实验报告1--典型环节的模拟研究
实验一控制系统典型环节的模拟
图 1-8 为振荡环节的模拟线路图，它是由惯性环节，积分环 节和一个反号器组成。根据它们的传递函数，可以画出图 1-7 所
示的方框图，K1 = R1 / R0 ,T1 = R1C1 ，T2 = R2C2 .由图 1-7 求得 开环传递函数为：
G(S) = K S (T1S + 1)
K = K1 T
则
Uo(S) =
K
=
K /T1
=
ω
2 n
Ui (S ) T1S 2 + S + K S 2 + S /T1 + K /T1 S 2 + 2ξωn + ωn2
ωn =
K ,
T1
2ξωn
=
1 T1
,
ξ= 1 = 1 2T1ωn 2 KT1
为使图 1-8 成为振荡环节，需调整参数 K 和T1 ，使 0<ξ<1，呈欠
五、思考题
(1)设计一个能满足 e1 + e2 + e3 = e 。运算关系的实用加法
器。 (2)用运放模拟典型环节时，其传递函数是在哪两个假设条件
下近似导出的？ (3)积分环节和惯性环节主要差别是什么?在什么条件下,惯
性环节可以近似地视为积分环节?在什么条件下，又可以视为比例 环节？
(4)如何根据阶跃响应的波形，确定积分环节和惯性环节的时 间常数？ (5)如何设置必要的约束条件，使比例微分环节、比例积分微 分环节的参数计算工作得以简化？
R2 R1
-
uo
+ + 接示波器
0
t
图 1-3、惯性环节
第2页
(7)积分环节
G(S) = Z2 = 1/CR = 1 = 1
自动控制原理实验.doc
实验一 典型环节的模拟研究一、实验目的：1． 了解并掌握XG2003自控理论教学实验系统模拟电路的使用方法，掌握典型环节模拟电路的构成方法，培养学生实验技能。
2． 熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线。
3． 了解参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、实验要求：1． 观测各种典型环节的阶跃响应曲线。
2． 观测参数变化对典型环节阶跃响应的影响。
三、实验仪器：1． XG2003教学实验板 一台 2． 示波器一台 3． 万用表一块四、实验原理和电路：本实验是利用运算放大器的基本特性（开环增益高、输入阻抗大、输出阻抗小等），设置不同的反馈网络来模拟各种典型环节。
典型环节块图及其模拟电路如下：1．比例（P ）环节。
其方块图如图1-1A 所示。
图1-1B 比例环节模拟电路比例环节的模拟电路如图1—1B 所示，其传递函数为1)()(R R s Ui s Uo = (1-2)比较式(1-1)和(1-2)得 K = R1/R0 (1-3)当输入为单位阶跃信号时，即)()(t l t U i = 时，SS U i 1)(=则由式(1-1)得 SKS U 1)(0= ， 所以输出响应为 K t U =)(0 (t ≥0) (1-4) 其输出方波如图1-1C 。
2．积输分（I ）环节。
其方块图如图1—2A 所示。
图1-1C 比例环节输出波形图 图1-2A 积分环节方块图 其传递函数为TSs Ui s Uo 1)()(=(1-5) 积分环节的模拟电路如图1—2B 所示。
图1-2B 积分环节模拟电路 积分环节模拟电路的传递函数为RoCSs Ui s Uo 1)()(=(1-6) 比较式(1-5)和(1-6)得C R T 0= 当输入为单位阶跃信号，即)()(t l t U i =时，S S U i 1)(=，则由式(1-5)得到TS S U 1)(0=·S 1=21TS 所以输出响应为：t T t U 1)(0=其输出波形如图1-2C 所示。
控制工程基础实验报告
控制工程基础[英]实验实验一.典型环节的模拟研究：已知一个小车、倒单摆系统非线性系统方程为：( 2.92)0.008x x u =-+20.004sin 36cos n n x θωθωθθ=-+-其中假设 (0)0;(0)0.2x x ==，(0)0;(0); 6.781,n θθπω===（1）要求绘出系统[0,10]t ∈的状态响应曲线（2）并将上述系统在0θ≈的条件下线性化，并要求绘出线性化后系统[0,10]t ∈的状态响应曲线，并与非线性系统状态响应曲线相比较。
(1)下面利用Simulink 对该系统进行仿真如下图所示。
