自动控制原理实验报告73809

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自动控制原理的实训报告

自动控制原理的实训报告

一、实训目的本次实训旨在通过实际操作和实验,加深对自动控制原理的理解,掌握控制系统分析和设计的基本方法,提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。

通过实训,使学生能够:1. 理解自动控制系统的基本组成和原理;2. 掌握典型控制系统的时域响应和频域响应分析方法;3. 学会使用实验设备进行控制系统实验,并能够分析实验结果;4. 培养团队协作和沟通能力。

二、实训仪器与设备1. 自动控制原理实验台;2. 信号发生器;3. 数据采集器;4. 计算机;5. 控制系统模拟软件。

三、实训内容1. 控制系统结构分析通过实验台搭建一个典型的控制系统,分析其结构,包括各个环节的功能和相互关系。

2. 时域响应实验对搭建的控制系统进行阶跃响应实验,记录并分析系统的输出波形,计算超调量、上升时间、调节时间等性能指标。

3. 频域响应实验对搭建的控制系统进行频率特性实验,记录并分析系统的幅频特性、相频特性,绘制Bode图。

4. 控制系统设计根据实验结果,对控制系统进行设计,包括PID参数整定、控制器设计等。

四、实验过程1. 搭建控制系统根据实验要求,搭建一个典型的控制系统,包括控制器、执行器、被控对象等环节。

2. 进行阶跃响应实验使用信号发生器产生阶跃信号,输入到控制系统中,记录输出波形,并计算超调量、上升时间、调节时间等性能指标。

3. 进行频率特性实验使用信号发生器产生不同频率的正弦信号,输入到控制系统中,记录输出波形,并绘制Bode图。

4. 控制系统设计根据实验结果,对控制系统进行设计,包括PID参数整定、控制器设计等。

五、实验结果与分析1. 阶跃响应实验通过阶跃响应实验,可以分析系统的稳定性和动态性能。

例如,超调量反映了系统的振荡程度,上升时间反映了系统的响应速度,调节时间反映了系统达到稳态所需的时间。

2. 频率特性实验通过频率特性实验,可以分析系统的频率响应特性。

例如,幅频特性反映了系统对不同频率信号的放大倍数,相频特性反映了系统对不同频率信号的相位延迟。

自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过实际操作,加深对自动控制原理的理解,掌握PID控制器的调节方法,并验证PID控制器的性能。

二、实验原理。

PID控制器是一种常见的控制器,它由比例环节(P)、积分环节(I)和微分环节(D)三部分组成。

比例环节的作用是根据偏差的大小来调节控制量的大小;积分环节的作用是根据偏差的累积值来调节控制量的大小;微分环节的作用是根据偏差的变化率来调节控制量的大小。

PID控制器通过这三个环节的协同作用,可以实现对被控对象的精确控制。

三、实验装置。

本次实验所使用的实验装置包括PID控制器、被控对象、传感器、执行机构等。

四、实验步骤。

1. 将PID控制器与被控对象连接好,并接通电源。

2. 调节PID控制器的参数,使其逐渐接近理想状态。

3. 对被控对象施加不同的输入信号,观察PID控制器对输出信号的调节情况。

4. 根据实验结果,对PID控制器的参数进行调整,以达到最佳控制效果。

五、实验结果与分析。

经过实验,我们发现当PID控制器的比例系数较大时,控制效果会更为迅速,但会引起超调;当积分系数较大时,可以有效消除稳态误差,但会引起响应速度变慢;当微分系数较大时,可以有效抑制超调,但会引起控制系统的抖动。

