典型环节和系统频率特性地测量
实验三 典型环节的频率特性测量

姓名,班级学号 ; 姓名,班级学号姓名,班级学号 ; 姓名,班级学号姓名,班级学号 ; 姓名,班级学号实验三典型环节(系统)的频率特性测量一.实验目的1.学习和掌握测量典型环节(或系统)频率特性曲线的方法和技能。
2.学习根据所测得频率特性,作出伯德图。
二.实验内容1.用实验方法完成一阶惯性环节的频率特性曲线测试。
2.用实验方法完成比例环节、积分环节、惯性环节及二阶系统的频率特性曲线测试。
三.实验步骤1.熟悉实验设备上的信号源,掌握改变正弦波信号幅值和频率的方法。
2.利用实验设备完成比例环节、积分环节、惯性环节和二阶系统开环频率特性曲线的测试。
3.根据测得的频率特性曲线(或数据)求取各自的传递函数。
4.分析实验结果,完成实验报告。
四.实验线路及原理(一)实验原理对于稳定的线性定常系统或环节,当输入端加入一正弦信号时,它的稳态输出时一与输入信号同频率的正弦信号,但其幅值和相位将随输入信号频率的改变而改变,即:即相频特性即幅频特性,)()()(,)()()(sin )(])(sin[)()(ωωωωωφωωωωωωωj G t j G t j G Aj G A A tA t r j G t j G A t c ∠=-∠+====∠+=只要改变输入信号的频率,就可以测出输出信号与输入信号的幅值比)(ωj G 和它的相位差)(ωφ,不断改变输入信号的频率,就可测得被测环节的幅频特性和相频特性。
(二)实验线路1.比例(P)环节的模拟电路 比例环节的传递函数为:K s U s U i O =)()(,取ωj s =代入,得G(jw)=k, A(w)=k, Φ(w)=0°其模拟电路和阶跃响应,分别如图1.1.2,实验参数取R 0=100k ,R 1=200k ,R=10k 。
2.积分(I)环节的模拟电路 积分环节的传递函数为:Tss U s U i O 1)()(=其模拟电路,如图1.2.2所示,实验参数取R 0=100k ,C =1uF ,R=10k 。
自动控制原理实验讲义

自动控制原理实验指导书实验一 控制系统典型环节的模拟一、 实验目的1、掌握用运放组成控制系统典型环节的电子电路2、测量典型环节的阶跃响应曲线3、通过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、自控原理电子模拟实验箱一台2、电脑一台(虚拟示波器)3、万用表一只 三、 实验原理以运算放大器为核心元件,由其不同的R-C 输入网络和反馈网络组成的各种典型环节,如图1-1所示。
图中Z1和Z2为复数阻抗,它们都是由R 、C 构成。
基于图中A 点的电位为虚地,略去流入运放的电流,则由图1-1得:120)(Z ZU U s G i =-= (1)由上式可求得由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、比例环节比例环节的模拟电路如图1-2所示:图1-1、运放的反馈连接1212)(R R Z Z s G ==(2)图1-2 比例环节取参考值K R 1001=,K R 2002=;或其它的阻值。
2、惯性环节惯性环节的模拟电路如图1-3所示:111/1/)(21212212+=+∙=+==TS KCS R R R R CS R CSR Z Z s G (3)图1-3 惯性环节取参考值K R 1001=,K R 1002=,uF C 1=。
3、积分环节积分环节的模拟电路如图1-4所示:TSRCS R CS Z Z s G 111)(12==== (4)图1-4 积分环节取参考值K R 200=,uF C 1=。
4、比例积分环节积分环节的模拟电路如图1-5所示:)11()11(11/1)(2212112121212ST K CS R R R CS R R R CS R CS R R CS R Z Z s G +=+∙=+=+=+==(5)图1-5 比例积分环节取参考值K R 2001=,K R 4002=,uF C 1=。