图1.倒单摆系统仿真图在图中已经对主要信号进行了标注下面给出每个未标注信号后加入放大器的增益：008.092.2=阶跃K 008.01-=一阶微分x K 98.45=二阶微分θK通过示波器Scope 和Scope1观察x(t)和θ(t)的波形图如下所示。
图2.x(t)波形图3.θ(t)波形（2）将上述系统在0θ≈的条件下线性化，则方程组改写成如下形式：( 2.92)0.008x x u=-+20.004sin36n n xθωθωθ=-+-在Simulink中对系统仿真如下所示。
图4.线性化后仿真系统通过示波器模块可以观察输出信号，图形如下图所示。
图5.x(t)输出波形图6.θ（t ）输出波形实验二.典型系统时域响应动、静态性能和稳定性研究； 已知系统的开环传递函数为2()11G s s s =++（1）利用已知的知识判断该开环系统的稳定性（系统的特征方程根、系统零极点表示法）。
（2）判别系统在单位负反馈下的稳定性，并求出闭环系统在[0,10]t ∈内的脉冲响应和单位阶跃响应，分别绘制出相应响应曲线。
（1）该系统的特征方程的根、零极点表示的求解代码如下：输出结果如下图所示。
图7.特征方程求根结果图8.零极点分布图从图中可以看出两个极点在虚轴上，所以该系统处于临界稳定状态。
典型环节的模拟研究实验总结
典型环节的模拟研究实验总结一、引言随着科技的发展，模拟研究实验在各个领域得到了广泛应用。
在工程领域中，模拟研究实验可以帮助工程师们在设计和制造过程中发现问题，并提供相应的解决方案。
本文将围绕典型环节的模拟研究实验进行探讨，旨在总结其研究方法、实验结果以及对工程设计和制造的影响。
二、典型环节的模拟研究实验1. 实验对象本次模拟研究实验的对象为一个汽车制造厂商生产线上的焊接环节。
焊接是汽车生产线上非常重要的一环，直接关系到汽车质量和安全性。
因此，对焊接环节进行模拟研究实验具有重要意义。
2. 实验目标本次模拟研究实验旨在探讨以下问题：（1）焊接过程中温度变化对焊缝质量的影响；（2）不同焊接参数对焊缝质量的影响；（3）优化焊接参数以提高焊缝质量。
3. 实验方法本次模拟研究实验采用了有限元分析方法。
首先，根据焊接过程中的物理原理建立了一个三维模型。
然后，利用有限元分析软件对模型进行分析，得出焊接过程中温度变化和应力分布情况。
最后，根据分析结果对焊缝质量进行评估。
4. 实验结果经过模拟研究实验，得出以下结论：（1）焊接过程中温度变化对焊缝质量有重要影响。
当温度过高或过低时，会导致焊缝出现裂纹或变形。
（2）不同焊接参数对焊缝质量的影响较大。
例如，电流越大、电压越高、速度越快，则产生的热量也越大，但是如果参数设置不合理，则可能导致焊缝出现问题。
（3）通过优化焊接参数可以提高焊缝质量。
例如，在保证产生足够热量的前提下，适当降低速度和电流等参数可以减少应力集中并提高焊缝强度。
5. 实验影响本次模拟研究实验对汽车制造行业具有重要影响。
首先，在工程设计阶段，可以根据模拟研究实验的结果优化焊接参数，提高汽车焊缝质量和安全性。
其次，在制造过程中，可以利用模拟研究实验指导工人进行焊接操作，减少因操作不当而导致的问题发生。
最后，在质量检测环节中，可以根据模拟研究实验的结果制定相应的检测标准，提高汽车质量检测效率和准确性。
三、结论通过对典型环节的模拟研究实验进行总结，我们可以发现模拟研究实验在工程设计和制造中具有重要意义。
实验1-典型环节的模拟研究
实验一 典型环节的模拟研究一．实验目的1．通过搭建典型环节模拟电路，熟悉并掌握自动控制综合实验台的使用方法。
2．了解并掌握各典型环节的传递函数及其特性，观察和分析各典型环节的响应曲线，掌握电路模拟研究方法。
二．实验内容1．搭建各种典型环节的模拟电路，观测并记录各种典型环节的阶跃响应曲线。
2．调节模拟电路参数，研究参数变化对典型环节阶跃响应的影响。
三．实验步骤在实验中观测实验结果时，可选用普通示波器。
1．观察比例环节的阶跃响应曲线 实验中所用到的功能区域：阶跃信号、示波器、实验电路A1、实验电路A2。
注： a.掌握示波器的使用、标定和测量。
b.搭建阶跃信号的电路，用示波器观察波形。
c.了解运算放大器的引脚定义。
典型比例环节模拟电路如图1-1-1所示，比例环节的传递函数为：0()()i U s K U s图1-1-1典型比例环节模拟电路实验步骤：（1） 设置阶跃信号源：A ．将阶跃信号区的“0～1V ”端子与实验电路A1的“Ui ”端子相连接B ．按压阶跃信号开关按钮就可以在“0～1V ”端子产生阶跃信号。
C. 用示波器通道CH2观察。
