典型3阶系统的二阶参考
编号：____________
审定成绩：____________
课程设计报告
课程设计题目:__ 典型3阶系统的二阶参考_____ _
___ 模型设计及仿真研究__________ 单位（系别）：_____ 自动化____________
学生姓名：_______ 李春斌____________
专业：___电气工程及其自动化__ __
班级：_______（1）班____________
学号：______0511110110__________
指导教师：________汪纪锋____________
填表时间：2015 年5 月
重庆邮电大学移通学院教务处制
重庆邮电大学移通学院毕业设计(论文)任务书
重庆邮电大学移通学院毕业设计任务书（简明）技术资料
摘要
第一章控制系统的简介
第三节设计基本要求
基于频率特性法，按二阶参考模型法（即）设计满足系统性能指标的闭环系统。
第四节系统基本指标
1.设定：在输入为,(其中：a=4 b=1/sec)
2.在保证稳态误差的前提下，要求动态期望指标：
；
第二章系统建模
第一节各环节模型建立
比例环节
系统结构图如下图（），结构框图如图（）
传递函数
图（）图（）
积分环节
系统结构图如下图（），结构框图如图（）
传递函数
图（）图（）
惯性环节
系统结构图如下图（），结构框图如图（）
传递函数：
图（）图（）
反相器
系统结构图如下图（），结构框图如图（）
传递函数：
图（）图（）
第二节系统数学模型
三阶系统结构如下：
开环传递函数为：
闭环传递函数为：
特征方程为：
第三章系统分析
第一节二阶系统的数学模型
二阶系统的开环传递函数为：
□ωξω
闭环传递函数为：
闭环传递函数的分母多项式等于零的代数方程式称为二阶系统的闭环特征方程，即：
闭环特征方程的两个根称为二阶系统的特征根，即
ξωωξ
上述二阶系统的数学模型中有两个特征参数ξ和〖ω〗，其中ξ称为二阶系统的阻尼比，〖ω）。
二阶系统的系统分析和性能描述，基本上是以这两个特征参数来表示的。
上述二阶系统的特征根表达式中，随着阻尼比ξ的不同取值，特征根有不同类型的值，或者说ξ
时，特征根为一对不相等的负实根，位于平面的负实轴上，使得系统的响应表现为过阻尼的ξ
时，特征根为一对相等的负实根，也是位于平面的负实轴上，系统的响应表现为临界阻尼的ξ
时，特征根为一对带有负实部的共轭复数根，位于平面的左半平面上，使得系统的响应表现ξ
时，特征根为一对纯虚根，位于平面的虚轴上，系统的响应表现为无阻尼的。
ξ时，特征根位于平面的右半平面上，系统的响应是发散的。
阻尼比取不同值时其特征根在平面上的不同位置如图所示
图特征根在平面上的不同位置图
阻尼比的大小决定了闭环极点在平面的位置，反映了根的性质，极点的是不大小，决定了指数衰
第二节稳定性分析
频率稳定性判据有代数稳定性判据和频域稳定性判据（又称稳定性判据，简称奈氏判据）
两种稳定性判别方法不同的是，代数稳定性判据是基于控制系统的闭环特征方程的判别方法。基本
）判据
负反馈系统稳定的充分必要条件是：系统开环传递函数在平面上，围线的象曲线即：系统在右半闭环极点个数
由于曲线的对称性，因此可以用系统的开环频率特性曲线对的包围情设特性曲线对的逆时针包围次数为则
（注意补充积分环节围线上小圆的象）
也可用曲线对∞实轴段的穿越计算
正穿越由上到下
负穿越由下到上
闭合曲线Γ包围原点圈数的计算
根据Γ包围（）的圈数，计算
）劳斯（）判据
已知线性定常系统的特征方程为
首先，作劳斯表，将方程的个系数间隔填入前两行，表如下所示“
依照下式计算其余各项：
，
，
，
将计算各项依照上述法则全部计算完毕，填入劳斯表。计算完毕的劳斯表呈上三角形，系统稳定的劳斯表中，如果第一列元素全部大于零，系统就是稳定的；否则系统是不稳定的。
系统的特征方程为：
作劳斯表：
根据劳斯表可知第一列中全部大于零，所以原系统是稳定的。
第三节稳态误差分析
不同系统在不同输入信号下，所产生的稳态误差也是不同形式的。
第一种情况：输入信号为单位阶跃信号。
）型系统前向通路积分环节的个数为零，即ν
，单位阶跃信号输入时，由于型系统的静态位置误差系数等于开环增益的大小，所）Ⅰ型系统前向通路积分环节的个数为，即ν
，单位阶跃信号输入时，由于Ⅰ型系统的静态位置误差系数等于无穷大，所以Ⅰ型系统得
第二种情况：输入信号为单位斜坡信号。
）型系统前向通路积分环节的个数为零，即ν
，型系统施加斜坡信号，当时间趋于无穷大时，其稳态误差的值也是无穷大。也就是说，
）Ⅰ型系统前向通路积分环节的个数为，即ν
，Ⅰ型系统施加斜坡信号，当时间趋于无穷大时，其稳态误差趋于常数值，且大小等于系统的）Ⅱ型系统前向通路积分环节的个数为，即ν
，如果系统的前向通路中有两个积分环节，则在跟踪等速率信号时，由于稳态误差为零，所以得系统又称为二阶无差系统。
第三种情况：输入信号为加速度信号。
当输入信号为加速度信号时，型系统、Ⅰ型系统的稳态误差都是无穷大，只有Ⅱ型系统的稳态误
上面的分析汇成总表如下：
系统静态误差系数稳态误差
类型
型∞∞
Ⅰ型∞∞
Ⅱ型∞∞
表稳态误差分析简表
由系统的开环传递函数得知，此系统是Ⅰ型阶系统。
用进行系统稳定性判定
系统的闭环传递函数为：
分析：系统的特征根全部位于平面的左半平面，很显然该系统是稳定的。
第四节动态性能分析
系统的阶跃响应一般曲线如图所示。
图3.4.1 二阶欠阻尼系统的单位阶跃响应
根据图中所展示的响应特性，可以定义如下的性能指标。
（1）上升时间
上升时间指阶跃响应上升至稳态值所需要的时间。考虑到不敏感区或者允许误差，有时取为从稳态值的10%上升至90%时所需要的时间。
（2）峰值时间
峰值时间指阶跃响应从运动开始至到达第一峰的时间。
（3）超调量
超调量指系统响应的第一峰值超出稳态值的部分，将其取百分比，可以表示为
（4）调节时间
调节时间指阶跃响应达到稳定值的时间。
评价系统整个过程的响应速度，是速度和阻尼程度的综合指标。
（5）稳态误差
稳态误差是当时间t 趋于无穷时，系统希望的输出与实际的输出之差，表示为 。
从上述系统阶跃响应性能指标可以看出，各个时间指标反映了系统的快速性。其中，上升时间 、峰值时间 反映了系统的初始快速性；而调节时间 反映了系统的总体快速性；超调量 描述了系统的平稳性；稳态误差 描述了系统的准确性。
3.4.1动态平稳分析
这里指超调量 是否满足要求。
特征方程为：
则有：
为闭环特征方程
——为阻尼比
——为系统频率
3.4.2动态快速性分析
3.4.3原系统的图像分析
在频率分析法中，以控制系统的频率特性作为数学模型，以波德图或者其他图表作为分析工具，来研究。分析控制系统的动态性能与温蔼性能。
频率特性曲线有两种种表示方法：极坐标图、对数坐标图。
（1）极坐标图
极坐标图又称为幅相图、奈奎斯特图（Nyquist ）.
