机械控制理论基础实验指导书
机械原理实验指导书2005-10
实验指导书GUIDE BOOK FOR EXPERIMENT张云文李海涛姚海蓉编著AND目录CONTENTS说明 (1)前言 (2)实验一 机构运动简图测绘实验 (3)实验二 机构运动参数测试实验 (6)实验三 机构组合创新设计实验 (12)实验四 转子动平衡实验 (16)附录1 PCL-812PG数据采集与分析系统使用说明 (19)附录2 机构应用工程实例 (21)说明Brief Instruction机械原理是机械类专业的一门主干技术基础课，强调与工程实践应用相结合，以帮助培养同学们分析和解决工程实际问题的能力。
实验环节是课程的重要实践环节，不仅可以籍此巩固理论知识，而且对培养同学们的工程实践认知能力和创新能力具有重要意义。
机械原理共56学时。
理论教学50学时，实验学时6学时。
根据国家教委“高等工业学校机械设计基础课程的教学基本要求”，以我校的教学计划为依据，本着“培养学生综合设计能力”的教学宗旨，开设了机构运动简图测绘实验（实验一）、机构运动参数测试实验（实验二）、机构组合创新设计实验（实验三）、转子动平衡实验（实验四）作为机械原理的基本实验内容。
其中，动平衡实验由于设备老化，目前设备达到的教学效果完全可以由课内教学实现，因此目前该实验暂时取消。
待购置现代动平衡试验设备后即可随时开设。
此外，已在部分班级试点选修实验——范成实验的计算机虚拟实现、选做研究项目运动参数测试实验台的软硬件改进设计等。
同时，还拟开设选修实验——范成实验的模型实现，综合性、开放性实验——运动方案分析实验。
这部分实验内容暂时单独成篇，待条件成熟即可列入本实验指导书。
附录2中的机构应用工程实例是为了开阔同学们的视野，其实是工程实际中实现某种功能的一个运动方案，而决不是唯一的、或最好的解。
实验考核成绩分预习、实验操作、实验报告三部分。
实验成绩并入课程总成绩，约占10%。
为便于同学们预习，了解实验内容，完成实验报告，特编著本实验指导书。
现代控制理论基础实验指导书200
现代控制理论基础实验指导书实验一：控制系统模型转换一、实验目的1．掌握控制系统模型转换，并使用计算机仿真软件验证。
2．学习并会简单应用MATLAB软件。
二、实验器材[1] 微型计算机[2] MATLAB软件三、实验要求与任务1．设系统的零极点增益模型为，求系统的传递函数及状态空间模型。
解：在MATLAB软件中，新建m文件，输入以下程序后保存并运行。
%Example 1%k=6;z=[-3];p=[-1,-2,-5];[num,den]=zp2tf(z,p,k)[a,b,c,d]=zp2ss(z,p,k)其中：zp2tf函数——变零极点表示为传递函数表示zp2ss函数——变零极点表示为状态空间表示记录实验结果，并给出系统的传递函数及状态空间模型。
2．给定离散系统状态空间方程求其传递函数模型和零极点模型，并判断其稳定性。
解：在MATLAB软件中，新建m文件，输入以下程序后保存并运行。
%Example 2%a=[ 0 0 ; 0 0 0; ;0 0 0];b=[1;0;1;0];c=[0,0,0,1];d=[0];[num,den]=ss2tf(a,b,c,d)[z,p,k]=ss2zp(a,b,c,d)pzmap(p,z)title('Pole-zero Map')其中：ss2tf函数——变状态空间表示为传递函数表示ss2zp函数——变状态空间表示为零极点表示pzmap ——零极点图记录实验结果，并给出系统的传递函数模型和零极点模型；绘出图形，并判断系统稳定性。
3．已知系统的传递函数为，求系统的零极点增益模型及状态空间模型。
tf2zp函数——变系统传递函数形式为零极点增益形式tf2ss函数——变系统传递函数形式为状态空间表示形式编写程序，记录实验结果，并给出系统的状态空间模型和零极点模型。
4．已知系统状态空间表达式为ss2tf函数——变状态空间表示为传递函数表示ss2zp函数——变状态空间表示为零极点表示编写程序，记录实验结果，并给出系统传递函数模型和零极点模型。
控制工程基础实验指导书(答案) 2讲解