5、比例微分环节比例微分环节的模拟电路如图1-6所示:)1()1(/1/)(112111212+=+∙=+==S T K CS R R RCS R CS R R Z Z s G D (6)取参考值K R 2001=,K R 2002=,uF C 1.0=。
自动控制原理3第三节典型环节的频率特性

左图是不同阻尼系数情况下的 对数幅频特性和对数相频特性 图。上图是不同阻尼系数情况 下的对数幅频特性实际曲线与 渐近线之间的误差曲线。
1 2T 1 T 2 T 5 T 10 T
1 5T
Saturday, November 05, 2016
15
微分环节的频率特性
⒌ 微分环节的频率特性: 微分环节有三种:纯微分、一阶微分和二阶微分。传递函 数分别为: G( s) s
05, 2016
12
振荡环节的波德图
2 T ( ) tg 相频特性: 1 T 2 2
1
几个特征点: 0, ( ) 0;
1 , ( ) ; , ( ) 。 T 2
由图可见:
K 10, T 1, 0.3 10 G ( j ) 2 s 0.6s 1 1 o T
1
幅频特性为: 相频特性为:
A( )
(1 T 2 2 )2 (2T )2 2 T ( ) tg 1 1 T 2 2
L( ) 20 log A( ) 20 log (1 T 2 2 ) 2 (2 T ) 2 对数幅频特性为:
低频段渐近线: T 1时,L( ) 0 高频段渐近线: T 1时, L( ) 20 log (T 2 2 ) 2 40 log T 1 两渐进线的交点 o 称为转折频率。斜率为-40dB/Dec。 T Saturday, November
1 2
T
时,无谐振峰值。当
M p A( p )
1 2
1 0.707时, p 0 。 2
时,有谐振峰值。
1 2 1 2
1 当 0 , A(0 ) , 。 L ( ) 20 lg 2 0 2
实验三 典型环节(或系统)的频率特性测量

实验三 典型环节(或系统)的频率特性测量一.实验目的1.学习和掌握测量典型环节(或系统)频率特性曲线的方法和技能。
2.学习根据实验所得频率特性曲线求取传递函数的方法。
二.实验内容1.用实验方法完成一阶惯性环节的频率特性曲线测试。
2.用实验方法完成典型二阶系统开环频率特性曲线的测试。
3.用软件仿真方法求取一阶惯性环节频率特性和典型二阶系统开环频率特性,并与实验所得结果比较。
三、实验原理及说明1.实验用一阶惯性环节传递函数参数、电路设计及其幅相频率特性曲线:对于1)(+=Ts Ks G 的一阶惯性环节,其幅相频率特性曲线是一个半圆,见图3.1。
取ωj s =代入,得)()(1)(ωϕωωωj e r T j Kj G =+=(3-2-1)在实验所得特性曲线上,从半园的直径(0)r ,可得到环节的放大倍数K ,K =(0)r 。
在特性曲线上取一点k ω,可以确定环节的时间常数T ,kk tg T ωωϕ)(-=。
(3-2-2)实验用一阶惯性环节传递函数为12.01)(+=s s G ,其中参数为R 0=200K Ω,R 1=200K Ω,C=1uF ,参数根据实验要求可以自行搭配,其模拟电路设计参阅下图3.2。
在进行实验连线之前,先将U13单元输入端的100K 可调电阻顺时针旋转到底(即调至最大),使输入电阻R 0的总阻值为200K;其中,R1、C1在U13单元模块上。
U8单元为反相器单元,将U8单元输入端的10K 可调电阻逆时针旋转到底(即调至最小),使输入电阻R 的总值为10K;注明:所有运放单元的+端所接的100K 、10K 电阻均已经内部接好,实验时不需外接。
图3.22.实验用典型二阶系统开环传递函数参数、电路设计及其幅相频率特性曲线:对于由两个惯性环节组成的二阶系统,其开环传递函数为12)1)(1()(2221++=++=Ts s T Ks T s T K s G ξ )1(≥ξ 令上式中 s j ω=,可以得到对应的频率特性 )(22)(12)(ωϕωωξωωj e r T j T Kj G =++-=二阶系统开环传递函数的幅相频率特性曲线,如图所示。
典型环节和系统频率特性的测量