因此,在实际应用中,需要根据被控对象的特性和控制要求,合理调节PID控制器的参数。

六、实验总结。

通过本次实验,我们深刻理解了PID控制器的工作原理和调节方法,加深了对自动控制原理的认识。

同时,我们也意识到在实际应用中,需要根据具体情况对PID控制器的参数进行调整,以实现最佳的控制效果。

七、实验心得。

本次实验不仅让我们在理论知识的基础上得到了实践锻炼,更重要的是让我们意识到掌握自动控制原理是非常重要的。

只有通过实际操作,我们才能更好地理解和掌握知识,提高自己的实际动手能力和解决问题的能力。

八、参考文献。

[1] 《自动控制原理》,XXX,XXX出版社,2010年。

[2] 《PID控制器调节方法》,XXX,XXX期刊,2008年。

实验报告-自动控制原理

实验报告-自动控制原理
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________________________________________________________________________________
〖分析பைடு நூலகம்:______________________________________________________________________
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说明:特征参数为比例增益K和微分时间常数T。
1)R2=R1=100KΩ, C2=0.01µF,C1=1µF;特征参数实际值:K=______,T=________。
波形如下所示:
2)R2=R1=100KΩ, C2=0.01µF,C1=0.1µF;特征参数实际值:K= 1,T=0.01。
波形如下所示:
四、实验心得体会
实验报告
班级
姓名
学号
所属课程
《自动控制原理》
课时
2
实践环节
实验3控制系统的稳定性分析
地点
实字4#318
所需设备
电脑、工具箱
一、实验目的
1.观察系统的不稳定现象。
2.研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响
3.学习用MATLAB仿真软件对实验内容中的电路进行仿真。
2、实验步骤
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自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告实验目的,通过本次实验,掌握自动控制原理的基本概念和实验操作方法,加深对自动控制原理的理解和应用。

实验仪器与设备,本次实验所需仪器设备包括PID控制器、温度传感器、电磁阀、水槽、水泵等。

实验原理,PID控制器是一种广泛应用的自动控制设备,它通过对比设定值和实际值,根据比例、积分、微分三个控制参数对控制对象进行调节,以实现对控制对象的精确控制。

实验步骤:1. 将温度传感器插入水槽中,保证传感器与水温充分接触;2. 将水泵接通,使水槽内的水开始循环;3. 设置PID控制器的参数,包括比例系数、积分时间、微分时间等;4. 通过调节PID控制器的参数,使得水槽中的水温稳定在设定的目标温度;5. 观察记录PID控制器的输出信号和水温的变化情况;6. 分析实验结果,总结PID控制器的控制特性。

实验结果与分析:经过实验操作,我们成功地将水槽中的水温控制在了设定的目标温度范围内。

在调节PID控制器参数的过程中,我们发现比例系数的调节对控制效果有着明显的影响,适当增大比例系数可以缩小温度偏差,但过大的比例系数也会导致控制系统的超调现象;积分时间的调节可以消除静差,但过大的积分时间会导致控制系统的超调和振荡;微分时间的调节可以抑制控制系统的振荡,但过大的微分时间也会使控制系统的响应变慢。

结论:通过本次实验,我们深入理解了PID控制器的工作原理和调节方法,掌握了自动控制原理的基本概念和实验操作方法。

我们通过实验操作和数据分析,加深了对自动控制原理的理解和应用。

总结:自动控制原理是现代控制工程中的重要内容,PID控制器作为一种经典的控制方法,具有广泛的应用前景。

通过本次实验,我们不仅学习了自动控制原理的基本知识,还掌握了PID控制器的调节方法和控制特性。

这对我们今后的学习和工作都具有重要的意义。

自动控制实验报告(全)

自动控制实验报告(全)

自动控制原理实验报告册院系:班级:学号:姓名:目录实验五采样系统研究 (3)实验六状态反馈与状态观测器 (9)实验七非线性环节对系统动态过程的响应 (14)实验五 采样系统研究一、实验目的1. 了解信号的采样与恢复的原理及其过程,并验证香农定理。

2. 掌握采样系统的瞬态响应与极点分布的对应关系。

3. 掌握最少拍采样系统的设计步骤。

二、实验原理1. 采样:把连续信号转换成离散信号的过程叫采样。

2. 香农定理:如果选择的采样角频率s ω,满足max 2ωω≥s 条件(max ω为连续信号频谱的上限频率),那么经采样所获得的脉冲序列可以通过理想的低通滤波器无失真地恢复原连续信号。

3. 信号的复现:零阶保持器是将采样信号转换成连续信号的元件,是一个低通滤波器。

其传递函数:se Ts--14. 采样系统的极点分布对瞬态响应的影响:Z 平面内的极点分布在单位圆的不同位置,其对应的瞬态分量是不同的。

5. 最小拍无差系统:通常称一个采样周期为一拍,系统过渡过程结束的快慢常采用采样周期来表示,若系统能在最少的采样周期内达到对输入的完全跟踪,则称为最少拍误差系统。