Nyquist 曲线。频率特性 是输入信号频率w 的复变函数，用实坐标与虚坐标可表示为 ，当频率 从 变到 时， 在由实轴与虚轴构成的复平面上走过的根轨迹就称为 的极坐标图。
MATLAB 在绘制奈奎斯特曲线时，频率是从∞→∞-连续变化的，而在自动控制原理的教材中，一般只绘制频率从∞→0部分的曲线。可以分析得出，曲线在范围0-→∞与∞→0内，是以横轴为镜像的。
极坐标图常用于频域稳定性分析的作图中。
（2）对数坐标图
对数坐标图又称为波德图。频率特性的矢量表达式为
其中称为频率特性的幅频特性，是的函数。当由时，它展示了幅值的变化规律。
称为频率特性的相频特性，也是的函数。当由时，它展示了相位角的变化规律。
对数幅频特性和对视相频特性两条曲线统称对数频率特性，又称波德图。
原系统的波德图如下：
系统开环结构如下
使用MATLAB编写程序观察原系统的频率特性及阶跃响应。
程序如下：
>> s=tf('s');
>> G=1/(s*(s+1)*(2*s+1))
Transfer function:
1
-----------------
2 s^
3 + 3 s^2 + s
>> bode(G)
>> nyquist(G)
程序运行结果得到系统Bode图和Nyquist曲线，分别如下图 3.4.2和3.4.3所示。
图 3.4.2 校正前的系统Bode图
图3.4.3 校正前的系统Nyquist曲线
由原系统波德图分析可知：原系统的相频特性曲线一直位于之上，所以稳定裕度，且幅频特性曲线，显然系统是稳定的。
由原系统的Nyquist曲线分析可知：原系统不存在右极点，即P=0，且在（-1，j0）点，正穿越和负穿越个数为0，所以系统是稳定的。
3.3.4截止频率的计算
令对数幅频特性过0dB的频率为，则有
解得
3.3.5相位裕度计算
定义相位裕度，计算公式如下
常见的天气系统知识点总结
一、锋面系统与天气 冷锋和暖锋的判断方法： （1）气团的移动方向 (2)看锋面坡度 (3)看雨区范围及位置 (4)看符号 (5)看过境前后气压、气温变化 二、低（气旋）和高压（反气旋）系统 1、低压、高压是对天气系统气压状况的描述 气旋、反气旋是对天气系统气流状况的描述 锋面图示及雨区 冷气 团 运行 暖气团 运行 过境前 天气 过境时 天气 过境后 天气 常见实例 冷 锋 冷气 团主 动向 暖气 团移 动 暖气团 被迫抬 升 受单一暖气 团控制，气 温较高、气 压较低、天 气晴朗 阴天、下雨、 刮风、雨雪、 降温等天气。 气温下降，气 压升高，天气 转晴 我国北方夏季 的暴雨；冬、 春季节的大风 或者沙尘暴； 冬季爆发的寒 潮；一场秋雨 一场寒。 暖 锋 冷气 团后 退 暖气团 主动沿 锋面爬 升 受单一冷气 团控制，气 温较低，气 压较高，天 气晴朗 多形成连续 性降水 气温升高，气 压降低，天气 转晴。 一场春雨一场 暖；华南地区： 春暖多晴，春 寒雨起。 准 静 止 锋 冷暖气团势相 当，使锋面来回 摆动 降水强度小，多形成阴雨连绵的天气。持续 的时间长。 夏初：长江中 下游地区的梅 雨；冬季，贵 阳多阴雨天气
2、低压、高压控制下大气的垂直运动特征与天气的关系 气旋反气旋定义低气压中心形成的大型空气“旋涡”高气压中心形成的大型空气“旋涡” 成因气流由四周向中心运动时,受地转 偏向力影响,气流的运动方向发生偏转 而形成“旋涡”。 气流由四周向中心运动时,受地转 偏向力影响,气流的运动方向发生偏转 而形成“旋涡”。 中心气流垂 直 上升下沉 水 平 运 动 北半球 逆时针辐合 (右手) 南半球 顺时针辐合 (左手) 北半球 顺时针辐散 (右手) 南半球 逆时针辐散 (左手) 天气特 点 阴雨天气 天气晴朗 成 因 中心气流上升，气温下降，水汽容易凝结。中心气流下沉，气温升高，水汽不能凝结。 对我国影响夏秋季节，我国东南沿海地区的台风天气 就是在气旋的控制下而形成的。 我国夏季长江流域地区炎热干燥的伏旱 天气；北方秋高气爽的天气。 图示 北半 球为 例 三、锋面气旋的判读及天气特征(以北半球为例) 近地面气旋一般与锋面联系在一起，形成锋面气旋。它主要活动于温带地区，因而也称温带气旋。 1．锋面位置的判断：锋面出现在低压槽中，锋线往往与低压槽线重合，如图中AB和CD处。 2．锋面附近的风向：根据北半球风向的画法，可确定锋面附近的风向，如图 中F、G处为偏北风，E、H处为偏南风。 3．锋面类型及移动：图中F、G处都在锋面的北侧(纬度较高的地区)，为冷气 团，E、H则相反，为暖气团。根据图中E、F、G、H各处的风向及冷暖气团的性 质，可确定AB为冷锋，CD为暖锋。而且锋面应随气流呈逆时针方向移动。 4．天气特点 由图中可知，气旋的前方CD为暖锋控制，故在锋前G处等地出现宽阔的暖锋云系及相伴随的连续性降水天气；气旋的后方AB为冷锋控制，故在锋后F处等地出现比较狭窄的冷锋云系和降水天气。
第三节常见的天气系统+教案
第三节常见天气系统 执教老师：蒋卫兴 上课班级：高一 (10)班 上课日期：2009年12月10日 一、课标要求： 1.运用简易天气图，简要分析锋面、低压、高压等天气系统的特点。 2.以某种自然灾害为例，简述其发生的主要原因及危害。 二、教材分析： 本节由三部分组成：锋与天气、低压（气旋）、高压（反气旋）。 这三部分的内容都是先介绍一些基本概念，如：气团（冷气团、暖气团）、锋（锋面、锋线）、低压（气旋）、高压（反气旋）、高压脊、低压槽等，再进一步明确受这些天气系统的影响，会带来怎样的天气或天气会有怎样的变化过程。最后都安排有一活动，这些活动既可以让学生运用所学的知识解决问题，又突出了学习对生活有用的地理。 两个案例——台风、寒潮，是本节所学的天气系统带来的两个天气实例，它们属于自然灾害中的气象灾害，它们的发生机制和规律与本节所学的天气系统息息相关。简易天气图的识读。这是对第一部分知识掌握情况的检测，可以由教师组织学生对教材中的活动展开讨论和对图2.24锋面气旋进行天气状况分析。 三、三维教学目标 （一）知识与技能 1.了解气团（冷气团、暖气团）的概念；理解锋的概念与分类；理解低压（气旋）、高压（反气旋）、高压脊、低压槽的概念。 2.从气温、气压、湿度、降水、风等几个方面分析各种天气系统的形成及其气流特点，并综合出各种天气系统控制下的天气状况。 3.能运用简易天气图，说明天气系统的活动特点。 （二）过程与方法 1.让学生能阅读和简单分析天气图，解释天气变化现象。 2.用案例说明气象灾害发生的原因和危害。 3.结合我国常见的天气系统说明其对人们生产和生活的影响。 （三）情感、态度与价值观 1.激发学生探究科学的兴趣和动机。 2.培养学生唯物主义的认识观，培养求真、求实的科学态度。 3.提高地理审美情趣。 四、教学重点 1.冷锋的形成及其天气过程。 2.气旋和反气旋的形成，气流特征及其天气特点。 五、教学难点 1.冷锋与暖锋的判断，理解冷锋天气与暖锋天气。