实验报告课程名称:_________控制理论(甲)实验_______指导老师:_____ ____成绩:__________________ 实验名称:___典型环节和系统频率特性的测量___实验类型:________________同组学生姓名:__________ 一、实验目的 二、实验原理 三、实验接线图 四、实验设备 五、实验步骤 六、实验数据记录 七、实验数据分析 八、实验结果或结论一、实验目的1.了解典型环节和系统的频率特性曲线的测试方法; 2.根据实验求得的频率特性曲线求取传递函数。
二、实验原理1.系统(环节)的频率特性设G(S)为一最小相位系统(环节)的传递函数。
如在它的输入端施加一幅值为X m 、频率为ω的正弦信号,则系统的稳态输出为)sin()()sin(ϕωωϕω+=+=t j G Xm t Y y m由式①得出系统输出,输入信号的幅值比相位差)()(ωωj G Xmj G Xm Xm Ym == (幅频特性) )()(ωωφj G ∠= (相频特性) 式中)(ωj G 和)(ωφ都是输入信号ω的函数。
2.频率特性的测试方法 2.1 李沙育图形法测试 2.1.1幅频特性的测试 由于 mmm m X Y X Y j G 22)(==ω 改变输入信号的频率,即可测出相应的幅值比,并计算mm X YA L 22log 20)(log 20)(==ωω (dB )其测试框图如下所示:图5-1 幅频特性的测试图(李沙育图形法)注:示波器同一时刻只输入一个通道,即系统(环节)的输入或输出。
2.1.2相频特性的测试图5-2 相频特性的测试图(李沙育图形法)令系统(环节)的输入信号为:t X t X m ωsin )(= (5-1) 则其输出为 )sin()(φω+=t Y t Y m (5-2)对应的李沙育图形如图5-2所示。
若以t 为参变量,则)(t X 与)(t Y 所确定点的轨迹将在示波器的屏幕上形成一条封闭的曲线(通常为椭圆),当t=0时,0)0(=X 由式(5-2)得 )sin()0(φm Y Y = 于是有 mm Y Y Y Y 2)0(2sin )0(sin )(11--==ωφ (5-3) 同理可得mX X 2)0(2sin )(1-=ωφ (5-4) 其中:)0(2Y 为椭圆与Y 轴相交点间的长度; )0(2X 为椭圆与X 轴相交点间的长度。
实验二-典型环节的时域分析和频域分析

一、 实验名称:典型环节的时域分析和频域分析二、实验目的:(1) 理解、掌握matlab 模拟典型环节的根本方法,包括:比例环节、积分环节、一阶微分环节、惯性环节和振荡环节等。
(2) 熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线和频域响应曲线 (3) 理解参数变化对动态特性的影响三、 实验要求:(1) 一人一机,独立完成实验内容 。
(2) 根据实验结果完成实验报告,并用A4纸打印后上交。
四、 时间:2022年11月21日 五、 地点:信自楼234实验报告:一、比例环节的时域分析和频域分析 比例环节的传递函数:()G s k(1) 当k=1:3:10时,绘制系统的阶跃响应曲线,分析k值的影响情况。
程序:for k=1:3:10;num=k;den=1;G=tf(num,den);figure(1);step(G); hold on; %翻开第1个图形窗口,绘制系统的阶跃响应曲线 endfigure(1); legend('k=1','k=4','k=7','k=10'); 曲线:结果分析:时域响应的结果就是把输入信号放大k 倍。
如图,输入信号为幅值为1的阶跃信号,因此,输出是幅值为k 的阶跃信号。
程序:for k=1:3:10;num=k;den=1;G=tf(num,den);figure(1);bode(G);hold on; %翻开第1个图形窗口,绘制系统的阶跃响应曲线 endfigure(1); legend('k=1','k=4','k=7','k=10');曲线:结果分析:比例环节对幅频有影响,输出信号的幅值为输入信号的20*lgk倍。
比例环节对相位没有影响,如图显示,相位特性为一条0度的程度线。