对最小拍系统时间响应的要求是:对于某种典型输入,在各采样时刻上无稳态误差;瞬态响应最快,即过渡过程尽量早结束,其调整时间为有限个采样周期。

从上面的准则出发,确定一个数字控制器,使其满足最小拍无差系统。

三、实验内容1. 通过改变采频率s s s T 5.0,2.0,01.0=,观察在阶跃信号作用下的过渡过程。

被控对象模拟电路及系统结构分别如下图所示:图中,1)(/)()(==z E z U z D ,系统被控对象脉冲传递函数为:T T Ts e z e s s e Z z U z Y z G -----=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-==)1(4141)()()( 系统开环脉冲传递函数为:T T w e z e Z G z D z G ----===)1(4)()()(系统闭环脉冲传递函数为:)(1)()(z G z G z w w +=Φ在Z 平面内讨论,当采样周期T 变化时对系统稳定性的影响。

自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告实验一、典型环节的时域响应一.实验目的1. 熟悉并掌握TD-ACC+( TD-ACS设备的使用方法及各典型环节模拟控制电路的构成方法。

2. 熟悉各种典型环节的理想阶跃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+( TD-ACS实验系统一套。

三.实验内容1. 比例环节2. 积分环节3. 比例积分环节4. 惯性环节5. 比例微分环节6. 比例积分微分环节四、实验感想在本次实验后,我了解了典型环节的时域响应方面的知识,并且通过实践,实现了时域响应相关的操作,感受到了实验成功的喜悦。

实验二、线性系统的矫正一、目的要求1.掌握系统校正的方法,重点了解串联校正。

2.根据期望的时域性能指标推导出二阶系统的串联校正环节的传递函数、仪器设备PC机一台,TD-ACC+或TD-ACS)教学实验系统一套三、原理简述所谓校正就是指在使系统特性发生变接方式可分为馈回路之内采用的测点之后和放1.原系统的结构框图及性能指标对应的模拟电路图2.期望校正后系统的性能指标3.串联校正环节的理论推导四、实验现象分析校正前:校正后:校正前:校正后:六、实验心得次实验让我进一步熟悉了TD-ACC实验系统的使用,进一步学习了虚拟仪器,更加深入地学习了自动控制原理,更加牢固地掌握了相关理论知识,激发了我理论学习的兴趣。

实验三、线性系统的频率响应分析、实验目的1 .掌握波特图的绘制方法及由波特图来确定系统开环传函2 .掌握实验方法测量系统的波特图。

、实验设备PC机一台,TD-ACC系列教学实验系统一套三、实验原理及内容(一)实验原理1 .频率特性当输入正弦信号时,线性系统的稳态响应具有随频率(3由0变至%)而变化的特性。

频率响应法的基本思想是:尽管控制系统的输入信号不是正弦函数,而是其它形式的周期函数或非周期函数,但是,实际上的周期信号,都能满足狄利克莱条件,可以用富氏级数展开为各种谐波分量;而非周期信号也可以使用富氏积分表示为连续的频谱函数。

自控原理实验报告

自控原理实验报告

一、实验目的1. 理解并掌握自动控制原理的基本概念和基本分析方法。

2. 掌握典型环节的数学模型及其在控制系统中的应用。

3. 熟悉控制系统的时间响应和频率响应分析方法。

4. 培养实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理自动控制原理是研究控制系统动态性能和稳定性的一门学科。

本实验主要涉及以下几个方面:1. 典型环节:比例环节、积分环节、微分环节、惯性环节等。

2. 控制系统:开环控制系统和闭环控制系统。

3. 时间响应:阶跃响应、斜坡响应、正弦响应等。

4. 频率响应:幅频特性、相频特性等。

三、实验内容1. 典型环节的阶跃响应- 比例环节- 积分环节- 比例积分环节- 比例微分环节- 比例积分微分环节2. 典型环节的频率响应- 幅频特性- 相频特性3. 二阶系统的阶跃响应- 上升时间- 调节时间- 超调量- 峰值时间4. 线性系统的稳态误差分析- 偶然误差- 稳态误差四、实验步骤1. 典型环节的阶跃响应- 搭建比例环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节、比例积分微分环节的实验电路。

- 使用示波器观察并记录各个环节的阶跃响应曲线。

- 分析并比较各个环节的阶跃响应曲线,得出结论。

2. 典型环节的频率响应- 搭建比例环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节、比例积分微分环节的实验电路。

