二阶系统的瞬态响应分析实验报告

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二阶系统的瞬态响应分析实验报告

二阶系统的瞬态响应分析实验报告

课程名称: 控制理论乙 指导老师: 成绩: 实验名称: 二阶系统的瞬态响应分析 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. 谁二阶模拟系统的组成2. 研究二阶系统分别工作在1=ξ、10<<ξ、1>ξ三种状态下的单位阶跃响应3. 分析增益K 对二阶系统单位阶跃响应的超调量Pσ、峰值时间t p 和调整时间t s4. 研究系统在不同K 值对斜坡输入的稳态跟踪误差 二、实验内容和原理 1. 实验原理实验电路图如下图所示:上图为二阶系统的模拟电路图,它是由三部分组成。

其中,R1、R2和C1以及第一个运放共同组成一个惯性环节发生器,R3、C2与第二个运放共同组成了一个积分环节发生器,R0与第三个运放组合了一个反相发生器。

所有的运放正输入端都接地,负输入端均与该部分电路的输入信号相连,并且输入和输出之间通过元件组成了各种负反馈调节机制。

最后由最终端的输出与最初端的输入通过一个反相器相连,构成了整体电路上的负反馈调节。

惯性函数传递函数为:111/1/)(1212122121+=+⋅=+==s T K Cs R R R R Cs R Cs R Z Z s G 比例函数的传递函数为sT s C R R sC Z Z s G 22332122111)(====反相器的传递函数为1)(00123-=-==R R Z Z s G电路的开环传递函数为sT s T T Ks T s T K s G s G s H 2221212111)()()(+=⋅+=⋅= 电路总传递函数为22221122122212)(nn n s s T T K s T s T T K K s T s T T Ks G ωξωω++=++=++= 其中12R R K =、121C R T =、232C R T =、21T T K n =ω、KT T 124=ξ 实验要求让T1=0.2s ,T2=0.5s ,则通过计算我们可以得出K n 10=ω、K625.0=ξ 调整开环增益K 值,不急你能改变系统无阻尼自然振荡平率的值,还可以得到过阻尼、临界阻尼好欠阻尼三种情况下的阶跃响应曲线。

二阶系统的瞬态响应分析

二阶系统的瞬态响应分析

实验二 二阶系统的瞬态响应分析一、实验目的1.掌握二阶系统的传递函数形式并能够设计出相应的模拟电路; 2.了解参数变化对二阶系统动态性能的影响。

二、实验设备1.THBDC-1型 控制理论·计算机控制技术实验平台;2.PC 机一台(含“THBDC-1”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。

三、实验内容1.观测二阶系统在10<<ζ、1=ζ和1>ζ三种情况下的单位阶跃响应曲线; 2.调节二阶系统的开环增益K ,使系统的阻尼比7070.ζ=,测量此时系统的超调量σ、调节时间s t (Δ= ±0.05);3.ζ为定值时,观测系统在不同n ω时的阶跃响应曲线。

四、实验原理1.二阶系统的瞬态响应用二阶微分方程描述的系统称为二阶系统。

其微分方程的一般形式为)t (r ω)t (c ωdt )t (dc ζωdt)t (dc n n n 22222=++ 上式经拉普拉斯变换整理得到二阶系统的传递函数的一般形式为2222n n n ωs ζωs ω)s (R )s (C )s (W ++==从式中可以看出,ζ和n ω是决定二阶系统动态特性的两个非常重要的参数。

其中,ζ称为阻尼比;n ω称为无阻尼自然振荡频率。

由二阶系统传递函数的一般形式可知,二阶系统闭环特征方程为0222=++n n ωs ζωs解得闭环特征方程的根1221-±-=ζωζωs n n ,,当阻尼比ζ不同范围内取值时,特征方程的根也不同,下面针对ζ的三种不同取值范围进行讨论。

1)10<<ζ(欠阻尼)系统特征根为一对具有负实部的共轭复根,即2211ζωj ζωs n n ,-±-=,系统的单位阶跃响应的时域表达式为)βt ωsin(e ζ)t (C d t n ζω+--=-2111其阶跃响应曲线呈衰减震荡过程,如图2-1(a )所示。