（2） 搭建典型比例环节模拟电路：A ．将实验电路A1的“OUT1”端子与实验电路A2的“IN ”端子相连接；B ．按照图1-1-1拨动阶跃信号开关按钮：（3） 连接示波器：将实验电路A2的“Uo ”与示波器通道CH1相连接。
（4） 输入阶跃信号，通过示波器观测输出阶跃响应曲线并进行记录。
2．观察积分环节的阶跃响应曲线 实验中所用到的功能区域：阶跃信号、示波器、实验电路A1、实验电路A2。
典型积分环节模拟电路如图1-1-2所示，积分环节的传递函数为：0()1()i U s U s TS=图1-1-2典型积分环节模拟电路同上1实验步骤3．观察比例积分环节的阶跃响应曲线 实验中所用到的功能区域：阶跃信号、示波器、实验电路A3、实验电路A5。
典型比例积分环节模拟电路如图1-1-3所示，比例积分环节的传递函数为：0()1()i U s K U s TS=+图1-1-3典型比例积分环节模拟电路同上1实验步骤4．观察微分环节的阶跃响应曲线 实验中所用到的功能区域：阶跃信号、示波器、实验电路A1、实验电路A2。
自动控制原理实验报告
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，1，2时，输入幅值为的正向阶跃信号，理论上依次输出幅值为，，的反向阶跃信号。
实验中，输出信号依次为幅值为，，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：与实验测得波形比较可知，实际与理论值较为吻合，理论上时的波形斜率近似为时的三倍，实际上为，在误差允许范围内可认为满足理论条件。
3、 惯性环节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，观测秒，秒〔既R 1 = 100K,C = 1μf ，μf 〕时的输出波形。
利用matlab 仿真得到理论波形如下：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，相对误差为〔〕/2.28=7%与理论值较为接近。
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，相对误差为〔〕/2.28=7%与理论值较为接近（2） 保持T = R f s 不变，分别观测K = 1，2时的输出波形。
K=1时波形即为〔1〕中时波形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， 相对误差为〔〕/2=5.7%if i o R RU U -=1TS K)s (R )s (C +-=与理论值较为接近。
实验一 典型环节的模拟研究
自动控制原理实验报告实验名称：班级：姓名：学号：实验一典型环节的模拟研究一、实验目的1、学习典型环节模拟电路，通过搭建典型环节模拟电路，熟悉并掌握自动控制实验箱的使用方法。
2、掌握典型环节的matlab软件仿真方法。
3、了解并掌握各典型环节的传递函数及其特性，观察和分析个典型环节的响应曲线。
二、实验内容1、构成个典型环节模拟电路，计算传递函数，明确各参数物理意义2、用Matlab软件仿真个典型环节的阶跃响应，分析其性能。
3、在自控实验箱中搭建个典型环节的模拟电路，调节模拟电路参数，观测并记录各环节的阶跃响应曲线，研究参数变化对典型环节阶跃响应的影响。
4、将软件仿真结果与模拟电路观测的结果作比较。
三、实验步骤1、构成典型环节模拟电路（1）比例环节传递函数为：G（s）=K=R2/R1，R1=200K, R2=100K或R2=200K（2）积分环节传递函数为：G（s）=1/(T*s),T=R1*C1，R1=200K，C1=1.0uF或2.0uF（3）比例积分环节传递函数为：G（s）=K+1/(T*s), K=R4/R3，T=R3*C1，R1=200K，C1=1.0uF或2.0uF（4）微分环节传递函数为：G（s）=Ts，T=R2*C1，R2=100K，C1 =0.1uF（5）比例微分环节传递函数为：G（s）=K+Ts，K=R2/R1，T=R2*C1，R2=100K，C1 =0.1uF（6）惯性环节传递函数为：G（s）=K/(Ts+1)，K=R2/R1，T=R2*C1，C1=1.0uF或2.0uF2、用Matlab软件仿真实现各典型环节阶跃响应，并保存不同参数下各环节的阶跃响应曲线；（1）比例环节R2=200K：g=tf(200,200);step(g)R2=100K：g=tf(100,200);step(g)（2）积分环节C1=1.0uF：g=tf(1,[0.2 ,0]);step(g), axis([0 1 0 5])C1=2.0uF：g=tf(1,[0.4,0]);step(g), axis([0 1 0 2.5])（3）比例积分环节C1=1.0uF：g=tf([0.2,1],[0.2,0]);step(g), axis([0 1 0 10.5])C1=2.0uF：g=tf([0.4,1],[0.4,0]);step(g), axis([0 1 0 5.5])（4）微分环节不能用step（）函数，用Simulink仿真（5）比例加微分环节不能用step（）函数，用Simulink仿真R1=20KR1=100K（6）惯性环节C1=1.0uFg=tf(1,[0.2,1]);step(g)C2=2.0uFg=tf(1,[0.4,1]);step(g)3、在自控实验箱中搭建各环节模拟电路，观测并记录个典型环节阶跃响应曲线，调整参数，重复进行。
典型环节测试实验报告(3篇)
第1篇实验名称：典型环节测试实验实验日期：2023年4月10日实验地点：XX实验室实验目的：1. 了解典型环节测试的基本原理和方法。
2. 通过实际操作，验证测试方法的可行性和有效性。
3. 提高对典型环节测试的理解和应用能力。
实验原理：典型环节测试是通过对系统或设备的关键环节进行模拟测试，以评估其性能和可靠性的一种方法。
本实验选取了XX系统中的典型环节进行测试，通过模拟实际运行条件，对各个环节进行性能测试和故障诊断。
实验仪器与材料：1. XX系统一台2. 测试仪器一套（包括信号发生器、示波器、万用表等）3. 实验数据记录表实验步骤：1. 准备工作：将XX系统连接好，检查各连接线路是否正确，确认测试仪器工作正常。
2. 环节一：测试XX系统的启动环节。
观察系统启动时间、启动过程是否正常，记录相关数据。
3. 环节二：测试XX系统的运行环节。
观察系统运行过程中的各项性能指标，如温度、压力、电流等，记录数据。
4. 环节三：测试XX系统的故障诊断环节。
模拟故障情况，观察系统是否能正确识别故障，并记录相关数据。
5. 数据处理与分析：对测试数据进行整理和分析，找出异常情况，提出改进措施。
实验结果与分析：1. 环节一：XX系统启动时间为5秒，启动过程正常。
启动环节性能良好。
2. 环节二：XX系统运行过程中，温度、压力、电流等性能指标均在正常范围内。
运行环节性能稳定。
3. 环节三：模拟故障情况下，XX系统能够正确识别故障，并及时发出警报。
故障诊断环节性能良好。
结论：通过本次典型环节测试实验，验证了典型环节测试方法的可行性和有效性。
实验结果表明，XX系统在启动、运行和故障诊断环节均表现出良好的性能。
针对实验中发现的问题，提出以下改进措施：1. 优化启动环节，缩短启动时间。
2. 加强运行环节的监测，确保各项性能指标稳定。
3. 优化故障诊断环节，提高故障识别准确性。
实验总结：本次典型环节测试实验，使我们对典型环节测试有了更深入的了解。
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南昌大学实验报告学生姓名：梁志甲学号：6101113153 专业班级：电气134实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：一、实验项目名称：典型环节的模拟研究二、实验要求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三、主要仪器设备及耗材1．计算机一台（Windows XP操作系统）2．AEDK-labACT自动控制理论教学实验系统一套3．LabACT6_08软件一套四、实验内容和步骤1)．观察比例环节的阶跃响应曲线典型比例环节模拟电路如图3-1-1所示。
图3-1-1 典型比例环节模拟电路实验步骤：注：‘S ST’不能用“短路套”短接！（1）用信号发生器（B1）的‘阶跃信号输出’和‘幅度控制电位器’构造输入信号（Ui）：B1单元中电位器的左边K3开关拨下（GND），右边K4开关拨下（0/+5V阶跃）。
阶跃信号输出（B1的Y测孔）调整为4V（调节方法：按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮，L9灯亮，调节电位器，用万用表测量Y测孔）。