- 使用频率响应分析仪测量各个环节的幅频特性和相频特性。

- 分析并比较各个环节的频率响应特性,得出结论。

3. 二阶系统的阶跃响应- 搭建二阶系统的实验电路。

- 使用示波器观察并记录二阶系统的阶跃响应曲线。

- 计算并分析二阶系统的上升时间、调节时间、超调量、峰值时间等性能指标。

4. 线性系统的稳态误差分析- 搭建线性系统的实验电路。

- 使用示波器观察并记录系统的稳态响应曲线。

- 计算并分析系统的稳态误差。

五、实验数据记录与分析1. 典型环节的阶跃响应- 比例环节:K=1,阶跃响应曲线如图1所示。

- 积分环节:K=1,阶跃响应曲线如图2所示。

自控原理课程实验报告

自控原理课程实验报告

一、实验目的1. 理解并掌握自动控制原理的基本概念和基本分析方法。

2. 熟悉自动控制系统的典型环节,包括比例环节、积分环节、比例积分环节、惯性环节、比例微分环节和比例积分微分环节。

3. 通过实验,验证自动控制理论在实践中的应用,提高分析问题和解决问题的能力。

二、实验原理自动控制原理是研究自动控制系统动态和稳态性能的学科。

本实验主要围绕以下几个方面展开:1. 典型环节:通过搭建模拟电路,研究典型环节的阶跃响应、频率响应等特性。

2. 系统校正:通过在系统中加入校正环节,改善系统的性能,使其满足设计要求。

3. 系统仿真:利用MATLAB等仿真软件,对自动控制系统进行建模和仿真,分析系统的动态和稳态性能。

三、实验内容1. 典型环节实验(1)比例环节:搭建比例环节模拟电路,观察其阶跃响应,分析比例系数对系统性能的影响。

(2)积分环节:搭建积分环节模拟电路,观察其阶跃响应,分析积分时间常数对系统性能的影响。

(3)比例积分环节:搭建比例积分环节模拟电路,观察其阶跃响应,分析比例系数和积分时间常数对系统性能的影响。

(4)惯性环节:搭建惯性环节模拟电路,观察其阶跃响应,分析时间常数对系统性能的影响。

(5)比例微分环节:搭建比例微分环节模拟电路,观察其阶跃响应,分析比例系数和微分时间常数对系统性能的影响。

(6)比例积分微分环节:搭建比例积分微分环节模拟电路,观察其阶跃响应,分析比例系数、积分时间常数和微分时间常数对系统性能的影响。

2. 系统校正实验(1)串联校正:在系统中加入串联校正环节,改善系统的性能,使其满足设计要求。

(2)反馈校正:在系统中加入反馈校正环节,改善系统的性能,使其满足设计要求。

3. 系统仿真实验(1)利用MATLAB等仿真软件,对自动控制系统进行建模和仿真,分析系统的动态和稳态性能。

(2)根据仿真结果,优化系统参数,提高系统性能。

四、实验步骤1. 搭建模拟电路:根据实验内容,搭建相应的模拟电路,并连接好测试设备。

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-150-100-5050实验一 典型环节的模拟研究及阶跃响应分析1、比例环节可知比例环节的传递函数为一个常数:当Kp 分别为0.5,1,2时,输入幅值为1.84的正向阶跃信号,理论上依次输出幅值为0.92,1.84,3.68的反向阶跃信号。

实验中,输出信号依次为幅值为0.94,1.88,3.70的反向阶跃信号, 相对误差分别为1.8%,2.2%,0.2%. 在误差允许范围内可认为实际输出满足理论值。

2、 积分环节积分环节传递函数为:(1)T=0.1(0.033)时,C=1μf (0.33μf ),利用MATLAB ,模拟阶跃信号输入下的输出信号如图: T=0.1T=0.033与实验测得波形比较可知,实际与理论值较为吻合,理论上T=0.033时的波形斜率近似为T=0.1时的三倍,实际上为8/2.6=3.08,在误差允许范围内可认为满足理论条件。

3、 惯性环节if i o R RU U -=TS1CS R 1Z Z U U i i f i 0-=-=-=1520惯性环节传递函数为:K = R f /R 1,T = R f C,(1) 保持K = R f /R 1 = 1不变,观测T = 0.1秒,0.01秒(既R 1 = 100K,C = 1μf ,0.1μf )时的输出波形。

利用matlab 仿真得到理论波形如下: T=0.1时 t s (5%)理论值为300ms,实际测得t s =400ms 相对误差为:(400-300)/300=33.3%,读数误差较大。

K 理论值为1,实验值2.12/2.28,相对误差为(2.28-2.12)/2.28=7%与理论值较为接近。

T=0.01时t s (5%)理论值为30ms,实际测得t s =40ms 相对误差为:(40-30)/30=33.3%由于ts 较小,所以读数时误差较大。

K 理论值为1,实验值2.12/2.28,相对误差为(2.28-2.12)/2.28=7%与理论值较为接近(2) 保持T = R f C = 0.1s 不变,分别观测K = 1,2时的输出波形。