常见的天气系统知识点归纳精编版
常见的天气系统知识点 归纳 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
第三节常见的天气系统 一、锋面系统 1、定义： 气团：水平方向上温度、湿度等物理性质分布比较均一的大范围空气 暖气团：温度高，湿度大，气压低，单一暖气团控制下以晴暖天气为主。 冷气团：温度低，湿度小，气压高，单一冷气团控制下以晴冷天气为主。 锋面：冷暖气团的交界面 锋线：锋面与地面相交的线。 锋：锋面和锋线统称为锋。 2、锋面的特征 ①锋面是一个狭窄而倾斜的过度地带，锋面上方一定是暖气团，锋面下方一定是冷气团； ②锋两侧是个温度和湿度差异很大的地带，锋两侧气团温度、湿度等性质差别愈大，锋面的倾角愈小； ③锋面附近是个天气变化剧烈的地带 3、锋的分类与天气特征 歌诀法记忆冷锋、暖锋及准静止锋的主要区别： 黑色三角冷冰冰，降温下雨刮大风。（冷锋）
符号半圆暖融融，连续降水锋前成。（暖锋） 三角半圆线居中，阴雨连绵慢移动。（准静止锋） 比较冷、暖锋控制下形成的锋面雨带（雨区）位置的差异：冷锋（降水位置在锋后）、暖锋（降水位置在锋前） 锋前和锋后的判断方法： 主动气团移动的方向是锋前，反之，是锋后 二、低（气旋）和高压（反气旋）系统 1、低压、高压是对天气系统气压状况的描述 气旋、反气旋是对天气系统气流状况的描述 2低压（气旋）：等压线闭合，中心气压低于四周气压 高压（反气旋）：等压线闭合，中心气压高于四周气压 2、低压、高压控制下大气的垂直运动特征与天气的关系
3、气旋与反气旋控制下的不同地区大气的水平运动特征(左、右手法则) 用手势判断气旋与反气旋 北半球的气旋、反气旋用右手表示，右手半握，大拇指向上，表示气旋中心气流上升，其他四指表示气流呈逆时针方向流动；大拇指向下，表示反气旋中心气流下沉，其他四指表示气流呈顺时针方向流动（如上图所示） 南半球的气旋、反气旋用左手表示，方法与北半球类同。 歌诀记忆气旋，反气旋的主要区别: 中低周高气涡旋，低空辐合高空散。 北逆南顺中间升，气旋过境天难晴。 中高周低反涡旋，高空辐合低空散。
控制系统典型环节性能分析
控制系统典型环节性能分析 题目： 熟悉Matlab 软件Simulink 的基本使用方法，利用Simulink 建立各典型环节的仿真模型，并通过仿真得到各典型环节的单位阶跃响应曲线，给出各典型环节相关参数变化对典型环节动态性能的影响。 解答： 1.比例环节 1.1比例环节1)(1=s G 图1_1_1 比例环节simulink 仿真模型 图1_1_2 比例环节阶跃响应曲线 1.2比例环节2)(1=s G 图1_2_1 比例环节simulink 仿真模型 图1_2_2 比例环节阶跃响应曲线
分析：比例环节使得输出量与输入量成正比，比例系数越大，输出量越大。 2.积分环节 2.1积分环节s s G 1)(1= 图2_1_1 积分环节simulink 仿真模型 图2_1_2 积分环节阶跃响应曲线 2.2积分环节s s G 5.01 )(2= 图2_2_1 积分环节simulink 仿真模型 图2_2_2 积分环节阶跃响应曲线 分析：积分环节的输出量反映了输入量随时间的积累，时间常数越大，积累速度越快。 3.微分环节
微分环节s s G =)(1 图3_1_1 微分环节simulink 仿真模型 图3_1_2 微分环节阶跃响应曲线 4.惯性环节 4.1惯性环节1 1)(1+= s s G 图4_1_1 惯性环节simulink 仿真模型 图4_1_2 惯性环节阶跃响应曲线 4.2惯性环节1 5.01 )(2+= s s G
图4_2_1 惯性环节simulink 仿真模型 图4_2_2 惯性环节阶跃响应曲线 分析：惯性环节使得输出波形在开始时以指数曲线上升，上升速度与时间常数有关，时间常数越大，上升越快。 5.导前环节 导前环节1)(1+=s s G 图5_1_1 导前环节simulink 仿真模型 图5_1_2 导前环节阶跃响应曲线 分析：比例作用与微分作用一起构成导前环节，输出反映了输入信号的变化趋势，波形也与时间常数有关。 6.振荡环节 6.1振荡环节4 s s 4 )(2 1++= s G （ξ=0.25）
实验一 控制系统典型环节的模拟实验
实验一控制系统典型环节的模拟实验 一、实验目的 1．掌握控制系统中各典型环节的电路模拟及其参数的测定方法。 2．测量典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对环节输出性能的影响。 二、实验内容 1．对表一所示各典型环节的传递函数设计相应的模拟电路(参见表二)
2．测试各典型环节在单位阶跃信号作用下的输出响应。 3．改变各典型环节的相关参数，观测对输出响应的影响。 三、实验内容及步骤
1．观测比例、积分、比例积分、比例微分和惯性环节的阶跃响应曲线。 ①准备：使运放处于工作状态。 将信号发生器单元U1的ST端与+5V端用“短路块”短接，使模拟电路中的场效应管（K30A）夹断，这时运放处于工作状态。 ②阶跃信号的产生： 电路可采用图1-1所示电路，它由“阶跃信号单元”（U3）及“给定单元”（U4）组成。 具体线路形成：在U3单元中，将H1与+5V端用1号实验导线连接，H2端用1号实验导线接至U4单元的X端；在U4单元中，将Z端和GND端用1号实验导线连接，最后由插座的Y端输出信号。 以后实验若再用阶跃信号时，方法同上，不再赘述。 实验步骤： ①按表二中的各典型环节的模拟电路图将线接好(先接比例)。(PID先不接) ②将模拟电路输入端(U i)与阶跃信号的输出端Y相连接；模拟电路的输出端(Uo)接至示波器。 ③按下按钮(或松开按钮)SP时，用示波器观测输出端的实际响应曲线Uo(t)，且将结果记下。改变比例参数，重新观测结果。 ④同理得积分、比例积分、比例微分和惯性环节的实际响应曲线，它们的理想曲线和实际响应曲线参见表三。 2．观察PID环节的响应曲线。 实验步骤：