其震荡频率就是阻尼震荡频率d ω,而其幅值则按指数规律衰减,两者均由参数ζ和n ω决定。

二阶系统瞬态响应实验报告

二阶系统瞬态响应实验报告

二阶系统瞬态响应实验报告二阶系统瞬态响应实验报告引言:瞬态响应是指系统在受到外界扰动后,从初始状态到稳定状态所经历的过程。

在控制工程中,瞬态响应的分析对于系统的性能评估和优化至关重要。

本实验旨在通过实际的二阶系统瞬态响应实验,探究系统的动态特性和相应的参数。

一、实验设备与方法本次实验使用的实验设备包括二阶系统模型、信号发生器、示波器和数据采集器等。

实验方法主要包括设置初始条件、施加输入信号、记录输出信号和分析数据等步骤。

二、实验步骤与结果1. 设置初始条件首先,将二阶系统模型置于初始状态,即将系统的初始状态变量设定为零。

这样可以确保实验开始时系统处于稳定状态。

2. 施加输入信号通过信号发生器产生一个特定的输入信号,并将其输入到二阶系统模型中。

可以尝试不同类型的输入信号,如阶跃信号、脉冲信号或正弦信号等,以观察系统对不同信号的响应。

3. 记录输出信号利用示波器或数据采集器记录二阶系统模型的输出信号。

确保记录的信号具有足够的采样率和精度,以保证后续的数据分析准确可靠。

4. 分析数据根据记录的输出信号,可以通过计算和绘图等方式对系统的瞬态响应进行分析。

常用的分析方法包括计算系统的时间常数、阻尼比和超调量等。

实验结果将根据具体的实验情况而有所不同,以下为可能的实验结果分析。

三、实验结果分析1. 时间常数时间常数是衡量系统响应速度的重要指标。

通过观察输出信号的时间轴,可以确定系统的时间常数。

时间常数越小,系统响应速度越快。

2. 阻尼比阻尼比描述了系统振荡的程度。

通过观察输出信号的振荡幅度和周期,可以计算出系统的阻尼比。

阻尼比越小,系统越容易产生过度振荡。

3. 超调量超调量是系统响应中的一个重要指标,它描述了系统响应超过稳定状态的程度。

通过观察输出信号的最大偏差,可以计算出系统的超调量。

超调量越小,系统响应越稳定。

四、实验结论通过本次实验,我们深入了解了二阶系统的瞬态响应特性。

实验结果表明,系统的时间常数、阻尼比和超调量等参数对系统的性能具有重要影响。

实验二 二阶系统的瞬态响应

实验二  二阶系统的瞬态响应

实验二 二阶系统的瞬态响应一、实验目的1. 通过实验了解参数ζ(阻尼比)、n ω(阻尼自然频率)的变化对二阶系统动态性能的影响;2. 掌握二阶系统动态性能的测试方法。

二、实验原理1. 二阶系统的瞬态响应用二阶常微分方程描述的系统,称为二阶系统,其标准形式的闭环传递函数为2222)()(n n n S S S R S C ωζωω++= (2-1) 闭环特征方程:0222=++n n S ωζω其解 122,1-±-=ζωζωn n S ,针对不同的ζ值,特征根会出现下列三种情况:1)0<ζ<1(欠阻尼),22,11ζωζω-±-=n n j S此时,系统的单位阶跃响应呈振荡衰减形式,其曲线如图2-1的(a)所示。

它的数学表达式为:式中21ζωω-=n d ,ζζβ211-=-tg 。

2)1=ζ(临界阻尼)n S ω-=2,1此时,系统的单位阶跃响应是一条单调上升的指数曲线,如图2-1中的(b)所示。

3)1>ζ(过阻尼),122,1-±-=ζωζωn n S此时系统有二个相异实根,它的单位阶跃响应曲线如图2-1的(c)所示。

(a) 欠阻尼(0<ζ<1) (b)临界阻尼(1=ζ) (c)过阻尼(1>ζ)图2-1 二阶系统的动态响应曲线虽然当ζ=1或ζ>1时,系统的阶跃响应无超调产生,但这种响应的动态过程太缓慢,)t (Sin e 111)t (C d t 2n βωζζω+--=-故控制工程上常采用欠阻尼的二阶系统,一般取ζ=0.6~0.7,此时系统的动态响应过程不仅快速,而且超调量也小。

