频率响应实验报告
自控实验报告三线性系统的频率响应分析
实验三线性系统的频率响应分析一、实验目的1.掌握波特图的绘制方法及由波特图來确定系统开环传函。
2.掌握实验方法测量系统的波特图。
二、实验设备PC机一台，TD-ACC+（或TD-ACS）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8 ）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。
因此，根据控制系统对正弦输入信号的响应，可推算出系统在任意周期信号或非周期信号作用下的运动情况。
2.线性系统的频率特性系统的正弦稳态响应具有和正弦输入信号的幅值比io）（ju））i和相位差za）（ju））Ki角频率（3由0变到3）变化的特性。
而幅值比|①（ju））|和相位差Z（D（ju））恰好是函数①（jo））的模和幅角。
所以只要把系统的传递函数①⑸,令S=ju＞即可得到①（ju＞）。
我们把①（加）称为系统的频率特性或频率传递函数。
当0）由0到8变化时，|®（ju＞）|随频率3的变化特性成为幅频特性，ZQ（ju））随频率U）的变化特性称为相频特性。
幅频特性和相频特性结合在一起时称为频率特性。
3.频率特性的表达式（1）对数频率特性：乂称波特图，它包括对数幅频和对数相频两条曲线，是频率响应法中广泛使用的一组曲线。
这两组曲线连同它们的坐标组成了对数坐标图。
对数频率特性图的优点：①它把各串联环节幅值的乘除化为加减运算，简化了开环频率特性的计算与作图。
②利用渐近直线來绘制近似的对数幅频特性曲线，而且对数相频特性曲线具有奇对称于转折频率点的性质，这些可使作图大为简化。
③通过对数的表达式，可以在一张图上既能绘制出频率特性的中、高频率特性，乂能清晰地画出其低频特性。
系统频率测试实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解系统频率特性的基本概念和测试方法。
2. 掌握使用示波器、频谱分析仪等设备进行系统频率测试的操作技巧。
3. 分析测试结果，确定系统的主要频率成分和频率响应特性。
二、实验原理系统频率特性是指系统对正弦输入信号的响应，通常用幅频特性（A(f)）和相频特性（φ(f)）来描述。
幅频特性表示系统输出信号幅度与输入信号幅度之比，相频特性表示系统输出信号相位与输入信号相位之差。
频率测试实验通常包括以下步骤：1. 使用正弦信号发生器产生正弦输入信号；2. 将输入信号输入被测系统，并测量输出信号；3. 使用示波器或频谱分析仪观察和分析输出信号的频率特性。
三、实验设备1. 正弦信号发生器2. 示波器3. 频谱分析仪4. 被测系统（如放大器、滤波器等）5. 连接线四、实验步骤1. 准备实验设备，将正弦信号发生器输出端与被测系统输入端相连；2. 打开正弦信号发生器，设置合适的频率和幅度；3. 使用示波器观察输入信号和输出信号的波形，确保信号正常传输；4. 使用频谱分析仪分析输出信号的频率特性，记录幅频特性和相频特性；5. 改变输入信号的频率，重复步骤4，得到一系列频率特性曲线；6. 分析频率特性曲线，确定系统的主要频率成分和频率响应特性。
五、实验结果与分析1. 幅频特性曲线：观察幅频特性曲线，可以发现系统存在一定频率范围内的增益峰值和谷值。
这些峰值和谷值可能对应系统中的谐振频率或截止频率。
通过分析峰值和谷值的位置，可以了解系统的带宽和选择性。
2. 相频特性曲线：观察相频特性曲线，可以发现系统在不同频率下存在相位滞后或超前。
相位滞后表示系统对输入信号的相位延迟，相位超前表示系统对输入信号的相位提前。
通过分析相位特性，可以了解系统的相位稳定性。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们掌握了系统频率特性的基本概念和测试方法。