常见的天气系统 1课时教案
常见的天气系统1课时 ●教学目标 知识目标 1.了解锋面系统、低压系统、高压系统的特点。 2.掌握简易天气图的阅读。 能力目标 1.学会识读电视天气预报节目中常出现的简易天气图，听懂每天电视台播放的天气形势预报。 2.掌握各天气系统活动规律和处在不同天气系统及其不同部位的天气特点，利用天气图进行天气形势分析预报。 情感、态度与价值观目标 1.通过本节课学习，让学生懂得学科学、爱科学，献身气象事业，为“四化”建设服务。 2.能将所学知识运用于实际，服务于社会。 ●教学重点 1.掌握常见天气系统的特点。 2.简易天气图的阅读。 ●教学难点 1.理解冷锋、暖锋与天气的关系。 2.低压系统、高压系统与天气的关系。 ●教学方法 1.采用理论联系实际的方法，让学生课前观看中央电视台《新闻联播》之后的《天气预报》节目，注意主持人对天气形势的分析。 2.本节教学以识图、辨图、启发诱导、精讲多练为主。 ●教具准备 城市天气预报挂图、录像带、投影仪。 ●课时安排 一课时 ●教学过程 ［导入新课］ 天气是时刻变化的，而天气又与人们的日常生活和生产关系十分密切，因此，全国各地的广
播电台和电视台，每天都要播放多次天气预报。在每天的电视天气预报节目里，除城市天气预报外，还有天气形势预报。我们常可以听到主持人说“受冷锋天气系统影响，未来两天我国大部分地区出现降温、大风等天气”或”受高压系统影响，我国大部分地区出现‘秋高气爽’的好天气”等，像冷锋、高压系统、热带气旋等都是影响天气的天气系统。这节课我们就来了解一下这些常见的天气系统。 ［讲授新课］ 2.5 常见的天气系统(板书) 各个天气系统都有其生长、移动和消亡的规律，而且与各种不同的大气运动有着密切的联系，故而出现不同的天气。我国幅员辽阔，不仅同一地点不同时间的天气有晴、阴、雨、雪等变化，而且同一时间不同地区的天气也各不相同。这就是不同天气系统的影响或处于天气系统不同部位的缘故。影响我国的几种主要天气系统是锋面系统、低压系统、高压系统等。下面我们首先来学习锋面系统。 一、锋面系统(板书) 锋面系统是影响我国的主要天气系统，我国的降水和一些灾害性天气大都与锋面有联系，那什么是锋面呢？ 1锋面的定义(板书) 锋面示意图冷暖气团的交界面叫锋面，锋面亦称锋区，其水平范围可由几百米到几千千米。 由于冷空气密度大，暖空气密度小，当冷暖气团相遇时，一般是冷气团在锋面下面，暖气团在锋面上面。因为锋面两侧的温度、湿度、气压、风等都有明显的差别，所以在锋面附近常伴有云、雨、大风等天气。锋面一般可分为冷锋和暖锋。我们首先来了解一下冷锋。2.冷锋(板书) 请同学们阅读图2.19“冷锋与天气”，注意观察冷锋的表示方法。
控制系统的典型环节
关于我们控制理论教学制冷机仿真热工设备仿真论坛博客联系我们 主页 习题演练控制系统实验控制理论教程学生作业档案教师办公室典型作业展示常见问题 第一章自动控制的基本概念 第二章控制系统的数学描述 第三章控制系统的时域分析 第四章控制系统的频域分析 第五章过程控制 2.3 控制系统的典型环节 2.3 控制系统的典型环节 自动控制系统是由不同功能的元件构成的。从物理结构上看，控制系统的类型很多，相互之间差别很大，似乎没有共同之处。在对控制系统进行分析研究时，我们更强调系统的动态特性。具有相同动态特性或者说具有相同传递函数的所有不同物理结构，不同工作原理的元器件，我们都认为是同一环节。所以，环节是按动态特性对控制系统各部分进行分类的。应用环节的概念，从物理结构上千差万别的控制系统中，我们就发现，他们都是有为数不多的某些环节组成的。这些环节成为典型环节或基本环节。经典控制理论中，常见的典型环节有以下六种。 2.3.1 比例环节 比例环节是最常见、最简单的一种环节。 比例环节的输出变量y(t)与输入变量x(t)之间满足下列关系 (2.24) 比例环节的传递函数为
(2.25) 式中K为放大系数或增益。 杠杆、齿轮变速器、电子放大器等在一定条件下都可以看作比例环节。 例10 图2.10 是一个集成运算放大电路，输入电压为，输出电压为，为输入电阻， 为反馈电阻。我们现在求取这个电路的传递函数。 解从电子线路的知识我们知道这是一个比例环节，其输入电压与输出电压的关系是 (2.26) 按传递函数的定义，可以得到 (2.27) 式中，可见这是一个比例环节。如果我们给比例环节输入一个阶跃信号，他的输出同样也是一个阶跃信号。阶跃信号是这样一种函数 (2.28) 式中为常量。当时，称阶跃信号为单位阶跃信号。阶跃输入下比例环节的输出如图2.11 所示。比例环节将原信号放大了K倍。
MATLAB下二阶系统的单位阶跃响应
二阶系统在不同参数下对单位阶跃信号的响应 一、二阶系统 所谓二阶系统就是其输入信号、输出信号的关系可用二阶微分方程来表征的系统。比如常见的RLC电路（图a）、单自由度振动系统等。 图a 图b 二阶系统传递函数的标准形式为 2 22 () 2 n n n H s s s ω ξωω = ++ 二、二阶系统的Bode图（nω=1） MATLAB程序为 >> clear >> num=[1]; >> den=[1 0.2 1]; >> bode(num,den); grid on hold on den=[1 0.4 1]; bode(num,den); >> den=[1 0.6 1]; >> bode(num,den); >> den=[1 0.8 1]; >> bode(num,den); >> den=[1 1.4 1]; >> bode(num,den); >> den=[1 2 1]; >> bode(num,den); >> legend('0.1','0.2','0.3','0.4','0.7','1.0')
运行结果为 三、二阶系统对单位阶跃信号的响应（ =1） n MATLAB程序为 >> clear >> num=[1]; >> den=[1 0 1]; >> t=0:0.01:25; >> step(num,den,t) >> grid on >> hold on >> den=[1 0.2 1]; >> step(num,den,t) >> den=[1 0.4 1]; >> step(num,den,t) >> den=[1 0.6 1]; >> step(num,den,t) >> den=[1 0.8 1]; >> step(num,den,t) >> den=[1 1.0 1]; >> step(num,den,t)