2. 二阶系统的典型结构典型的二阶系统结构方框图和模拟电路图如2-2、如2-3所示。

图2-2 二阶系统的方框图图2-3 二阶系统的模拟电路图(电路参考单元为:U 7、U 9、U 11、U 6)图2-3中最后一个单元为反相器。

由图2-4可得其开环传递函数为:)1S T (S K )s (G 1+= ,其中:21T k K =, RR k X 1= (C R T X 1=,RC T 2=) 其闭环传递函数为: 1121T K S T 1S T K)S (W ++= 与式2-1相比较,可得RC 1T T k 211n ==ω,X112R 2R T k T 21==ξ 三、实验设备:THBDC-1实验平台THBDC-1虚拟示波器四、实验步骤根据图2-3,选择实验台上的通用电路单元设计并组建模拟电路。

二阶系统的瞬态响应分析实验报告

二阶系统的瞬态响应分析实验报告

课程名称:______________ 控制理论乙___________ 指导老师:___________________ 成绩:______________________ 实验名称:二阶系统的瞬态响应分析实验类型: ____________________ 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. 谁二阶模拟系统的组成2. 研究二阶系统分别工作在•二「0::「::•「 * J三种状态下的单位阶跃响应3. 分析增益K对二阶系统单位阶跃响应的超调量、峰值时间t p和调整时间t sP4. 研究系统在不同K值对斜坡输入的稳态跟踪误差二、实验内容和原理1. 实验原理实验电路图如下图所示:上图为二阶系统的模拟电路图,它是由三部分组成。

其中,R1、R2和C1以及第一个运放共同组成一个惯性环节发生器,R3、C2与第二个运放共同组成了一个积分环节发生器,R0与第三个运放组合了一个反相发生器。

所有的运放正输入端都接地,负输入端均与该部分电路的输入信号相连,并且输入和输出之间通过元件组成了各种负反馈调节机制。

最后由最终端的输出与最初端的输入通过一个反相器相连,构成了整体电路上的负反馈调节。

惯性函数传递函数为:R2 /CsZ2 R2 1/Cs R2 1 K1()Z, R, R, R2C S 1 T;s 1比例函数的传递函数为11 1G2(s)厶亠乙R3 R3C2S T2 s实验要求让T1=0.2s , T2=0.5s,则通过计算我们可以得出0.6251 K调整开环增益K值,不急你能改变系统无阻尼自然振荡平率的值,还可以得到过阻尼、临界阻尼好欠阻尼三种情况下的阶跃响应曲线。

(1)当K>0.625时,系统处于欠阻尼状态,此时应满足单位阶跃响应表达式为:其中,-■图像为:反相器的传递函数为RR o电路的开环传递函数为H(s)=G(s) G2(S)K 1 K2T i S 1 T 2S T1T2S T2S电路总传递函数为G(S)=T^仁T T2 -'nS2. 2 —n S 其中u a(t) =1 sin( d t tan1-R i(2) 当K=0.625时,系统处于临界阻尼状态,此时应满足=1单位阶跃响应表达式为:U a (t)=1-(1 • ‘n t)e 「图像为:(3) 当K<0.625时,系统处于过阻尼状态,此时应满足1单位节约响应表达式为:es2t eSlt( )S 2S lS 2 = -'d-1图像为:2. 实验内容(1) 根据电路图所示,调节相应参数,是系统的开环传递函数为(2) 令输入等于1V 的阶跃函数电压,在示波器上观察不同K ( K=10、K=5、K=2、K=0.5 )时候的单位阶跃响应的波形,并由实验求得相应的超调量、峰值时间和调整时间匚-1/ . 2 =0.707,观察并记录此时的单位阶跃响应波形和其中, G(s)=K 0.5s(0.2s 1)(3)调节开环增益,使二阶系统的阻尼比为超调量、峰值时间和调整时间的值三、主要仪器设备1控制理论电子模拟实验箱一台2 •超低频慢扫描示波器一台3. 万用表一只四、操作方法和实验步骤1. 按照电路图,在控制理论实验箱上连接好实物图2. 由实验原理给定的公式和实验内容给定的参数,算出我们的参数值K E R。

实验二 二阶系统的瞬态响应分析

实验二  二阶系统的瞬态响应分析

姓名:学号:年级专业:实验二二阶系统的瞬态响应分析一、实验目的1、熟悉二阶模拟系统的组成。

2、研究二阶系统在不同参数状态下的单位阶跃响应,并分别测量出系统的超调量σp、峰值时间t p和调整时间t s。

3、研究增益K对二阶系统阶跃响应的影响。

二、实验仪器1、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)三、实验原理实验线路图图1为二阶系统的方框图,它的闭环传递函数为图1 二阶系统的方框图C(S)K/(T1T2)ωn²R(S)= S²+S/T1+K/(T1T2)= S²+2ξωns+ωn²由上式求得ωn=√ K/(T1T2)ξ=√T2/(4T1K)若令T1=0.2S,T2=0.5S,则ωn=√10K ,ξ=√0.625/K因此只要改变K值,就能同时改变ωn和ξ的值,由此可以得到过阻尼(ξ>1)、临界阻尼(ξ=1)和欠阻尼(ξ<1)三种情况下的阶跃响应曲线。