2. 使用示波器和频谱分析仪等设备，我们成功地分析了被测系统的频率特性。
3. 通过分析频率特性曲线，我们了解了系统的主要频率成分和频率响应特性。
模拟电子电路 实验一 电感器的频率响应 实验报告
模拟电子电路实验一电感器的频率响应
实验报告
引言
这份实验报告旨在研究电感器的频率响应特性。
在实验中，我们通过测量电感器在不同频率下的电流来分析其频率响应曲线，并对实验结果进行讨论与总结。
实验设备及方法
- 实验设备：
- 电感器
- 变频器
- 信号发生器
- 示波器
- 电压表
- 电流表
- 电源
- 实验步骤：
1. 搭建电路连接，将电感器与其它元件连接起来。
2. 设置变频器的频率，并调整信号发生器的频率以匹配。
3. 测量电感器的电流和电压。
4. 记录测量数据，并进行多组实验以获取可靠的结果。
实验结果与讨论
根据我们的实验数据，我们绘制了电感器的频率响应曲线。
曲
线显示了在不同频率下电感器的电流与频率的关系。
通过分析曲线，我们可以观察到以下几点：
- 在低频率下，电感器的电流较小，随着频率的增加逐渐增大。
- 在高频率下，电感器的电流逐渐趋于稳定。
- 在某个特定的频率点，电感器的电流达到最大值，这被称为
共振频率。
这些观察结果表明电感器具有频率选择性，对特定频率的信号
呈现较大的响应。
这是由于电感器的电容特性和电路结构的影响。
结论
通过本次实验，我们成功地研究了电感器的频率响应特性。
实
验结果显示了电感器在不同频率下的电流变化，并从实验数据中得
出了频率选择性和共振频率的结论。
电感器的频率响应曲线是了解电感器性能的重要工具，对于实际电路设计和应用具有实质性的意义。
参考文献
(列出使用的参考文献，如有)。
频率响应测试
幅频特性曲线
相频特性曲线
=5
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
f/Hz 1 2 3
4 56
ω
φ
将表中第五组数据代入公式，用 MATLAB 求得 ωn=，
则传递函数为 G(s) = 实验曲线
幅频特性曲线 相频特性曲线
五、实验结论及误差分析 1.误差分析
将多组数据代入方程，所得结果均和第五组较为接近。可以看到，所测传递函数 与理论值之间存在一定误差。误差主要是由元器件的误差，运放的失调电流或失 调电压，以及计算机数据采集系统的不准确造成。另外实验数据不够丰富，使得 所绘曲线不够平滑。应在实验中多测些数据，尤其在ωn 附近多测几组。 2. 实验结论 1) 可以通过测定系统频率响应（幅频响应、相频响应）的方法，来确定系统的
传递函数。值得注意的是输入信号应选用正弦信号。
2) 当 Yo/Ym 接近 1 时，ω的值即为ωn，Ac/Ar 的值等于 ，则传递函数为
G(s)
六、实验步骤
1.断开实验箱电源，按照线路图连接电路。 2.将 D/A1 与系统输入端 Ui 相连，A/D1 与系统输出输出端 Ui 相连。连好后，检 查无误，接通电源。 3 运行 MATLAB 或其他相关实验软件，改变输入信号频率，观察实验图形，记录 实验数据。 4.完成实验后，关闭电源，整理好实验器材。
性。
三、 实验原理
1. 幅 频 特 性 即 测 量 输 入 与 输 出 信 号 幅 值 与 ， 然 后 计 算 其 比 值
A2 / A1 A2 / A1 。
2. 实 验 采 用 “ 李 沙 育 “ 图 形 法 进 行 相 频 特 性 性 的 测 试 。 假 设 输 入 信 号 为
,输出信号为 Y(t)=
自控实验报告 频率响应测试