高中地理必修《常见的天气系统锋与天气》的教学设计
高中地理必修《常见的天气系统锋与天气》的教学设计【课标解读】 1.课标要求 （1）运用简易天气图，简要分析锋（冷锋、暖锋、准静止锋）的特点。 （2）以某种自然灾害（寒潮）为例，简述其发生的主要原因及危害。 2.教学理解 要求学生能阅读和简单分析锋面天气图，并解释天气变化现象。分析锋面可以从两侧冷暖气团的气温、气压、湿度、降水、风等几个方面分析，从而综合出锋面系统控制下的天气状况。进一步要明确锋面移来前、锋面控制时、锋面移走后的天气变化，这是运用锋面系统分析天气状况，并做出天气预报的关键所在。通过学习使学生更关注生活地的天气变化状况，并能够准确解释引起生活地天气变化的天气系统。以xx年一月末我国南方地区的雪灾为例，说明寒潮灾害对人们生产和生活的影响。 【本课设计思路】 1.以生活经历为背景，“学习生活中的地理”，回放“中央气象台发布寒潮橙色预警”的天气预报导入，引出本节课学习主题：锋与天气。以家乡为例，动态展示不同锋面过境的天气过程，对比总结锋与天气的关系。融生活谚语文学素材入课堂教学，加深理解，“学习对生活有用的地理”，课堂富于生命魅力。
2.以课本为基础，补充江淮地区准静止锋、昆明地区准静止锋等多个案例整合教材，优化资源。 3.达成教学目标兼顾营造趣味性、开放性课堂，使课堂富有张力和内涵，教学效果较好。 【教学目标】 1.知识与技能 （1）从图片和简易图中，说出气团（冷气团、暖气团）的概念；锋的概念与分类（冷锋、暖锋、准静止锋）。 （2）从气温、气压、湿度、降水、风等几方面分析锋的形成及其两侧冷、暖气团的特点，并综合出锋面系统控制下的天气状况。 2.过程与方法 （1）通过播放南方冰雪灾害实况录像、研读相关案例、分组讨论等活动，归纳阅读和简单分析锋面系统图的方法，解释天气变化现象。 （2）研读xx年1月末我国南方地区的雪灾案例，归纳分析寒潮对人们生产和生活的影响的方法。 3.情感、态度与价值观 学生感悟探究天气的形成和变化的乐趣，通过活动学生感悟理论联系实际的重要性；增强防灾、减灾意识。 【学情分析】 学生对天气现象并不陌生，可是对于天气现象的变化原因却充满疑惑和好奇，可以说“知其然，但不知其所以然”。把学生已有的、
控制系统的典型环节的模拟实验报告修订版
控制系统的典型环节的 模拟实验报告修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
课程名称：控制理论乙指导老师：成绩：实验名称：控制系统典型环节的模拟实验类型：同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1．熟悉超低频扫描示波器的使用方法 2．掌握用运放组成控制系统典型环节的电子电路 3．测量典型环节的阶跃响应曲线 4．铜鼓哦是暗夜男了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响 二、实验内容和原理 以运算放大器为核心元件，由其不同的RC输入网络和反馈网络组成的各种典型环节，如下图所示。
右图中可以得到： 由上式可求得有下列模拟电路组成的典型环节的传递函数及其单位阶跃响应 1．积分环节 连接电路图如下图所示 和第一个实验相同，电源为峰峰值为30V 的阶跃函数电源，运放为LM358型号运放。在这次实验中，R2并不出现在电路中，所以我们可以同时调节R1的值和C 的值来改变该传递函数的其他参量值。具体表达式为： 式中：RC T = 由表达式可以画出在阶跃函数的激励下，电路所出现的阶跃响应图像 实验要求积分环节的传递函数需要达到（1）s s G 1)(1=（2）s s G 5.01)(2= 2．比例微分环节 连接电路图如下图所示 在该电路中，实验器材和第一次实验与第二次实验不变，R2仍然固定为1M 不改变。R1与C 并联之后与运算放大器的负端相连，R2接在运放的输出端和负输入端两端，起到了负反馈调节作用。具体表达式为： 式中，12R R K = ，C R T 1= 由表达式可以画出在阶跃函数的激励下，电路所出现的阶跃响应图像
一阶系统的单位阶跃响应
图3－5所示系统。其输入－输出关系为 1 1 111)()(+= +=Ts s K s R s C （3-3） 式中K T 1 = ，因为方程(3-3)对应的微分方程的最高阶次是1，故称一阶系统。 实际上，这个系统是一个非周期环节，T 为系统的时间常数。 一、一阶系统的单位阶跃响应 因为单位阶跃函数的拉氏变换为s 1，将s s R 1)(=代入方程(3-3)，得 s Ts s C 1 11)(+= 将)(s C 展开成部分分式，有 11()1C s s s T =- + （3-4） 对方程(3-4)进行拉氏反变换，并用)(t h 表示阶跃响应)(t C ，有 t T e t h 1 1)(--= 0t ≥ (3-5) 由方程(3-5)可以看出，输出量)(t h 的初始值等于零，而最终将趋于1。常数项“1”是由s 1反变换得到的，显然，该分量随时间变化的规律和外作用相似(本例为相同)，由于它在稳态过程中仍起作用，故称为稳态分量 (稳态响应)。方程(3-5)中第二项由1 1/()s T +反变换得到， 它随时间变化的规律取决于传递函数1/(1)Ts +的极点，即系统特 征方程()10D s Ts =+=的根(1/)T -在复平 面中的位置，若根处在复平面的左半平面 如图3－6(a)所示，则随着时间 t 的增加， 它将逐渐衰减， 最后趋于零 (如图3－6(b) 所示)，称为瞬态响应。可见，阶跃响应曲线具有非振荡特性，故也称为非周期响应。 显然，这是一条指数响应曲线，其初始斜率等于1/T ，即 T e T dt dh t t T t 1 |1|01 0===-= (3-6) 这就是说，假如系统始终保持初始响应速度不变，那么当T t =时， 输出量就能达到稳态值。
常见的天气系统
第二章第三节、常见的天气系统 知识结构： 1、气团 水平方向上温度、湿度等物理性质分布比较均一的大范围空气，叫做气团。 气团类型冷气团暖气团 图示 与移经地区的温度 比较 低高 湿度小大 密度大小 与锋面的位置关系在锋面以下在锋面以上 所以，冷气团温度不一定低，暖气团温度不一定高。 20℃ 25℃ 移动方向 10℃ 17℃ 移动方向 常 见 天 气 系 统 锋面系统 锋面气旋 冷气团 暖气团 暖锋 冷锋准静止锋 天气 反气旋 气旋 低压槽 低压 高压 天气