四、实验内容与步骤1、按开环传递函数G(S)= K/(0.5S(0.2S+1))的要求,设计相应的实验线路图。

令r(t)=1V,在示波器上观察不同K(K=10,5,2,1,0.625,0.5,0.312,其中K=10,5,1,0.625必做,其他K值选做)下闭环二阶系统的瞬态响应曲线,并由图求得相应的σp、t p和t s的值。

2、调节K值,使该二阶系统的阻尼比ξ=1/√ 2 ,观察并记录阶跃响应波形。

3、实验前按所设计的二阶系统,计算K=10,K=1,K=0.625三种情况下的ξ和ωn值。

据此,求得相应的动态性能指标σp、t p和t s,并与实验所得出的结果作比较。

4、写出实验心得与体会五、实验思考题1、在电子模拟系统中如何实现负反馈及单位负反馈?六、报告的形式与要求:1、完成实验并画出二阶系统在不同K值下的瞬态响应曲线,并注明时间坐标轴。

《二阶系统的瞬态响应分析实验报告》

《二阶系统的瞬态响应分析实验报告》

《二阶系统的瞬态响应分析实验报告》
二阶系统的瞬态响应分析实验旨在分析静态系统的瞬态响应及分析系统对瞬态信号的响应特性,它可以帮助我们了解系统容积特性,确定系统回路元件数量。

本实验使用模拟电路设计了一个二阶系统,它由一个阻容耦合放大器组成,并采用正弦信号进行测试。

实验中,首先用方程式通过调节输入不同频率的正弦输入信号计算出阻尼比和谐振频率,经参数校准后,设计一个小型电路,用模拟示波器采样测量系统的实时响应的。

然后设置空状态,采用编程的方法,以1KHz的频率来触发输入信号,经过决策保持该频率,再通过变频信号调节��成慢速步进,如数组[20KHz, 10KHz, 8KHz, 6KHz,
4KHz],衡量系统响应速率。

最后,通过数据分析,分析瞬态信号的响应特性,捕获系统的变化以及它们伴随而来的影响,从而更好地描述系统行为规律。

本实验研究了二阶系统及其瞬态响应结果,了解了其过程及其对瞬态信号的改变,这也为进一步的实验准备提供了基础。

实验三 二阶系统的瞬态响应分析

实验三 二阶系统的瞬态响应分析

实验三:二阶系统的瞬态响应分析实验三二阶系统的瞬态响应分析一、实验目的1熟悉二阶模拟系统的组成。

2研究二阶系统分别工作在ξ1,01、临界阻尼(ξ1)和欠阻尼(ξ0.625,0 ξ 1,系统处在欠阻尼状态,它的单位阶跃响应表达式为: 1 1ξ 2 3 u o t 1 e ξ ω n t sin ω d t tg 1 1ξ 2 ξ式中ω d ω n 1 ξ .图3-3 为二阶系统在欠阻尼状态下的单位2阶跃响应曲线。

2当K0.625 时,ξ1,系统处在临界阻尼状态,它的单位阶u ot跃响应表达式为:ω nt 1 u o t 1 1 ω n t e如图3-4 为二阶系统在临界阻尼时的单位响应曲线。

0 3当K 0.625 时,ξ 1,系t统工作在过阻尼状态,它的单位阶跃响应曲线和临界阻尼时的单位阶图3-4 ξ1 时的阶跃响应曲线跃响应一样为单调的指数上升曲线,但后者的上升速度比前者缓慢。

四、思考题U o S 1推导模拟电路的闭环传递函数U i S 2如果阶跃输入信号的幅值过大,会在实验中产生什么后果?3在电子模拟系统中,如何实现负反馈和单位负反馈?4为什么本实验的模拟系统中要用三只运算放大器?5若模拟实验中uo t 的稳态值不等于阶跃输入函数ui t 的幅度,其主要原因可能是什么?五、实验方法1根据图3-1,调节相应的参数,使系统的开环传递函数为:K GS 0.5S 0.2 S 1 2令uit1V,在示波器上观察不同K(K10,5,2,0.5)时的单位阶跃响应的波形,并由实验求得相应的σp、tp 和ts 的值。

