K 1U

2U

截图依次如下：

（4）观察比例积分环节的阶跃响应曲线

R0 R1

C

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 200K 200K 1U 1V 1 2U 1

100K 1U 2

2U 2

截图依次如下：

3.1.2二阶系统瞬态响应和稳定性

一、实验目的

1.了解和掌握典型二阶系统模拟电路的构成方法及I型二阶闭环系统的传递函数标准式。

2.研究I型二阶闭环系统的结构参数——无阻尼振荡频率，阻尼比对过渡过程的影响。

3.掌握欠阻尼I型二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态性能指标MP,TP,TS的计算。

4.观察和分析I型二阶闭环系统在欠阻尼，临界阻尼，过阻尼的瞬态响应曲线，及在阶跃信号输入时的动态性能指标MP,TP值，并与理论计算值做对比。

（1）计算和观察被测对象的临界阻尼的增益K，填入实验报告

积分常数Ti惯性常数T 增益K计算值

10.1 0.2 0.3

0.20.1

（2）画出阶跃响应曲线，测量超调量Mp，峰值时间tp填入实验报告

增益K (A3)

惯性

常数

T

（A3)

积分

常数

Ti

（A2)

自然

频率

计算值

阻尼比

计算值

超调量Mp（％）峰值时间tp

计算值测量值计算值测量值

25 0.1

1 0.3

截图如下：

第一张为T=0.1时，Mp的计算；第二张为T=0.1时，tp 计算；

第三张为T=0.3时，Mp的计算；第四张为T=0.3时，tp 计算。

3.2线性控制系统的频域分析

3.2.1频率特性测试

一、实验目的：

1.了解线性系统的频率特性的基本概念

2.了解和掌握对数幅频和相频曲线（伯德图）的构造及绘制方法观测幅频特性和相频特性，填入实验报告

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

1.6

4.5

8

12.5

16

幅频特性曲线、相频特性曲线的绘制：截图依次如下：

3.3线性系统的校正与状态反馈

3.3.1频域法串联超前校正 一、实验目的：

1.了解和掌握超前校正的原理

2.了解和掌握利用闭环和开环的对数幅频特性和相频特性完成超前校正网络的参数的计算

3.掌握在被控系统中如何串入超前校正网络，构建一个性能满足指标要求的新系统的方法

相位裕度（设计目标）

测量值

相位裕度超调量峰值时间

40度

超前校正网络的设计：截图如下：