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、研究二阶系统分别工作在ξ=1，0<ξ<1，和ξ> 1三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σP、峰值时间tp和调整时间ts。
4、研究系统在不同K值时对斜坡输入的稳态跟踪误差。
5、学会使用Matlab软件来仿真二阶系统，并观察结果。
二、实验仪器1、控制理论电子模拟实验箱一台；2、超低频慢扫描数字存储示波器一台；3、数字万用表一只；4、各种长度联接导线。
三、实验原理图2-1为二阶系统的原理方框图，图2-2为其模拟电路图，它是由惯性环节、积分环节和反号器组成，图中K=R2/R1，T1=R2C1，T2=R3C2。
图2-1 二阶系统原理框图图2-1 二阶系统的模拟电路由图2-2求得二阶系统的闭环传递函1222122112/() (1)()/O i K TT U S K U S TT S T S K S T S K TT ==++++ :而二阶系统标准传递函数为(1)(2), 对比式和式得n ωξ==12 T 0.2 , T 0.5 , n S S ωξ====若令则。
调节开环增益K 值，不仅能改变系统无阻尼自然振荡频率ωn 和ξ的值，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。
（1）当K >0.625， 0 < ξ < 1，系统处在欠阻尼状态，它的单位阶跃响应表达式为：图2-3 0 < ξ < 1时的阶跃响应曲线（2）当K =0.625时，ξ=1，系统处在临界阻尼状态，它的单位阶跃响应表达式为：如图2-4为二阶系统工作临界阻尼时的单位响应曲线。
(2) +2+=222nn nS S )S (G ωξωω1()1sin( 2-3n to d d u t t tgξωωωω--=+=式中图为二阶系统在欠阻尼状态下的单位阶跃响应曲线etn o n t t u ωω-+-=)1(1)(图2-4 ξ=1时的阶跃响应曲线（3）当K < 0.625时，ξ> 1，系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。
控制工程基础实验指导书[答案解析]
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控制工程基础实验指导书自控原理实验室编印（内部教材）实验项目名称：（所属课程：）院系：专业班级：姓名：学号：实验日期：实验地点：合作者：指导教师：本实验项目成绩：教师签字：日期：（以下为实验报告正文）一、实验目的简述本实验要达到的目的。
目的要明确，要注明属哪一类实验（验证型、设计型、综合型、创新型）。
二、实验仪器设备列出本实验要用到的主要仪器、仪表、实验材料等。
三、实验内容简述要本实验主要内容，包括实验的方案、依据的原理、采用的方法等。
四、实验步骤简述实验操作的步骤以及操作中特别注意事项。
五、实验结果给出实验过程中得到的原始实验数据或结果，并根据需要对原始实验数据或结果进行必要的分析、整理或计算，从而得出本实验最后的结论。
六、讨论分析实验中出现误差、偏差、异常现象甚至实验失败的原因，实验中自己发现了什么问题，产生了哪些疑问或想法，有什么心得或建议等等。
七、参考文献列举自己在本次准备实验、进行实验和撰写实验报告过程中用到的参考文献资料。
格式如下:作者，书名（篇名），出版社（期刊名），出版日期（刊期），页码实验一 控制系统典型环节的模拟一、实验目的1、掌握比例、积分、实际微分及惯性环节的模拟方法；2、通过实验熟悉各种典型环节的传递函数和动态特性；3、了解典型环节中参数的变化对输出动态特性的影响。
二、实验仪器1、控制理论电子模拟实验箱一台；2、超低频慢扫描数字存储示波器一台；3、数字万用表一只；4、各种长度联接导线。
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R 、C 构成。