二、积分环节的时域分析和频域分析积分环节的传递函数:1 ()G ss=(1) 当k=1:3:10时,绘制系统()kG ss=的阶跃响应曲线,分析曲线特点。
自动控制原理实验典型环节及其阶跃响应,二阶系统阶跃

实验一、典型环节及其阶跃响应实验目的1、学习构成典型环节的模拟电路,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的传递函数。
实验内容构成下述典型环节的模拟电路,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惯性环节的模拟电路及其传递函数示图2-2。
G(S)=-K/TS+1 K=R2/R1 ,T=R2*C积分环节的模拟电路及其传递函数示图2-3。
G(S)=1/TS T=RC微分环节的模拟电路及其传递函数示图2-4。
G(S)=-RCS比例加微分环节的模拟电路及其传递函数示图2-5。
G(S)=-K(TS+1) K=R2/R1 T=R2C比例加积分环节的模拟电路及其传递函数示图2-6。
G(S)=K(1+1/TS) 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AD,DA或其它参数。
3、选确认键执行实验操作,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、由阶跃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、研究二阶系统的特征参数,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、进一步学习实验仪器的使用方法。
3、学会根据系统阶跃响应曲线确定传递函数。
二、实验原理及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。
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:①将U1单元的周期性方波信号(U1 单元的ST端改为与S端用短路块短接,S11波段开关置于“方波”档,“OUT”端的输出电压即为方波信号电压,信号周期由波段开关S11和电位器W11调节,信号幅值由电位器W12调节。
以信号幅值小、信号周期较长比较适宜)。
②参照表二中的PID模拟电路图,按相关参数要求将PID电路连接好。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
课程名称:_________控制理论(甲)实验_______指导老师:_____ ____成绩:__________________ 实验名称:___典型环节和系统频率特性的测量___实验类型:________________同组学生:__________ 一、实验目的 二、实验原理 三、实验接线图 四、实验设备 五、实验步骤 六、实验数据记录 七、实验数据分析 八、实验结果或结论一、实验目的1.了解典型环节和系统的频率特性曲线的测试方法; 2.根据实验求得的频率特性曲线求取传递函数。
二、实验原理1.系统(环节)的频率特性设G(S)为一最小相位系统(环节)的传递函数。
如在它的输入端施加一幅值为X m 、频率为ω的正弦信号,则系统的稳态输出为)sin()()sin(ϕωωϕω+=+=t j G Xm t Y y m由式①得出系统输出,输入信号的幅值比相位差)()(ωωj G Xmj G Xm Xm Ym == (幅频特性) )()(ωωφj G ∠= (相频特性) 式中)(ωj G 和)(ωφ都是输入信号ω的函数。
2.频率特性的测试方法 2.1 沙育图形法测试 2.1.1幅频特性的测试 由于 mmm m X Y X Y j G 22)(==ω 改变输入信号的频率,即可测出相应的幅值比,并计算mm X YA L 22log 20)(log 20)(==ωω (dB )其测试框图如下所示:图5-1 幅频特性的测试图(沙育图形法)注:示波器同一时刻只输入一个通道,即系统(环节)的输入或输出。