3调节开环增益K,使二阶系统的阻尼比ξ1/√ 2 0.707 ,观察并记录此时的单位阶跃响应波形和σp、tp 和ts 的值。

4用实验箱中的三角波或输入为单位正阶跃信号积分器的输出作为二阶系统的斜坡输入信号。

5观察并记录在不同K 值时,系统跟踪斜坡信号时的稳态误差。

六、实验报告1画出二阶系统在不同K 值(10,5,2,0.5)下的4 条瞬态响应曲线,并注明时间坐标轴。

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课程名称: 控制理论乙 指导老师: 成绩: 实验名称: 二阶系统的瞬态响应分析 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. 谁二阶模拟系统的组成
2. 研究二阶系统分别工作在1=ξ、10<<ξ、1>ξ三种状态下的单位阶跃响应
3. 分析增益K 对二阶系统单位阶跃响应的超调量P
σ、峰值时间t p 和调整时间t s
4. 研究系统在不同K 值对斜坡输入的稳态跟踪误差 二、实验内容和原理 1. 实验原理
实验电路图如下图所示:
上图为二阶系统的模拟电路图,它是由三部分组成。

其中,R1、R2和C1以及第一个运放共同组成一个惯性环节发生器,R3、C2与第二个运放共同组成了一个积分环节发生器,R0与第三个运放组合了一个反相发生器。

所有的运放正输入端都接地,负输入端均与该部分电路的输入信号相连,并且输入和输出之间通过元件组成了各种负反馈调节机制。

最后由最终端的输出与最初端的输入通过一个反相器相连,构成了整体电路上的负反馈调节。

惯性函数传递函数为:
1
11/1/)(1212
122121+=
+⋅=+==s T K Cs R R R R Cs R Cs R Z Z s G 比例函数的传递函数为
s
T s C R R s
C Z Z s G 22332122111
)(=
===
反相器的传递函数为
1)(0
012
3-=-==
R R Z Z s G 电路的开环传递函数为
s
T s T T K
s T s T K s G s G s H 22
21212111)()()(+=⋅+=
⋅= 电路总传递函数为
2
222
11
22
122212)(n
n n s s T T K s T s T T K K s T s T T K
s G ωξωω++=++=++= 其中
12R R K =
、121C R T =、232C R T =、21T T K n =ω、K
T T 12
4=ξ 实验要求让T1=0.2s ,T2=0.5s ,则通过计算我们可以得出
K n 10=ω、K
625
.0=
ξ 调整开环增益K 值,不急你能改变系统无阻尼自然振荡平率的值,还可以得到过阻尼、临界阻尼好欠阻尼三种情况下的阶跃响应曲线。

(1)当K>0.625时,系统处于欠阻尼状态,此时应满足
10<<ξ
单位阶跃响应表达式为:
)1tan
sin(111)(2
1
2
ξ
ξωξ
ξω-+--
=--t e
t u d t
a n
其中,2
1ξωω-=n d
图像为:
(2)当K=0.625时,系统处于临界阻尼状态,此时应满足
1=ξ
单位阶跃响应表达式为:
t n a n e t t u ωω-+-=)1(1)(
图像为:
(3)当K<0.625时,系统处于过阻尼状态,此时应满足
1>ξ
单位节约响应表达式为:
)(121)(1
2212s e s e t u t
s t s n
a --+=ξω
其中,121---=ξωξωn
n s 、122-+-=ξωξωn n s
图像为:
2. 实验内容
(1)根据电路图所示,调节相应参数,是系统的开环传递函数为
)
12.0(5.0)(+=
s s K
s G
(2)令输入等于1V 的阶跃函数电压,在示波器上观察不同K (K=10、K=5、K=2、K=0.5)时候的单位阶跃响应的波形,并由实验求得相应的超调量、峰值时间和调整时间
(3)调节开环增益,使二阶系统的阻尼比为707.02/1==ξ,观察并记录此时的单位阶跃响应波形和
超调量、峰值时间和调整时间的值
三、主要仪器设备
1.控制理论电子模拟实验箱一台
2.超低频慢扫描示波器一台
3.万用表一只
四、操作方法和实验步骤
1.按照电路图,在控制理论实验箱上连接好实物图
2.由实验原理给定的公式和实验内容给定的参数,算出我们的参数值
K nωξ0R1R2R3R1C2C
10 10 0.250 1M 100k 1M
5 7.071 0.354 1M 200k 1M
2 4.472 0.559 1M 500k 1M
0.5 2.236 1.118 1M 2M 1M
1.25 3.535 0.707 1M
3.在控制理论实验箱上的阶跃函数电源中,按下按钮,形成阶跃输入。