图1-1 运放反馈连接基于图中A 点为电位虚地，略去流入运放的电流，则由图1-1得：21()o i u ZG s u Z ==-（1-1） 由上式可以求得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、比例环节实验模拟电路见图1-2所示图1-2 比例环节传递函数：21()R G s K R =-=- 阶跃输入信号：-2V 实验参数：（1） R 1=100K R 2=100K （2） R 1=100K R 2=200K 2、 惯性环节实验模拟电路见图1-3所示图1-3 惯性环节传递函数：2212211211()11R CS R Z R K CS G s Z R R R CS TS +=-=-=-=-++阶跃输入：-2V 实验参数：（1） R 1=100K R 2=100K C=1µ f23、积分环节实验模拟电路见图1-4所示图1-4 积分环节传递函数：21111()Z CS G s Z R RCS TS=-=-=-= 阶跃输入信号：-2V 实验参数：（1） R=100K C=1µ f （2） R=100K C=2µ f 4、比例微分环节实验模拟电路见图1-5所示图1-5 比例微分环节传递函数：22211111()(1)(1)1D Z R R G S R CS K T S R Z R CS R CS =-=-=-+=-++ 其中 T D =R 1C K=12R R 阶跃输入信号：-2V 实验参数：12（2）R1=100K R2=200K C=1µ f四、实验内容与步骤1、分别画出比例、惯性、积分、比例微分环节的电子电路；2、熟悉实验设备并在实验设备上分别联接各种典型环节；3、按照给定的实验参数，利用实验设备完成各种典型环节的阶跃特性测试，观察并记录其单位阶跃响应波形。
机械设计基础实验教案模板
机械设计基础实验教案模板教学目标：知识目标：学生掌握机械设计基础的基本原理。
能力目标：学生能够独立完成简单的机械设计实验，分析实验数据，得出结论。
情感态度与价值观：培养学生对机械设计的兴趣，认识到机械设计在日常生活中的重要性。
教学内容：1. 机械设计基础概述2. 常见机械结构与工作原理3. 实验操作与数据记录4. 实验结果分析与讨论教学难点与重点：难点：如何引导学生进行实验操作，规范操作流程。
重点：实验数据的分析，如何根据数据得出正确的结论。
教具和多媒体资源：教具：机械模型、实验器材。
多媒体资源：PPT演示、视频资料。
教学方法：1. 讲授法：对机械设计基础的理论知识进行讲授。
2. 实验法：学生进行实验，观察、记录与分析实验数据。
教学过程：1. 导入：通过视频资料展示机械设计的广泛应用，激发学生兴趣。
2. 讲授新课：介绍机械设计基础的基本概念、原理及实验操作注意事项。
3. 巩固练习：学生分组进行实验，记录数据，分析讨论。
4. 归纳小结：总结实验中的发现，强调实验的重要性和数据分析的方法。
评价与反馈：1. 评价：通过观察学生的实验操作、口头提问和小组报告进行评价。
2. 反馈：指导学生如何改进实验操作，提供学习建议和指导。
作业布置：1. 写一篇关于机械设计在日常生活中的作用的短文。
2. 分析实验数据，总结实验结果。
3. 预习下一章节内容，了解更多机械设计的应用实例。
教师自我反思：本次课程整体进行顺利，学生表现出较高的兴趣和积极性。
但在实验环节，部分学生操作不够规范，需在下次教学中加强指导。
同时，应更多地引入生活中的实例，帮助学生更好地理解机械设计的重要性。
机械cadcam技术实验指导书样本
前言机械CAD/CAM技术这门课程是一门理论与实践结合非常紧密的课程, 经过系统的实验环节, 能够帮助学生较好地理解相关理论知识, 同时提高实际动手能力, 为将来的工程实践打好基础。
基于上述考虑, 并根据我校实际情况, 本门课程安排了分属于CAD; CAE; CAM三个不同领域的7个实验。
可达到比较全面的实验效果。
实验一将下表进行程序化处理一、编程思路: 设整型变量i为皮带型号: i＝0表示O型, I=1为A型, I=2为B型, 以此类推。
用4个一维数组a[7]、 h[7]、 a0[7]、 y0[7]分别存储V带的顶宽, 断面高、节宽和节高。