（2）构造模拟电路：按图3-1-1安置短路套及测孔联线，表如下。
（a）安置短路套（b）测孔联线（3）运行、观察、记录：（注：CH1选‘×1’档。
时间量程选‘×1’档）①打开虚拟示波器的界面，点击开始，按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮（0→+4V阶跃），用示波器观测A6输出端（Uo ）的实际响应曲线Uo （t ）。
② 改变比例系数（改变运算模拟单元A1的反馈电阻R 1），重新观测结果，填入实验报告。
2)．观察惯性环节的阶跃响应曲线典型惯性环节模拟电路如图3-1-4所示。
图3-1-4 典型惯性环节模拟电路实验步骤： 注：‘S ST’不能用“短路套”短接！（1）用信号发生器（B1）的‘阶跃信号输出’ 和‘幅度控制电位器’构造输入信号（Ui ）： B1单元中电位器的左边K3开关拨下（GND ），右边K4开关拨下（0/+5V 阶跃）。
阶跃信号输出（B1的Y 测孔）调整为4V （调节方法：按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮，L9灯亮，调节电位器，用万用表测量Y 测孔）。
（2）构造模拟电路：按图3-1-4安置短路套及测孔联线，表如下。
（b ）测孔联线（1’档）① 打开虚拟示波器的界面，点击开始，用示波器观测A6输出端（Uo ），按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮时（0→+4V 阶跃），等待完整波形出来后，移动虚拟示波器横游标到4V （输入）×0.632处，，得到与惯性的曲线的交点，再移动虚拟示波器两根纵游标，从阶跃开始到曲线的交点，量得惯性环节模拟电路时间常数T 。
A6输出端（Uo ）的实际响应曲线Uo （t ）。
② 改变时间常数及比例系数（分别改变运算模拟单元A1的反馈电阻R1和反馈电容C ），重新观测结果，填入实验报告。
3)．观察积分环节的阶跃响应曲线典型积分环节模拟电路如图3-1-5所示。
图3-1-5 典型积分环节模拟电路实验步骤：注：‘S ST ’用短路套短接！（1）为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性矩形波信号（OUT ），代替信号发生器（B1）中的人工阶跃输出作为系统的信号输入（Ui ）；该信号为零输出时，将自动对模拟电路锁零。
① 在显示与功能选择（D1）单元中，通过波形选择按键选中‘矩形波’（矩形波指示灯亮）。
② 量程选择开关S2置下档，调节“设定电位器1”，使之矩形波宽度1秒左右（D1单元左显示）。
③ 调节B5单元的“矩形波调幅”电位器使矩形波输出电压= 1V （D1单元右显示）。
（2）构造模拟电路：按图3-1-5安置短路套及测孔联线，表如下。
（a ）安置短路套 （b ）测孔联线（3）运行、观察、记录：（注：CH1选‘×1’档。
时间量程选‘×1’档）① 打开虚拟示波器的界面，点击开始，用示波器观测A6输出端（Uo ），调节调宽电位器使宽度从0.3秒开始调到积分输出在虚拟示波器顶端（即积分输出电压接近+5V ）为止。
②等待完整波形出来后，移动虚拟示波器横游标到0V 处，再移动另一根横游标到ΔV=1V （与输入相等）处，得到与积分的曲线的交点，再移动虚拟示波器两根纵游标，从阶跃开始到曲线的交点，量得积分环节模拟电路时间常数Ti 。
A6输出端（Uo ）的实际响应曲线Uo （t ）。
③ 改变时间常数（分别改变运算模拟单元A1的输入电阻Ro 和反馈电容C ），重新观测结果，填入实验报告。
（可将运算模拟单元A1的输入电阻的短路套（S4）去掉，将可变元件库（A11）中的可变电阻跨接到A1单元的H1和IN 测孔上，调整可变电阻继续实验。
） 4)．观察比例积分环节的阶跃响应曲线典型比例积分环节模拟电路如图3-1-8所示.。
图3-1-8 典型比例积分环节模拟电路实验步骤：注：‘S ST ’用短路套短接！（1）为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性矩形波信号（OUT ），代替信号发生器（B1）中的人工阶跃输出作为系统的信号输入（Ui ）；该信号为零输出时将自动对模拟电路锁零。
① 在显示与功能选择（D1）单元中，通过波形选择按键选中‘矩形波’（矩形波指示灯亮）。
② 量程选择开关S2置下档，调节“设定电位器1”，使之矩形波宽度1秒秒左右（D1单元左显示）。