项目详情 图示 锋面冷暖性质不同的两种气团相遇形成的交界面，是一个狭窄而又倾斜的面 （自地面向高空冷空气一侧倾斜） 锋线锋面与地面的交线 天气特点锋面附近常伴随云、大风、降水等天气 雨区分布降水主要分布在冷气团一侧 ※特别提醒： （1）在单一冷气团控制下，多晴朗天气。冷暖气团交界处，天气复杂多变。 （2）锋面经常会带来天气的变化，但不一定产生降水。锋面附近是否产生降水，不仅取决于是否有上升气流，还与锋面上方暖气团的湿润程度有关。如果暖气团比较干燥，水汽凝结成的水滴很小，空气的浮力能够托起这些水滴，就只会形成一些云。例如，北方春季受冷锋影响出现大风、沙尘暴天气，但很少有降水。
依据：在锋面移动过程中，根据冷暖气团所占的主次地位的不同，可以将锋分为冷锋、冷锋暖锋准静止锋 概念冷气团主动向暖气团移 动的锋暖气团主动向冷气团移动 的锋 冷暖气团势力相当的锋 图示锋图 天气图 符号 锋面坡 度大小大小较小 降水强 度 大，多为狂风暴雨小，多为连续性降水小，多为连续性降水 雨区位 置 主要在锋后主要在锋前延伸到锋后很大范围 天气特征过 境 前 单一暖气团控制 温暖晴朗 单一冷气团控制 低温晴朗 单一气团控制 天气晴朗 过 境 时 阴天、下雨、大风和降温连续性降水或雾暖气团爬升，形成降水 过 境 后 气压上升，气温下降，天 气转晴 气温上升，气压下降，天气 转晴 单一气团控制 天气晴朗
控制工程基础考卷带答案复习资料
控制工程基础考卷带答案复习资料
一、填空题：（每空1分，共20分） 1．对控制系统的基本要求一般可归结为_________稳定性，准确性，快速性____、____________、___________。 2．自动控制系统对输入信号的响应，一般都包含两个分量，即一个是瞬态响应分量，另一个是____________响应分量。 3．在闭环控制系统中，通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号，这个信号称为_________________。 4．若前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则闭环传递函数为__________________ 。 5 函数f(t)=的拉氏变换式是 _________________ 。 6 开环对数频率特性的低频段﹑ 中频段﹑ 高频段分别表征了系统的 稳定性，动态特性，抗干扰能力 ﹑ ﹑ 。 7．Bode 图中对数相频特性图上的－180°线对应于奈奎斯特图中的___________。 8．已知单位反馈系统的开环传递函数为： 20 ()(0.51)(0.041) G s s s = ++求出系统在单位阶跃输入时的稳 态误差为 。 9．闭环系统稳定的充要条件是所有的闭环极点 t e 63-
均位于s 平面的______半平面。 10．设单位反馈控制系统的开环传递函数为 10()1 G s s = +，当系统作用有x i (t ) = 2cos(2t - 45?)输入 信号时，求系统的稳态输出为_____________________。 11．已知传递函数为2 ()k G s s =，则其对数幅频特性 L （ω）在零分贝点处的频率数值为_________ 。 12 在系统开环对数频率特性曲线上，低频段部分主要由 环节和 决定。 13．惯性环节的传递函数11+Ts ，它的幅频特性的数学式是__________,它的相频特性的数学式是____________________。 14．已知系统的单位阶跃响应为()1t t o x t te e --=+-，则 系统的脉冲脉冲响应为__________。 一、填空题 （每空1分，共20分）： 1 稳定性，准确性，快速性；2 稳态；3 反馈； 4 ) ()(1) (s H s G s G ±；5 3 ()6 F s s = + 6 稳定性，动态特性，抗干扰能力； 7 负实轴； 8 1 21 9 右半平面； 10
常见的天气系统练习试题[带答案]
常见的天气系统练习题 右图中甲地位于低气压中心，读图回答1～2题。 1．图中四点受暖气团控制的是（） A．①③B．②④ C．①④D．②③ 2．下列叙述正确的是（） A．甲地盛行下沉气流 B．此图是北半球的锋面气旋 C．②地吹偏南风，③地吹偏北风 D．③地出现连续性降水 3．我国北方广大地区“秋高气爽”的天气，是下列哪个影响的结果 A．冷锋 B．暖锋 C．气旋 D．反气旋 4．读图，A、B、C、D几种天气系统中，能形成我国东南沿海夏秋季台风天气的是 5．冷锋和暖锋的共同点有 A．降水都发生在锋前 B．过境时气压升高 C．暖空气均位于锋面以下D．过境时天气常有风云雨雪等 6．指出在准静止锋控制下形成的天气现象 A．贵阳冬季的阴雨天气Ｂ．北方夏季的暴雨天气 C．长江中下游夏季的伏旱天气Ｄ．我国冬季的寒潮天气 7．在气压梯度力，地转偏向力和摩擦力的共同作用下，北半球近地面低压中心的空气（） A．按逆时针方向辐散B．按逆时针方向辐合 C．按顺时针方向辐散D．按顺时针方向辐合 8．可以促使气流上升，带来降水的是（） A．高压与低压 B．气旋与反气旋 C．冷锋与暖锋 D．迎风坡与背风坡 9. 2006年重庆地区遭受100年一遇的特大干旱主要是下列哪个天气系统的影响：（）
10．从该天气系统所处半球和气压分布看，它属 A ．北半球，高气压 B ．北半球，低气压 C ．南半球，高气压 D ．南半球，低气压 11．若该天气系统控制我国大部分地区，我国的天气为 A ．伏旱天气 B ．梅雨天气 C ．出现台风 D ．寒冷天气 12．当该天气系统位于上海正东方向海面时，上海市吹 A ．东北风 B ．西北风 C ．东南风 D ．西南风 13．当暖锋过境时，常出现的天气状况是 （ ） A ．连续性降水 B ．沙尘暴天气 C ．狂风暴雨 D ．晴朗天气 14.“曹操立不起营寨，心中忧惧……子伯曰：‘连日阴云布合，朔风一起，必大冻矣……’……是夜北风大作，操尽驱兵士担土泼水……比及天明，沙土冻紧，土城已筑完。”造成选文所述天气变化的是（ ） A ．准静止锋 B ．冷锋 C ．暖锋 D ．暖气团 15．我国下列天气现象与成因对应正确的是（ ） A ．北方夏季的暴雨——反气旋 B ．江淮地区梅雨——反气旋 C ．台风——热带气旋 D ．冬季寒潮——反气旋 16.下图中表示南半球的是 A.①② B.②③ C.②④ D.①③ 分析某地5月5日前后几天的天气变化资料统计图，回答 17～19题。 17.这次天气变化过程最可能是由 A.反气旋影响 B.冷锋影响 ① ② 1008 1010 1012 1014 单位：百帕 ③ ④