二、检索V带参数的C++语言参考程序:// sy1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
#include "stdafx.h"#include <stdlib.h>#include <stdio.h>int main(int argc,char **argv){int i;float a[7]={10.0,13.0,17.0,22.0,32.0,38.0,50.0};float h[7]={6.0,8.0,10.5,13.5,19.0,23.5,30.0};float a0[7]={8.5,11.0,14.0,19.0,27.0,32.0,42.0};float y0[7]={2.1,2.3,4.1,4.8,6.9,8.3,11.0};while(1){scanf("%d",&i);if(i>=0 &&i <=6){printf("您需要查找的V带的顶宽为%f,断面高为%f,节宽为%f,节高为%f",a[i],h[i],a0[i],y0[i]);break;}else printf("您输入的V带型号不对, 请重新输入! ");}system("pause");}三、实验步骤: 如下图所示A、用Microsoft Visual Studio 作为实验环境1234输入代码并执行B、用VC++6.0作为实验环境13 4四、实验报告要求1、简述实验步骤( 要求手写) 。
《控制工程基础》实验指导书
实验一传递函数的测定一、实验准备知识1.一阶系统传递函数及其特征参数对其性能的影响；2.一阶系统的阶跃响应；3.直流电动机工作原理；4.直流发电机的工作原理。
二、实验目的1.掌握直流电动机系统工作框图，并推导其传递函数；2.掌握一阶系统（以直流电动机为例）传递函数的测试方法；3.学会相关实验仪器的使用方法，包括：低频示波器、光电测速仪、稳压电源等。
三、实验仪器1.直流电动机-测速发电机组一套；2.低频示波器一台；3.光电测速仪一套；4.三路稳压电源一台；5.连接导线若干。
四、实验原理1.直流电机工作原理2.电枢控制式直流电机传递函数的建立(1) 电网络平衡方程1 - 0 -- 1 -aa d a di LRi e u dt++= 式中，a i 为电动机的电枢电流；R——电动机的电阻；L ——电动机的电感；d e ——电枢绕组的感应电动势。
工作原理图：(2) 电动势平衡方程d de k ω=式中，d k 为电动势常数，由电动机的结构参数确定。
(3) 机械平衡方程L d JM M dtω=- 式中，J ——电动机转子的转动惯量；M ——电动机的电磁转矩；L M ——折合阻力矩。
(4) 转矩平衡方程am i K M =式中，m K 表示电磁力矩常数，由电动机的结构参数确定。
将上述四个方程联立，因为空载下的阻力矩很小，略去L M ，并消去中间变量a i 、d e 、2M ，得到关于输入输出的微分方程式：22d a m m JL d JR d k u K dt K dtωωω++= 这是一个二阶线性微分方程，因为电枢绕组的电感一般很小，若略去L ，则可以得到简化的一阶线性微分方程为：d a m JR d K u K dtωω+= 则转速n 与输入电压a u 之间的一阶线性微分方程为：226060d a m JR dn K n u K dt ππ+=令初始条件为零，两边拉氏变换，求得传递函数为：3011/()()()d a m dK N s KG s JR U s TS S K K π===++ 五、实验测试方法1.测试原理直流电动机当输入给定电枢电压信号而输出为转速时,其其传递函数为：()()()1N s KG s U s Ts ==+ 2.测试方法实验测定出T 和K 值，则系统的传递函数即可取定。
机械制造技术基础实验指导书