自动控制原理实验报告（II）一、实验名称: 频率响应测试二、画出系统模拟运算电路图, 并标出电阻、电容的取值1.模拟电路图各电阻、电容取值:R1=100KΩ R2=1MΩ R3=1MΩ R4=1MΩC1=0.1μF C2=0.1μF2.系统结构图系统理论传递函数为:R=100KΩ时G(s)=100s2+10s+100R=200KΩ时G(s)=200s2+10s+200三、画出两组李沙育图形图表 1 R=100KΩ w=9.5rad/s图表 2 R=200KΩ w=13.5rad/s五、根据实验数据计算两种系统的传递函数的参数并确定传递函数1.R=100KΩ时取第五组数据:由ω=9.5rad/s 时相角Ψ= 90° , 所以有ωn=ω=9.5rad/s又M=A cA r =12ξ= 1.025ξ=0.4878 故, 系统传递函数为:G(s)= ωn 2S2+2ξωn S+ωn2=90.25S2+9.76S+90.252.R=200KΩ时取第五组数据:由ω=13.5rad/s 时相角Ψ= 90° , 所以有ωn=ω=13.5rad/s又M=A cA r =12ξ= 1.44ξ=0.3472 故, 系统传递函数为:G(s)= ωn 2S2+2ξωn S+ωn2=182.25S2+6.9S+182.25六、误差分析1.R=100KΩ时ξ的误差为ξ%=0.4878−0.50.5×100%=−2.44%2.R=200KΩ时ξ的误差为ξ%=0.3472−0.50.5×100%=−30.56%从误差数据可以看出, 相对误差值较小, 在实验允许误差范围内, 分析可知, 误差来源有以下原因：温度引起电阻值的变化；接触部分接触电阻的影响；取点精确度影响等因素造成的扰动误差。
视觉分辨率及空间频率响应测试实验报告
视觉分辨率及空间频率响应测试实验报告视觉分辨率及空间频率响应（SFR）测试实验报告班级：学号：姓名：⼀、实验⽬的：1、理解数码相机视觉分辨率的定义及其度量单位。
2、了解数码相机分辨率测试标准ISO12233以及GB/T 19953-2005《数码相机分辨率的测量》，熟悉测试标板构成，掌握其使⽤⽅法。
3、掌握数码相机视觉分辨率测试⽅法，能够通过⽬视判别数码相机的分辨率特性。
4、了解数码相机空间频率响应（SFR）的测试原理，理解空间频率响应（SFR）曲线的含义。
5、掌握数码相机空间频率响应（SFR）的测试⽅法，能够通过SFR曲线判别数码相机的分辨率特性。
⼆、实验要求：1、使⽤数码相机拍摄ISO12233标准分辨率靶板,要求连续拍摄三幅图。
2、⽬视判别数码相机的视觉分辨率，需分别判别⽔平、垂直、和斜45度⽅向的视觉分辨率(注意：若拍摄的靶板有效区域⾼度仅占据相机幅⾯⾼度的⼀部分，需将⽬视判别结果乘以修正系数以得到真实的测量结果。
修正系数=以像素为单位的相机幅⾯⾼度/以像素为单位的靶板有效区域⾼度)。
3、使⽤Imatest软件测量数码相机空间频率响应（SFR）曲线，需分别测量⽔平及垂直⽅向的SFR，并取MTF50、MTF20作为测量结果，与视觉分辨率测试结果进⾏⽐较。
4、独⽴完成实验报告，需明确相机型号、相机基本设置、并包含所拍摄图案以及判别结果和相应说明。
三、实验过程在光学测量实验室使⽤⼿机（iPhone6s）连续拍摄三张ISO12233标准分辨率靶板。
拍摄过程中使⼿机上下屏幕边缘尽量与靶板上下边缘对齐，以减⼩修正系数。
其中使⽤的相机参数如下：拍摄的照⽚如下：照⽚⼀（修正系数为）照⽚⼆（修正系数为）照⽚三（修正系数为）拍摄完成后使⽤Imatest软件测量数码相机空间频率响应（SFR）曲线。
分别测量⽔平及垂直⽅向的SFR，并取MTF50、MTF20作为测量结果，与视觉分辨率测试结果进⾏⽐较。
四、实验结果1．⽬视判别数码相机的视觉分辨率通过判别三张图⽚中⽔平、垂直、和斜45度⽅向的视觉分辨率，并乘以相应的修正系数后，可得到以下的实验结果。
频率响应实验报告
自动控制原理实验报告实验二频率响应测试姓名：***学号：********单位：机械工程及自动化学院日期：2013年12月27日实验二频率响应测试一、实验目的1. 掌握频率特性的测试原理及方法。
2. 学习根据所测定出的系统的频率特性，确定系统传递函数的方法。