--二阶系统的阶跃响应实验报告
--二阶系统的阶跃响应实验报告
实验二 二阶系统的阶跃响应实验报告 1．实验的目的和要求 1）掌握二阶控制系统的电路模拟方法及其动态性能指标的测试技术； 2）定量分析二阶控制系统的阻尼比ξ和无阻尼自然频率n ω对系统动态性能的影响； 3）加深理解“线性系统的稳定性只与其结构和参数有关，而与外作用无关”的性质； 4）了解与学习二阶控制系统及其阶跃响应的MATLAB 仿真。 2．实验内容 1）分析典型二阶系统2 2 2 2)(n n n s s s G ωξωω ++=的ξ（ξ 取值为0、0.25、0.5、1、1.2……）和n ω(n ω取值 10、100……)变化时，对系统阶跃响应的影响。 2）典型二阶系统，若0.707ξ=，1 10n s ω-=，确定系统单位阶跃响应的特征量%σ、r t 和s t 。 3．需用的仪器 计算机、Matlab6.5编程软件 4．实验步骤 1）利用MATLAB 分析n ω=10时ξ变化对系统单位阶跃响应的影响。 观察并记录响应曲线，根据实验结果分析ξ 变化对系统单位阶跃响应的影响。 2）利用MATLAB 分析ξ=0时n ω变化对系统单位阶跃响应的影响。 观察并记录响应曲线，根据实验结果分析n ω 变化对系统单位阶跃响应的影响。 3）利用MATLAB 计算特征量%σ、r t 和s t 。 5．教学方式 讲授与指导相结合 6．考核要求 以实验报告和实际操作能力为依据 7．实验记录及分析 1）程序：
》t=[0:0.01:10]; y1=step([100],[1 0 100],t); y2=step([100],[1 5 100],t); y3=step([100],[1 10 100],t); y4=step([100],[1 20 100],t); y5=step([100],[1 80 100],t); subplot(3,2,1); plot(t,y1,'-'); grid xlabel('time t');ylabel('y1'); title('李山 1206074118'); legend('\xi=0 单位阶跃响应曲线'); subplot(3,2,2); plot(t,y2,'-'); grid xlabel('time t');ylabel('y2'); title('李山 1206074118'); legend('\xi=0.25 单位阶跃响应曲线'); subplot(3,2,3); plot(t,y3,'-'); grid xlabel('time t');ylabel('y3'); title('李山 1206074118'); legend('\xi=0.5 单位阶跃响应曲线'); subplot(3,2,4); plot(t,y4,'-'); grid xlabel('time t');ylabel('y4'); title('李山 1206074118'); legend('\xi=1 单位阶跃响应曲线'); subplot(3,2,5); plot(t,y5,'-'); grid xlabel('time t');ylabel('y5'); title('李山 1206074118'); legend('\xi=4 单位阶跃响应曲线');
控制系统的典型环节的模拟实验报告.docx
课程名称：控制理论乙指导老师：成绩： 实验名称：控制系统典型环节的模拟实验类型：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1．熟悉超低频扫描示波器的使用方法 2．掌握用运放组成控制系统典型环节的电子电路 3．测量典型环节的阶跃响应曲线 4．铜鼓哦是暗夜男了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响 二、实验内容和原理 以运算放大器为核心元件，由其不同的RC输入网络和反馈网络组成的各种典型环节，如下图所示。 右图中可以得到： 由上式可求得有下列模拟电路组成的典型环节的传递函数及其单位阶跃响应 1．积分环节 连接电路图如下图所示 和第一个实验相同，电源为峰峰值为30V的阶跃函数电源，运放为LM358型号运放。在这次实验中，R2并不出现在电路中，所以我们可以同时调节R1的值和C的值来改变该传递函数的其他参量值。具体表达式为： 式中： 由表达式可以画出在阶跃函数的激励下，电路所出现的阶跃响应图像 实验要求积分环节的传递函数需要达到（1）（2） 2．比例微分环节 连接电路图如下图所示 在该电路中，实验器材和第一次实验与第二次实验不变，R2仍然固定为1M不改变。R1与C并联之后与运算放大器的负端相连，R2接在运放的输出端和负输入端两端，起到了负反馈调节作用。具体表达式为： 式中，， 由表达式可以画出在阶跃函数的激励下，电路所出现的阶跃响应图像 实验要求惯性环节的传递函数需要达到（1）（2） 3．惯性环节 连接电路图如图所示 在该图中，电源由控制理论电子模拟箱中的阶跃响应电源来代替，电源的峰峰值为30V；在模拟电子箱中，运算放大器采用LM358型号的运算放大器。在控制理论电子模拟箱中，R2是一个固定值，固定为1MΩ，所以我们可以调整R1和C来改变阶跃响应
2. 实验二 二阶系统阶跃响应