机械制造工程原理实验指导书杜金萍编河北工程大学机电学院二○○七年三月目录绪论-------------------------------------------------------------------------------------------2实验一刀具几何角度测量实验------------------------------------------------------4实验二金属切削机床拆装实验------------------------------------------------------7实验三机械加工精度统计分析实验------------------------------------------------9绪论1.本课程的实验目的本课程安排有三个实验：“刀具几何角度测量实验”、“机床结构解剖实验”和“误差综合分析实验”。
通过实验巩固和加强对所学理论的认识和理解，使学生初步具备运用理论知识分析和解决实际问题的能力，培养学生自己动手分析问题的能力和基本实验技能，为专业能力的培养和从事生产技术工作打好基础。
2.面向专业及要求专业：机械设计制造及其自动化、材料成型与控制工程专业要求：实验前，学生应进行实验预习，预习本课程教材中有关实验部分的基本内容，理解有关定义及理论。
仔细阅读实验指导书，根据实验指导书，通过自己的分析与综合，写出实验预习报告。
实验时，应按实验步骤进行操作。
实验完毕后，将有关仪器及设备完好复位，将实验教具收拾整齐。
实验报告应在实验操作完成后一周内完成。
3.考核办法实验成绩的考核，以实验预习报告、实验报告和实验过程为考核依据，成绩分优、良、中、及格和不及格五等，占课程成绩的10%。
实验一刀具几何角度测量实验一、实验目的1、通过实验加深对车刀的各个静止参考系的各个平面及其有关的角度定义的理解，能对车刀各主要角度的进行测量；2、了解车刀测角仪的结构与工作原理，熟悉其使用方法；3、掌握车刀标注角度的测量方法、具有对车刀各静止参考系间几何角度的换算能力。
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《机械控制理论基础》——实验指导书机械工程学院教学实验中心2007年改编前言本套实验系统是配合《机械控制理论基础》与《现代控制理论基础》课程而开设的实验，可进行11项实验，实验内容有：典型环节的阶跃响应、二阶系统阶跃响应实验、零点对二阶系统瞬态响应的影响、系统频率特性实验、控制系统的稳定性分析、连续系统串联校正、数字PID控制、状态反馈及状态观测器实验、解耦控制实验、非线性实验、相轨迹观测实验，均配有相应的实验软件。
该实验为模拟性实验，既抛弃物理属性，采用运算放大器等电子电路模拟机械系统，构成各种典型环节与相应的模拟系统，可抽象出相同形式的传递函数或数学模型。
再将阶跃信号加到模拟系统的输入端，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。
改变系统的参数，可进一步分析研究参数对系统性能的影响。
目录第一章实验介绍第二章实验内容实验一典型环节的瞬态响应和动态分析1、一阶环节的阶跃响应及时间参数的影响2、二阶环节的阶跃响应及时间参数的影响3、零点、极点分布对二阶系统瞬态响应的影响实验二典型环节的频率特性实验实验三机电控制系统的校正实验四控制系统的稳定性分析第一章实验介绍一、实验装置本实验采用EL－AT－III型自动控制实验系统，它可以处理时变、非线性以及多输入多输出等复杂的控制理论问题。
本系统通过对单元电路的灵巧组合，可以构造出各种型式和阶次的模拟环节和控制系统，采用DA/AD卡通过USB口和计算机连接实现信号源信号的输出和系统响应信号的采集，采集后的信息通过计算机显示，省去了外接示波器的麻烦。
本实验提供相配套的数据显示软件，能够对各种实验的输出信号进行处理显示，界面友好，使用方便。
二、实验系统框图图1 实验系统框图三、实验软件及操作过程简介软件启动界面：在Windows桌面上双击“Cybernation_A.exe”图标，浏览软件使用指南。
软件使用说明：软件具体操作和功能（一）工具栏按钮：1.点击〖或按F1〗可以选择实验项目作为当前实验项目。
2.点击〖或按F3〗切换到"示波器"窗口。
3.点击〖或按F4〗切换到"?"窗口。
4.点击〖或按F5〗开始／放弃当前实验项目，在没有选择任何实验项目的时候为禁止状态。
5.点击〖或按F6〗弹出"关于"对话框，显示程序信息等。