二、实验内容1. 测定给定环节的频率特性。
2. 系统模拟电路图如下图：图2-13. 系统传递函数为：取R=200KΩ，则G(S)=200S2+10S+200若正弦输入信号为U i(t)=A1Sin(ωt),则当输出达到稳态时，其输出信号为U o(t)=A2Sin(ωt+ψ)。
改变输入信号频率f=ω2π值，便可测得二组A1/A2和ψ随f(或ω)变化的数值，这个变化规律就是系统的幅频特性和相频特性。
三、实验原理1. 幅频特性即测量输入与输出信号幅值A1及A2，然后计算其比值A2/A1。
2. 实验采用“李沙育图形”法进行相频特性的测试。
设有两个正弦信号: X(ωt)=XmSin(ωt) ， Y(ωt)=YmSin(ωt+ψ) 若以X(t)为横轴，Y(t)为纵轴，而以ω作为参变量，则随着ωt的变化，X(t)和Y(t)所确定的点的轨迹，将在X-Y平面上描绘出一条封闭的曲线。
这个图形就是物理学上成称为的“李萨如图形”。
3.相位差角Ψ的求法:对于X(ωt)=XmSin(ωt)及Y(ωt)= YmSin(ωt)当ωt=0时，有 X(0)=0 ；Y(0)=Ym Sin(ψ)当李萨如图性的长轴位于第一、三象限时，即ψ=-arcsin（Y0/ Ym）；当李萨如图性的长轴位于第二、四象限时，即ψ=arcsin（Y0/ Ym）-1800；4.确定系统的传递函数根据系统的频率特性曲线可以确定系统的传递函数形式，结合其中一些关键点的数据可以确定相关参数，进而确定系统的传递函数。
四、实验数据幅频特性曲线：可见，幅频特性随着输入信号频率增加，先增加，后减小，最后衰减到0。
峰值对应的频率就是二阶系统自身的频率。
【实验报告】频率响应测试
实验名称：频率响应测试课程名称：自动控制原理实验目录（一）实验目的3（二）实验内容3（三）实验设备3（四）实验原理4（五）K=2频率特性试验结果4（六）K=2频率特性试验数据记录及分析7（七）K=5频率特性试验结果9（八）K=5频率特性试验数据记录及分析12（九）实验总结及感想错误!未定义书签。
图片目录图片1 系统结构图3图片2 系统模拟电路3图片3 K=2仿真对数幅相特性曲线4图片4 K=5仿真对数幅相特性曲线4图片5 f=0.7时输出波形及李沙育图形5图片6 f=1.4时输出波形及李沙育图形5图片7 f=2.1时输出波形及李沙育图形5图片8 f=2.8时输出波形及李沙育图形5图片9 f=3.5时输出波形及李沙育图形6图片10 f=4.2时输出波形及李沙育图形6图片11 f=4.9时输出波形及李沙育图形6图片12 f=5.6时输出波形及李沙育图形6图片13 f=6.3时输出波形及李沙育图形7图片14 f=7.0时输出波形及李沙育图形7图片15 k=2拟合频率特性曲线9图片16 f=0.9波形及李沙育图形9图片17 f=1.8波形及李沙育图形10图片18 f=2.7波形及李沙育图形10图片19 f=3.6波形及李沙育图形10图片20 f=4.5波形及李沙育图形10图片21 f=5.4波形及李沙育图形11图片22 f=6.3波形及李沙育图形11图片23 f=7.2形及李沙育图形11图片24 f=8.1波形及李沙育图形11图片25 f=9.0波形及李沙育图形12图片26 k=2拟合相频特性曲线14图表目录表格1 K=2电路元件参数7表格2 K=2实测电路数据处理7表格3 K=5电路元件参数12表格4 K=5实测电路数据处理12频率响应测试（一） 实验目的1. 掌握频率特性的测试原理及方法。
2. 学习根据所测定出的系统的频率特性，确定系统传递函数的方法。
（二） 实验内容测定给定环节的的频率特性，系统模拟电路、结构图分别如下所示：图片1系统结构图由图可知，系统的传递函数为：2100()10100k G s s s k =++，其中1Rk R =，实验中R 的取值分别为200k Ω，500k Ω，且1R 始终为100k Ω。