K=1时波形即为(1)中T0.1时波形K=2时,利用matlab 仿真得到如下结果: t s(5%)理论值为300ms,实际测得t s =400ms 相对误差为:(400-300)/300=33.3% 读数误差较大K 理论值为2,实验值4.30/2.28,1TS K)s (R )s (C +-=相对误差为(2-4.30/2.28)/2=5.7% 与理论值较为接近。

4、 二阶振荡环节令R 3 = R 1,C 2 = C 11KTSS T 1)s (R )s (C 22++=T = R 1C 1,K = R 2/R 1n ω= 1/T = 1/R 1C 1ξ= 1/2K = R 1/2R 2(1) 取R 1 = R 3 = 100K,C 1 = C 2 = 1μf 既令T = 0.1秒,调节R 2分别置阻尼 比ξ= 0.1,0.5,1○1R2=500k,ξ=0.1时, n ω=10;matlab 仿真结果如下:超调量M p 理论值为e^(-ξ*π/(1-ξ^2)^0.5)=73%,实验值为(3.8-2.28)/2.28=66.7%与理论值较为接近.过渡过程时间理论值(计算时的估计公式)t s =4/(ξ*n ω)=4s ,由matlab 仿真得t s =2.89s ,实验值为3.1s,与仿真得到的理论值相对误差为(3.1-2.89)/2.89=7.2%较为接近。

○2R2=100k, ξ=0.5,n ω=10 ;matlab 仿真结果如下:超调量M p 理论值为e^(-ξ*π/(1-ξ^2)^0.5)=16%,实验值为(2.8-2.28)/2.28=22.8%与理论值较为接近过渡过程时间理论值(计算时的估计公式)t s =4/(ξ*n ω)=0.8s ,由matlab 仿真得t s =0.525s ,实验值为0.59,与仿真得到的理论值相对误差为(0.59-0.525)/0.525=12.4%较为接近。

○3 R2=50k, ξ=1,n ω=10;matlab 仿真结果如下:超调量M p 理论值为0,实验值为(2.28-2)/2.28=12.3%,与理论值吻合。

过渡过程时间理论值,由matlab 仿真得t s =0.48s ,实验值为0.40,与仿真得到的理论值相对误差为(0.48-0.40)/0.48=20%较为接近。

(2)取R 1 = R 3 = 100K,C 1 = C 2 =0.1μf 既令T = 0.01秒,重复进行上述测试。

○1R2=500k,ξ=0.1时, n ω=100;matlab 仿真结果如下: 超调量M p 理论值为e^(-ξ*π/(1-ξ^2)^0.5)=73%,实验值为(3.8-2.28)/2.28=66.7%与理论值较为接近.过渡过程时间理论值(计算时的估计公式)t s =4/(ξ*n ω)=0.4s ,由matlab 仿真得t s =0.29s ,实验值为0.30,与理论值相对误差为(0.30-0.29)/0.29=3.4%较为接近。

○2R2=100k,ξ=0.5时, n ω=100;matlab 仿真结果如下:超调量M p 理论值为e^(-ξ*π/(1-ξ^2)^0.5)=16%,实验值为(2.8-2.28)/2.28=22.8%与理论值较为接近过渡过程时间理论值(计算时的估计公式)t s =4/(ξ*n ω)=0.08s ,由matlab 仿真得t s =0.0525s ,实验值为0.05,与仿真得到的理论值相对误差为(0.0525-0.05)/0.0525=4.8%较为接近。

○3 R2=50k, ξ=1,n ω=10;matlab 仿真结果如下:超调量M p 理论值为0,实验值为(2.28-2)/2.28=12.3%,与理论值吻合。

过渡过程时间理论值,由matlab 仿真得t s =0.048s ,实验值为0.04,与仿真得到的理论值相对误差为(0.048-0.04)/0.048=16.7%较为接近。

六、思考题1、根据实验结果,分析一阶系统t s 与T,K 之间的关系。

参数T 的物理意义? T 越大,ts 越大,ts 与K 无关。

T 反映了系统的瞬态响应速度。

2、根据实验结果,分析二阶系统t s ,M p ,与n ω,ξ之间的关系。

参数n ω,ξ的物理意义? 超调量只与ξ有关,ξ越小,超调量越大;调节时间与n ω*ξ有关,乘积越大,调节时间越小;n ω*ξ反映了系统阶跃响应的衰减程度,n ω反映了阶跃响应的振荡快慢程度。