（二）示波器操作：1.测量在"示波器"窗口单击鼠标右键，在弹出菜单中选择"测量"打开测量游标（重复前述步骤隐藏测量游标），拖动任一游标到感兴趣的位置，图表区下方会显示当前游标的位置和与同类的另一游标之间距离的绝对值。
如果想精确定位游标只需用鼠标左键单击相应的游标位置栏并在编辑框中输入合法值回车即可。
2.快照 在"示波器"窗口单击鼠标右键，在弹出菜单中选择"快照"将当前图像复制到剪贴板，以便粘贴到画图或其他图像编辑软件中编辑和保存。
3.线型 在"示波器"窗口单击鼠标右键，在弹出菜单中可点击"直线"、"折线"或"点线"来选择数据点和数据点之间的连接方式，体会各种连接方式的差异。
4.配色 用鼠标左键双击图表区除曲线之外的元素会弹出标准颜色对话框，用户可以更改相应元素的颜色（比如将网格颜色改成与背景相同颜色）。
5.缩放 用鼠标左键单击图表区刻度区的边界刻度并在编辑框中输入和法值回车即可改变当前显示范围。
四、实验原理1、 比例环节的传递函数及模拟电路与实验曲线如图1-1。
G （S ）= -R2/R12、惯性环节的传递函数及其模拟电路与实验曲线如图1-2。
G （S ）= - K/TS+1RC T = 12/R R K =3、积分环节的传递函数及模拟电路与实验曲线如图1-3。
G （S ）=1/TS T=RC4、微分环节的传递函数模拟电路、传递函数及实验曲线如图1-4。
G （S ）= - RCS5、比例+微分环节的模拟电路、传递函数及实验曲线如图1-5。
（未标明的C=0.01uf ）G （S ）= -K （TS+1） RC T =12/R R K =6.比例+积分环节的模拟电路、传递函数及实验曲线如图1-6。
G （S ）=K （1+1/TS ）RC T = 12/R R K =第二章 实 验 内 容实验一 典型环节的瞬态响应和动态分析1、一阶环节的阶跃响应及时间参数的影响 ● 实验目的通过实验加深理解如何将一个复杂的机电系统传递函数看做由一些典型环节组合而成，并且使用运算放大器来实现各典型环节，用模拟电路来替代机电系统，理解时间响应、阶跃响应函数的概念以及时间响应的组成，掌握时域分析基本方法 。
● 实验原理使用教学模拟机上的运算放大器，分别搭接一阶环节，改变时间常数T ，记录下两次不同时间常数T 的阶跃响应曲线，进行比较（可参考下图：典型一阶系统的单位阶跃响应曲线）。
典型一阶环节的传递函数：G （S ）=K （1+1/TS ） 其中： RC T = 12/R R K =典型一阶环节的单位阶跃响应曲线：● 实验方法与步骤1）启动计算机，在桌面双击“Cybernation_A.exe ”图标运行软件，阅览使用指南。
2）检查USB 线是否连接好，电路的输入U1接A/D 、D/A 卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D 、D/A 卡的AD1输入。
检查无误后接通电源。
3）在实验项目下拉框中选中本次实验，点击按钮，参数设置要与实验系统参数一致，设置好参数按确定按钮，此时如无警告对话框出现表示通信正常，如出现警告表示通信不正常，找出原因使通信正常后才可继续进行实验。
●实验内容①自行设计一阶环节。
②改变系统参数T、K（至少二次），观察系统时间响应曲线的变化，。
③观察T、K对系统的影响。
●实验报告的要求①实验目的②实验内容③实验原理：图示自行设计的一阶环节电路图。
④实验步骤⑤分析T、K对系统的影响，将理论值与实测值进行比较。
⑥填写实验数据与响应曲线：2、二阶环节的阶跃响应及时间参数的影响●实验目的1. 学会建立典型的二阶系统数学模型与传递函数。
2、加深对系统瞬态误差与稳态误差等概念的理解。
3、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Mp和调节时间tS之间的关系。
4. 掌握二阶系统时域性能指标的测量方法。
●实验原理1、二阶系统的数学建模二阶系统是由一个比例环节和两个惯性所构成，参考电路图如下：2、二阶系统单位反馈方块图为：3、二阶系统单位反馈传递函数为：ω为系统固有频率。
其中：K为开环增益、k为闭环增益、ξ为系统阻尼比、n4、不同阻尼比下二阶系统的单位阶跃响应曲线●实验方法与步骤实验方法同上，在参数设置对话框中设置目的电压U1=1000mV。