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自动控制原理
实验报告实验二频率响应测试
姓名：***
学号：********
单位：机械工程及自动化学院
日期：2013年12月27日
实验二频率响应测试
一、实验目的
1. 掌握频率特性的测试原理及方法。
2. 学习根据所测定出的系统的频率特性，确定系统传递函数的方法。
二、实验内容
1. 测定给定环节的频率特性。
2. 系统模拟电路图如下图：
图2-1
3. 系统传递函数为：
取R=200KΩ，则G(S)=
200
S2+10S+200
若正弦输入信号为U i(t)=A1Sin(ωt),则当输出达到稳态时，其输出信号为
U o(t)=A2Sin(ωt+ψ)。
改变输入信号频率f=ω
2π值，便可测得二组A1/A2和ψ随f(或
ω)变化的数值，这个变化规律就是系统的幅频特性和相频特性。
三、实验原理
1. 幅频特性即测量输入与输出信号幅值A1及A2，然后计算其比值A2/A1。
2. 实验采用“李沙育图形”法进行相频特性的测试。
设有两个正弦信号: X(ω
t)=XmSin(ωt) ， Y(ωt)=YmSin(ωt+ψ) 若以X(t)为横轴，Y(t)为纵轴，而以ω作为参变量，则随着ωt的变化，X(t)和Y(t)所确定的点的轨迹，将在X-Y平面上描绘出一条封闭的曲线。
这个图形就是物理学上成称为的“李萨如图形”。
3.相位差角Ψ的求法:
对于X(ωt)=XmSin(ωt)及Y(ωt)= YmSin(ωt)
当ωt=0时，有 X(0)=0 ；Y(0)=Ym Sin(ψ)
当李萨如图性的长轴位于第一、三象限时，即ψ=-arcsin（Y0/ Ym）；当李萨如图性的长轴位于第二、四象限时，即ψ=arcsin（Y0/ Ym）-1800；
4.确定系统的传递函数
根据系统的频率特性曲线可以确定系统的传递函数形式，结合其中一些关键点的数据可以确定相关参数，进而确定系统的传递函数。
四、实验数据
幅频特性曲线：
可见，幅频特性随着输入信号频率增加，先增加，后减小，最后衰减到0。
峰值对应的频率就是二阶系统自身的频率。
相频特性曲线：
可见，相频特性岁输入信号频率增加，一直增加。
输入信号频率为0时，输入和输出同相；当输出信号逐渐增大时，输入输出接近反相。
相频特性为90度的点，对应着幅频特性中的峰值，也就是二阶系统本身的频率。
系统的响应是典型的二阶系统响应。
对于二阶振荡环节 G (s )=ωn 2S 2+2ξωn S+ωn 2=1（S ωn ）2+2ξ
S ωn +1
对数辐频特性：M =|G (jω)|
特征点：ω=ωn ，M =12ξ，φ=−90° 易知当Y(0)/Ym 接近1时，ω的值即为ωn ，Ac /Ar 的值等于1/2ξ
k=2时
φ=−90°时，ω=13rad ∙s −1=ωn
M =1.49，故ξ=0.34
故G (s )=ωn
2S 2+2ξωn S+ωn 2=169
S 2+8.84+169 理论值G (S )=200S 2+10S+200
ωn 误差：α=√200|√200100%=8.1% ξ误差：α=|0.34−0.35|0.35×100%=2.6%
误差在允许范围内，说明理论成立
六、误差分析
1. 电容电阻的标称值和实际值一般都有误差。
2. 运放并非理想运放，放大倍数理论参数与实际参数有误差。
3. 在matlab 图形中读取数据时，数据都是离散的，因为在A/D 转换中不可能连续转换，因此可能对读数产生印象：找到的Ym 可能并不是最大值，最大值点的数值不可读；可能找不到X=0的点不在可读数据中，要进行估读或插值才可以获取相应数据，产生的误差较大。
七、实验结论
本实验研究了不同传递函数的频率响应，认识了二阶系统的相频特性和幅频特性，并通过李沙育图像求得了响应相对于输入的滞后角，进而由实验数据确定了系统的传递函数。