3、对于图1-5所示系统,若将其反馈极性改为正反馈;或将其反馈回路断开,这时的阶跃响应应有什么特点?试从理论上进行分析(也可在实验中进行观察)变成正反馈或将其反馈回路断开,理论上阶跃响应的大小不断增加,实际中受制于运放的最大输出电压的影响,阶跃响应快速上升,最后达到一个很大的幅值。

4、根据所学习的电模拟方法,画出开环传递函数为)1S T 2S T )(1S T (K)s (G 22221+ξ++=的单位反馈系统的模拟线路图,并注明线路图中各元件参数(用R 、C 等字符表示)和传递函数中参数的关系。

易知将一个一阶惯性环节与图1-5所示电路串联起来后,再加一个单位反相比例环节即可实现,电路图如下其中应有R3=R1,C2=C1,于是K=Rf/R1,T1=Rf*C,T2=R1*C1,ζ=R1/(2*R2)。

实验二开环零点及闭环零点作用的研究实验电路图见附件(a)选择T=3.14s,K=3.14,T(S)=L(S)/1+L(S)=3.14/3.14S^2+S+3.14利用MATLAB仿真如下Mp:理论值1.6 实际值1.7 相对误差6.25%tp:理论值3.26 实际值 2.9 相对误差11.0%ts:理论值23 实际值 24.2 相对误差5.2%(b) Td=0.033T(S)=L(S)/1+L(S)=1.0362S+3.14/3.14S^2+4.1762S+3.14 利用MATLAB仿真Mp:理论值1.065 实际值1.15 相对误差8.0% tp:理论值3.68 实际值3.6 相对误差2.2%ts:理论值5.77 实际值6.0 相对误差4.0%(c) T(S)=L(S)/1+L(S)=3.14/3.14S^2+4.1762S+3.14利用MATLAB仿真Mp:理论值1.06 实际值1.08 相对误差2.0%tp:理论值4.12 实际值4.3 相对误差4.4%ts:理论值6.09 实际值6.2 相对误差1.8%比较实验二、三,知开环零点加快了瞬态响应;比较实验一、三,知闭环零点改善了整体的闭环性能,其主要原因是改变了阻尼比。

由实验结果可知,增加比例微分环节后系统的瞬态响应改善了,其根本在于增大了阻尼比。

而第二个实验中由于引进了开环零点,所以其性能与第三个不一样。

实验心得及体会提前预习,熟悉电路图,设计好参数对完成实验有很大的帮助,可以起到事半功倍的效果,要养成提前预习的习惯。

思考题为什么说系统的动态性能是由闭环零点,极点共同决定的?从时域和频域的关系来看,极点的位置决定了系统的响应模态,而零点的位置决定了每个模态函数的相对权重。

实验三控制系统稳定性研究一、实验数据本实验的线路图如下,其中R11=R12=R21=R31=100K,1.对于方案一,取R13=R22=1M,C1=1μ,C2=10μ,R3=100K,C3=1μ,由实验现象得知,对任意α∈(0,1),系统均稳定,且α越大,响应速度越快,幅值也越大。

对于方案二,C3=1μ,知对于任意α系统仍稳定,且α越大,响应速度越快,幅值也越大。

方案三中R32=1M,C3=1μ,当输出呈现等幅振荡时,α=0.0192. 对于第一组,由实验可知对任意α∈(0,1)系统均稳定,且α越大,响应速度越快,幅值也越大。

第二组中,当输出呈现等幅振荡时,α=0.5103. 仍选择以上电路,要使T=RC=0.5s,可选取R=500K,C=1μ。

而由以上传a=1时,R13=R22=R32=500K,C1=C2=C3=1μ。

实验测得当输出开始呈现缓慢衰减,K=809.1Hz。

a=2时,R13=1M,R22=500K,R32=250K,C1=C2=C3=1μ。

实验测得当输出开始呈现缓慢衰减,K=924.1Hz。

a=5时,R13=250K,C1=10μ,R22=500K,C2=1μ,R32=100K,C3=1μ。

此时发现对任意α∈(0,1)系统均稳定。

二、数据处理1.对于前三个方案,由Hurwitz判据易知α=1.22,11.1,0.0242时系统临界稳定。

而实验中α不可能大于1,故前两个实验中系统均稳定,而第三个实验中测得α=0.019,与理论值相对误差为(0.0242-0.019)/0.0242=21.4%。

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