③ 调节B5单元的“矩形波调幅”电位器使矩形波输出电压 = 1V （D1单元右显示）。
（2）构造模拟电路：按图3-1-8安置短路套及测孔联线，表如下。
（a ）安置短路套 （b ）测孔联线（3）运行、观察、记录：（注：CH1选‘×1’档。
时间量程调选‘×1’档）① 打开虚拟示波器的单迹界面，点击开始，用示波器观测A6输出端（Uo ）。
② 待完整波形出来后，移动虚拟示波器横游标到1V （与输入相等）处，再移动另一根横游标到ΔV=Kp ×输入电压处，得到与积分曲线的两个交点。
③ 再分别移动示波器两根纵游标到积分曲线的两个交点，量得积分环节模拟电路时间常数Ti 。
④ 改变时间常数及比例系数（分别改变运算模拟单元A5的输入电阻Ro 和反馈电容C ），重新观测结果，填入实验报告。
5)．观察比例微分环节的阶跃响应曲线典型比例微分环节模拟电路如图3-1-9所示。
图3-1-9 典型比例微分环节模拟电路实验步骤：注：‘S ST ’用短路套短接!（1）将函数发生器（B5）单元的矩形波输出作为系统输入R 。
（连续的正输出宽度足够大的阶跃信号)① 在显示与功能选择（D1）单元中，通过波形选择按键选中‘矩形波’（矩形波指示灯亮）。
② 量程选择开关S2置下档，调节“设定电位器1”，使之矩形波宽度1秒左右（D1单元左显示）。
③ 调节B5单元的“矩形波调幅”电位器使矩形波输出电压 = 0.5V （D1单元右显示）。
（2）构造模拟电路：按图3-1-9安置短路套及测孔联线，表如下。
（a ）安置短路套 （b ）测孔联线（3）运行、观察、记录： CH1选‘×1’档。
时间量程选‘／4’档。
① 打开虚拟示波器的界面，点击开始，用示波器观测系统的A6输出端（Uo ），响应曲线见图3-1-10。
等待完整波形出来后，把最高端电压（4.77V ）减去稳态输出电压（0.5V ），然后乘以0.632，得到ΔV=2.7V 。
② 移动虚拟示波器两根横游标，从最高端开始到ΔV=2.7V 处为止，得到与微分的指数曲线的交点，再移动虚拟示波器两根纵游标，从阶跃开始到曲线的交点，量得Δt=0.048S 。
③ 已知K D =10，则图3-1-9的比例微分环节模拟电路微分时间常数：0.48S t K T D D =⨯=∆6)．观察PID（比例积分微分）环节的响应曲线PID（比例积分微分）环节模拟电路如图3-1-11所示。
图3-1-11 PID（比例积分微分）环节模拟电路实验步骤：注：‘S ST’用短路套短接！（1）为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性矩形波信号（OUT），代替信号发生器（B1）中的人工阶跃输出作为系统的信号输入（Ui）；该信号为零输出时将自动对模拟电路锁零。
①在显示与功能选择（D1）单元中，通过波形选择按键选中‘矩形波’（矩形波指示灯亮）。
②量程选择开关S2置下档，调节“设定电位器1”，使之矩形波宽度0.1秒左右（D1单元左显示）。
③调节B5单元的“矩形波调幅”电位器使矩形波输出电压= 0.2V（D1单元右显示）。
（2）构造模拟电路：按图3-1-11安置短路套及测孔联线，表如下。
（b）测孔联线（3）运行、观察、记录：（CH1选‘×1’档。
时间量程选‘／4’档）①打开虚拟示波器的单迹界面，点击开始，用示波器观测A6输出端（Uo）。
②等待完整波形出来后，移动虚拟示波器两根横游标使之ΔV=Kp×输入电压，，得到与积分的曲线的两个交点。
③再分别移动示波器两根纵游标到积分的曲线的两个交点，量得积分环节模拟电路时间常数Ti。
注意：该实验由于微分的时间太短，较难捕捉到，必须把波形扩展到最大（/ 4档），但有时仍无法显示微分信号。
定量观察就更难了，因此，建议用一般的示波器观察。
④改变时间常数及比例系数（分别改变运算模拟单元A2的输入电阻Ro和反馈电阻R1），重新观测结果，填入实验报告。
五、实验数据及处理结果比例环节的阶跃响应曲线惯性环节的阶跃响应曲线积分环节的阶跃响应曲线比例积分环节的阶跃响应曲线比例微分环节的阶跃响应曲线PID（比例积分微分）环节的响应曲线六、思考、讨论或体会或对改进实验的建议有的波形不是很明显，实验器材内部如果有的元器件有损坏，结果出不来还要查出哪里的问题。
七、参考资料1．《自动控制理论》，王时胜、曾明如、王俐等，江西科技出版社2．《自动控制理论》，夏德钤主编，机械工业出版社3．《自动控制理论》，胡寿松，航空工业出版社。