2.1.2相频特性的测试图5-2 相频特性的测试图(沙育图形法)令系统(环节)的输入信号为:t X t X m ωsin )(= (5-1) 则其输出为 )sin()(φω+=t Y t Y m (5-2)对应的沙育图形如图5-2所示。
若以t 为参变量,则)(t X 与)(t Y 所确定点的轨迹将在示波器的屏幕上形成一条封闭的曲线(通常为椭圆),当t=0时,0)0(=X 由式(5-2)得 )sin()0(φm Y Y = 于是有 mm Y Y Y Y 2)0(2sin )0(sin )(11--==ωφ (5-3) 同理可得mX X 2)0(2sin )(1-=ωφ (5-4) 其中:)0(2Y 为椭圆与Y 轴相交点间的长度; )0(2X 为椭圆与X 轴相交点间的长度。
式(5-3)、(5-4)适用于椭圆的长轴在一、三象限;当椭圆的长轴在二、四时相位φ的计算公式变为mY Y 2)0(2sin 180)(10--=ωφ或 mX X 2)0(2sin 180)(10--=ωφ图形计算公式ϕ=Sin-12Y0/(2Y m)=Sin-12X0/(2X m)ϕ=180°-Sin-12Y0/(2Y m)=180°-Sin-12X0/(2X m)ϕ=Sin-12Y0/(2Y m)=Sin-12X0/(2X m)ϕ=180︒-Sin-12Y0/(2Y m)=180°-Sin-12X0/(2X m) 光点转向顺时针顺时针逆时针逆时针2.2 用虚拟示波器测试(利用上位机提供的虚拟示波器和信号发生器)图5-3用虚拟示波器测试系统(环节)的频率特性可直接用软件测试出系统(环节)的频率特性,其中U i信号由虚拟示波器的信号发生器产生,并由采集卡DA1通道输出。
测量频率特性时,被测环节或系统的输出信号接采集卡的AD1通道,而DA1通道的信号同时接到采集卡的AD2通道。
3.惯性环节传递函数和电路图为11.011)()()(+=+==sTSKsususGio其幅频的近似图如图5-5所示。
图5-4 惯性环节的电路图图5-5 惯性环节的幅频特性若图5-4中取C=1uF,R1=100K,R2=100K,R0=200K则系统的转折频率为TfT⨯=π21=1.66Hz4.二阶系统由图5-6(Rx=100K)可得系统的传递函数和方框图为:22222255512.01)(nnnSSSSSSSWωξωω++=++=++=5=nω,12.125525===ξ(过阻尼)图5-6 典型二阶系统的方框图其模拟电路图为图5-7 典型二阶系统的电路图其中Rx 可调。
这里可取100K )1(>ξ、10K )707.00(<<ξ两个典型值。
当 Rx=100K 时的幅频近似图如图5-8所示。
图5-8 典型二阶系统的幅频特性)1(>ξ5.无源滞后—超前校正网络 其模拟电路图为图5-9无源滞后—超前校正网络其中R 1=100K ,R 2=100K ,C 1=0.1uF ,C 2=1uF其传递函数为1)()1)(1()1)(1()1)(1()(12212212112111221122++++++=+++++=S T T T S T T S T S T S C R S C R S C R S C R S C R S G C (5-5) 式中 T 1=R 1C 1,T 2=R 2C 2,T 12=R 1C 2 将上式改为)1)(1()1)(1()(2121++++=S S S T S T S G ττ (5-6)对比式(5-5)、(5-6)得 τ1·τ2=T 1T 2τ1+τ2=T1+T2+T12由给定的R1、C1和R2、C2,求得T1=0.01s,T2=0.1s,T12=0.1s。
代入上述二式,解得τ1=4.87×10-3s,τ2=0.2051s。
于是得22211≈==βττTT,这样式(5-6)又可改等为β)1)(1()1)(1()(1221++++=STSTSTSTSGββ(5-7)其幅频的近似图如图5-10所示。
图5-10无源滞后—超前校正网络的幅频特性三.实验设备1.THBDC-2型控制理论·计算机控制技术实验平台;2.PC机一台(含“THBDC-2”软件)、USB数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB接口线。