①先做二阶系统的开环时域响应，观察其曲线的变化。
②将二阶开环系统进行单位反馈，组成二阶闭环系统，观察闭环响应曲线（注意：单位反馈的接连）。
●实验要求①在模拟机上，自行设计二阶系统、观察开环系统时域响应曲线；②采用单位反馈构成闭环系统。
③ 计算该二阶系统模拟电路的阻尼比ζ与固有频率ωn 。
④ 改变ζ记录两种不同ζ下，二阶系统的单位阶跃响应曲线 ，将理论值与实测值进行比较。
⑤ 讨论典型二阶系统性能指标p M 、s t 与ζ，ωn 的关系。
● 实验报告要求 ① 实验目的 ② 实验内容③ 实验原理：图示自行设计的图示自行设计的二阶系统的模拟电路图。
④ 实验步骤⑤ 计算出该二阶系统模拟电路的阻尼比ζ与固有频率ωn 。
⑥ 图示二组不同ζ下，二阶系统的单位阶跃响应曲线 ，将理论值与实测值进行比较。
⑦ 分析典型二阶系统性能指标p M 、s t 与ζ，ωn 的关系（比较1组数据即可）。
⑧ 填写实验数据与响应曲线：3、零点、极点分布对二阶系统瞬态响应的影响● 实验目的：加深理解零点对二阶系统瞬态响应的影响其中包括：1、若系统的极点相同，而零点不同（有无零点），对系统的影响。
2、若系统的极点相同，而零点距虚轴的位置不同，对系统的影响。
3、加深理解零点在系统中的作用，学会采用增加零点的方法，提高系统的阻尼比。
● 实验原理1、系统加入零点的模型方块图：2、零点对二阶系统瞬态响应的影响，单位阶跃响应曲线的对比：● 实验方法与步骤在实验项目下拉框中仍选中[二阶系统阶跃响应]实验。
● 实验要求1、自行设计建立二阶系统有零点的数学模型（采用比例微分环节），进行单位阶跃响应实验（注意：整个系统的单位反馈，不可忽略二阶系统原单位反馈）。
2、记录下系统前通道串联一个比例微分环节与并联一个比例微分环节的响应曲R线，观察其超调量，并进行分析比较。
●实验报告1、确定系统模型方块图中的参数K、T、τ。
2、图示自行设计的模拟电路图3、图示系统两种情况下，零点的响应曲线，观察其超调量，并进行分析比较。
4、分析零点在系统前向通道与反馈通道中的作用以及对系统的影响。
5、填写以下实验结果：实验二典型环节的频率特性实验●实验目的加深理解系统频率特性的物理概念；掌握系统频率特性的实验方法；掌握频率特性的Bode 图Nquist图的绘制。
●实验原理●实验方法与步骤1. 在实验项目下拉框中选中[系统频率特性]实验并设置相应的实验参数。
2. 选择时间-电压图、信号发生器的频率：频率2、周期5（参考值），选《自动》采样。
数据采集过程如图所示：3、待数据采样结束后点击按钮，即可显示出所测量的波特图。
4、在完成步骤3后，在显示区单击鼠标右键，即出现奈氏图。
●实验内容1、做一阶系统的频率特性实验，画出该系统的Bode 图与Nquist图。
2、二阶系统的频率特性实验，画出该系统的Bode 图与Nquist图。
3、改变二阶系统的阻尼比ζ，观察欠阻尼与临界阻尼情况下的频率特性。
3、确定系统的转角频率、幅值穿越频率、截至频率的实测值。
●实验报告1、图示一阶系统频率特性实验的Bode 图与Nquist图。
2、二阶振荡系统（欠阻尼）频率特性实验的Bode 图与Nquist图。
3、确定系统的转角频率、谐振频率、截至频率的实测值。
4、填写实验数据与响应曲线实验三机电控制系统的校正●实验目的通过本次实验，加深理解控制系统反馈校正的概念，掌握改善机电控制系统性能的基本方法和工程实现，对给定系统进行串联校正设计，并通过模拟实验检验设计的正确性，从而学会控制系统的串联校正与反馈校正。
●实验内容1、串联超前校正2、串联滞后校正3、串联超前—滞后校正，校正前与校正后的阶跃响应实验。
●实验原理1、串联超前校正系统模拟电路图如图所示，图中开关S断开对应未校情况，接通对应超前校正。
图3-1 超前校正电路图系统结构图如图3-2图3-2 超前校正系统结构图图中 Gc1（s）=32（0.055s+1）Gc2（s）=0.005s+1●实验方法与步骤①首先搭接未校正的二阶系统电路，（如图3-1断开S开关情况），先做其瞬态响应实验，观察并记录其超调量Mp、峰值时间Tp、调整时间Ts的变化。