4.在示波器上,测量并记录实验所得波形,测量波形图中的超调量、峰值时间和调整时间
五、实验数据记录和处理
1.
K=10
2.
K=5
3.
K=2
4.
K=0.5
5.
K=1.25
六、实验结果与分析
1.实验结果分析
(1)误差计算
(1)运算放大器并非理想放大器,在负反馈调节时可能会产生误差。

(2)肉眼测量示波器差生的误差。

(3)电阻值与电容值的实际值与标注的值不同,会产生很大的误差。

(4)示波器光标测值时,只能移动整位,对减小误差起到了负面作用。

(5)波形不是很连贯,有小格状的曲线让实验者会出现很大的观察误差。

3.思考题
(1)如果阶跃输入信号的幅值过大,会在实验中产生什么后果?
如果输入信号的幅值过大,衰减率会很小,超调量会很大,衰减速度很小,导致响应过程很饿满,最中国所需要的响应时间很长。

(2)在电子模拟系统中,如何实现负反馈和单位负反馈?
首先,反馈是建立在闭环系统上的,控制量Ui通过两个运算放大器,输出被调量Uo,当被调量Uo偏离给定值Ui时,偏离量通过闭合回路反馈给控制量Ui,控制作用的方向与被调量的变化方向相反,继续通过两个运算放大器,不断校正被调量,这样就额可以实现负反馈,当反馈通道传递函数为1时,便是单位负反馈。

(3)为什么本实验的模拟系统要用三个运算放大器?
电路图中有一个积分器,只要对象的被调量不等于给定值,执行器就会不停的工作,只有当偏差等于零的时候,调节过程才算是结束。

因此,积分调节又叫做无差调节器,不仅可以消除误差,还可以消除死区。

七、讨论、心得
1.调整开环传递值K,会影响到电路中振荡的类型和振荡的程度。

2.当电路中出现欠阻尼振荡时,调整K值,使阻尼因数ξ变小时,波形振荡的幅度增强,波形振荡的次数也会变多;当阻尼因数ξ变大时,波形振荡的幅度减弱,波形振荡的次数减小。

3.当电路中出现过阻尼振荡时,电路不会出现超调量和峰值时间,调整时间的实验值与理论值相差较大。

并且当阻尼因数ξ变大时,波形上升时间会变快,波形的指数性质减弱;当阻尼因数ξ变小时,波形的上
升时间变慢,波形的指数性质增强。

4.最后一个实验出现的误差很大,一部分原因是因为人为测量误差较大,导致误差偏差较大;另一部分原因是因为此时波形振荡较小,接近于示波器的最小分度值,所以示波器光标测量会导致很大的误差。

5.相比较而言,欠阻尼系统随着阻尼因数的较小,超调量也不断增大,振荡次数也不断早呢更加,具有较强的不稳定性,但是波形上升速度较快;临界阻尼和过阻尼系统没有超调量的增加,没有阻尼振荡现象。

但是随着阻尼因数的增大,电压上升速度越来越慢。

所以在工程上,人们往往要寻求一种不超过额定振荡幅度的欠阻尼系统。

6.当开环传递值K变化时,欠阻尼系统中的调整时间ts基本没有发生变化,稳定在1.2s左右,说明调整时间ts与开环传递函数K没有太大关系,而猜测ts与T1、T2有较大关系。

7.在调整开环传递函数K值时,一定要注意,与K值相关的R3、R2的值同时也与T1、T2相关,所以调整R3、R2的比值时要注意调整两个电容C1、C2的值,让R2*C1、R3*C2为定值;在调整反相器的时候,R0的值应该适当偏大一点,以减小实际运算放大器中的微弱电流,减小压降和误差。

8.欠阻尼系统和过阻尼系统显示波形时,欠阻尼系统在振荡结束之后的曲线较为平滑,过阻尼系统在振荡结束之后的曲线较为粗糙。

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