3. 波形发生器一台。
四.实验步骤1.惯性环节1.1 根据图5-11 惯性环节的电路图,选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路。
其中电路的输入端接实验台上信号源的输出端,电路的输出端接数据采集接口单元的AD2输入端;同时将信号源的输出端接数据采集接口单元的AD1输入端。
图5-11 惯性环节的电路图1.2 点击“BodeChart”软件的“开始采集”;1.3 调节“低频函数信号发生器”正弦波输出起始频率至0.2Hz,并用交流电压测得其压电有效值为4V左右,等待到电路输出信号稳定后,点击“手动单采”,等待,软件即会自动完成该频率点的幅值特性,并单点显示在波形窗口上。
1.4 继续增加并调节正弦波输出频率(如0.3Hz,本实验终至频率5Hz即可),等输出信号稳定后,点击“手动单采”,等待,软件即会自动完成该频率点的幅值特性,并单点显示在波形窗口上。
1.5 继续第1.2、1.3步骤,一直到关键频率点都完成。
1.6 点击停止采集,结束硬件采集任务。
1.7 点击“折线连接”,完成波特图的幅频特性图。
注意事项:正弦波的频率在0.2Hz 到2Hz 的时,采样频率设为1000Hz ; 正弦波的频率在2Hz 到50Hz 的时,采样频率设为5000Hz 。
1.7 保存波形到画图板。
2.二阶系统图5-12 典型二阶系统的电路图2.1 当K R X 100=时具体步骤请参考惯性环节的相关操作,最后的终至频率2Hz 即可。
2.2当K R X 10=时具体步骤请参考惯性环节的相关操作,最后的终至频率5Hz 即可。
3. 无源滞后—超前校正网络根据图5-9无源滞后—超前校正网络的电路图,选择实验台上的U2通用电路单元设计并组建其模拟电路,如图5-13所示。
图5-13无源滞后—超前校正网络(电路参考单元为:U2)具体步骤请参考惯性环节的相关操作,最后的终至频率100Hz 即可。
4.根据实验存储的波形,完成实验报告。
五.实验数据分析与处理1.写出被测环节和系统的传递函数,并画出相应的模拟电路图; 典型二阶系统的电路图: 无源滞后—超前校正网络:22222255512.01)(n n n S S S S S S S W ωξωω++=++=++=5=nω,12.125525===ξ(过阻尼) )1)(1()1)(1()(2121++++=S S S T S T S G ττ典型二阶系统:1.当K R X 100=时 理论波特图:用(matlab 显示)如右图2.当K R X 10=时理论波特图:用(matlab 显示)如右上图,数据如上图:与理论基本相符。
无源滞后—超前校正网络: 理论伯德图如右上; 实验数据如下:得到实验伯德图如下:与理论基本符合。
误差分析:1.示波器读取幅值的时候有视差;2.设备老化,存在误差;3.电阻及电容等原件非理想原件,存在误差;4.测量次数过少,存在偶然误差;5.输入信号不稳定,在不同频率下可能幅度有所波动;用上位机实验时,根据由实验测得二阶系统闭环幅频特性曲线,据此写出该系统的传递函数,并把计算所得的谐振峰值和谐振频率与实验结果相比较;六.实验思考题1.在实验中如何选择输入正弦信号的幅值?答:先将频率调到很大,再是信号幅值应该调节信号发生器的信号增益按钮,令示波器的显示方式为信号-时间模式,然后观测输出信号,调节频率,观察在各个频段是否失真。
2.测试频率特性时,示波器Y轴输入开关为什么选择直流?答:因为这样可以较为准确的读出输入信号的幅度3.测试相频特性时,若把信号发生器的正弦信号送入Y轴,被测系统的输出信号送入X轴,则根据椭圆光点的转动方向,如何确定相位的超前和迟后?答:如果输入和输出信号交换输入的话,则判断超前和滞后的方法也要反过来,即顺时针时为滞后,逆时针时为超前。
七.心得与体会这次实验加深了我对系统频域特性及时域特性的理解,因为实验设施的局限性,采用一种新型的数据计量方法,通过沙育图形可以更好地观察输入输出信号的幅度变化以为相位变化,同时也学会了使用示波器的X-Y模式;。