实验二二阶系统阶跃响应 一、实验目的 1. 研究二阶系统的特征参数，阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn对系统动态性能的影响，定量分析ζ和ωn与最大超调量σp和调节时间ts之间的关系。 2. 进一步学习实验系统的使用。 3. 学会根据系统的阶跃响应曲线确定传递函数。 4. 学习用MATLAB仿真软件对实验内容中的电路进行仿真。 二、实验原理 典型二阶闭环系统的单位阶跃响应分为四种情况： 1）欠阻尼二阶系统 如图1所示，由稳态和瞬态两部分组成：稳态部分等于1，瞬态部分是振荡衰减的过程，振荡角频率为阻尼振荡角频率，其值由阻尼比ζ和自然振荡角频率ωn决定。 （1）性能指标： : 单位阶跃响应C(t)进人±5%(有时也取±2%)误差带，并且不再超出该误差带的调节时间t S 最小时间。 超调量σ% ；单位阶跃响应中最大超出量与稳态值之比。 单位阶跃响应C(t)超过稳态值达到第一个峰值所需要的时间。 峰值时间t P ： 结构参数ξ：直接影响单位阶跃响应性能。 （2）平稳性：阻尼比ξ越小，平稳性越差 长，ξ过大时，系统响应迟钝，（3）快速性：ξ过小时因振荡强烈，衰减缓慢，调节时间t S 也长，快速性差。ξ＝0.7调节时间最短，快速性最好。ξ＝0.7时超调量σ%<5％,调节时间t S 平稳性也好，故称ξ＝0.7为最佳阻尼比。 2）临界阻尼二阶系统（即ξ＝1） 系统有两个相同的负实根，临界阻尼二阶系统单位阶跃响应是无超调的，无振荡单调上升的，不存在稳态误差。
3）无阻尼二阶系统（ξ＝0时）此时系统有两个纯虚根。 4）过阻尼二阶系统（ξ>1）时 此时系统有两个不相等的负实根，过阻尼二阶系统的单位阶跃响应无振荡无超调无稳态误差，上升速度由小加大有一拐点。 三、实验内容 1. 搭建模拟电路 典型二阶系统的闭环传递函数为： 其中，ζ 和ωn对系统的动态品质有决定的影响。 搭建典型二阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应： 二阶系统模拟电路图其结构图为： 系统闭环传递函数为： 式中, T=RC，K=R2/R1。 比较上面二式，可得：ωn=1/T=1/RC ζ=K/2=R2/2R1。 2 2 2 2 ) ( ) ( ) ( n n n w s w s w s R s C S + + = = ξ φ
常见的天气系统知识点归纳
常见的天气系统 一、锋面系统 1、定义： 气团：水平方向上温度、湿度等物理性质分布比较均一的大范围空气，叫气团。气团分冷气团和暖气团。 暖气团：温度高，湿度大，气压低，单一暖气团控制下以晴暖天气为主。 冷气团：温度低，湿度小，气压高，单一冷气团控制下以晴冷天气为主。 锋面：冷暖气团的交界面 锋线：锋面与地面相交的线。 锋：锋面和锋线统称为锋。 2、锋面的特征 ①锋面是一个狭窄而倾斜的过度地带，锋面上方一定是暖气团，锋面下方一定是冷气团； ②锋两侧是个温度和湿度差异很大的地带，锋两侧气团温度、湿度等性质差别愈大，锋面的倾角愈小； ③锋面附近是个天气变化剧烈的地带 3、锋的分类与天气特征 歌诀法记忆冷锋、暖锋及准静止锋的主要区别： a)黑色三角冷冰冰，降温下雨刮大风。（冷锋） b)符号半圆暖融融，连续降水锋前成。（暖锋） c)三角半圆线居中，阴雨连绵慢移动。（准静止锋） 比较冷、暖锋控制下形成的锋面雨带（雨区）位置的差异： ●冷锋（降水位置在锋后）、 ●暖锋（降水位置在锋前） 锋前和锋后的判断方法： 主动气团移动的方向是锋前，反之，是锋后 冷暖锋过境前、过境时及过境后的天气变化：
过境后温度和气压值的变化 【基础过关】 1．天气变化剧烈通常是因为位于( ) A．暖气团控制下 B．冷暖气团交界地带C．冷气团控制下 D．无气团控制的地区2．冷锋和暖锋的共同特点是( ) A．过境后天气转晴，温度升高 B．过境时气压升高 C．降水多发生在锋前 D．冷空气在锋面之下 3．下列天气现象中与冷锋影响无关的是( )
A．我国北方夏季的暴雨 B．我国秋冬季节爆发的寒潮 C．我国东南沿海的台风 D．近年来我国北方春季出现的沙尘暴天气 曹操立不起营寨，心中忧惧……子伯曰：“……连日阴云布合，朔风一起，必大冻矣……”……是夜北风大作，操尽驱兵士担土泼水……比及天明，沙土冻紧，土城已筑完。阅读以上材料，完成4～5题。 4．文中所说的最有可能的天气过程是( ) A．快行冷锋 B．暖锋 C．准静止锋 D．慢行冷锋 5．下图中能正确表示该天气系统的是( ) 【能力提升】 6．暖锋过境时常出现的天气是( ) A．产生连续性的降水 B．气温降低，气压升高 C．天气由阴转晴 D．气温上升，气压升高 7．下图中，ABCD纬度位置和下垫面情况大致相同，四个地点中处于冷锋过境后的是( ) 读”某市20XX年5月黄金周期间的天气变化资料统计图“，完成8～9题。 8．这次降水形成的原因是( ) A．气流下沉 B．气流对流上升 C．暖气团主动沿锋面爬升 D．暖气团被迫抬升 9．此系统对我国天气现象的主要影响还表现为( ) A．长江中下游地区的梅雨天气 B．东北、华北地区的夏季暴雨 C．东南沿海的台风天气 D．长江中下游地区的伏旱天气
控制系统典型环节与系统的模拟实验报告
汕头大学实验报告 一、实验目的 1、熟悉数字存储示波器及控制理论实验箱的使用方法。 2、掌握用运算放大器组成控制系统典型环节的电子模拟电路。 3、测量典型环节的阶跃响应曲线。 4、通过本实验了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响。 二、实验仪器 1、TKKL-1控制理论实验箱1台 2、TDS1001B数字存储示波器1台 3、万用表1只 4、U盘1只（学生自备，4G以下） 三、实验原理 1、以运算放大器为核心，由其不同的输入R-C网络和反馈R-C网络构成控制系统的各种典型环节，用数字存储示波器测量各环节的阶跃响应曲线。 2、数字存储示波器的工作原理及使用方法请参考《TDS1001B数字存储示波器用户手册》。 3、操作过程注意事项。 A、接通TKKL-1实验箱的电源总开关。 B、接通TKKL-1实验箱上的直流电源开关。
C、接通TKKL-1实验箱上的阶跃信号发生器电源开关。 D、电位器顺时针调节时，电阻值增大。 E、示波器探头接地端要与实验箱的地端牢固连接。 四、实验内容与步骤 1、分别画出比例、积分、惯性、微分和振荡环节的电路原理图比例环节 惯性环节 积分环节
震荡环节 微分环节 2、按所设计的电路原理图接线，并在各电路的输入端输入阶跃信号，在电路的输出端观察并记录其单位阶跃响应的输出波形。 比例电路波形图，G（s）=1
比例环节，G（s）=2 惯性环节，G（s）=1/（Ts）其中T=RC 当R=200k，C=0.1uF时，G（s）=1/（Ts）=50波形图如下
当R=1M,C=1uF时，G（s）=1/（Ts）=10波形图如下 积分环节，G（s）=1/（Ts+1），其中T=RC 当R=1M,C=1uF时，波形图如下