自控第二次实验报告
自动控制实验2实验报告

⾃动控制实验2实验报告:实验报告项⽬名称: MATLAB⽤于时域分析课程名称: ⾃动控制原理信息科学与⼯程学院通信⼯程系⼀、实验名称:MATLAB⽤于时域分析⼆、1)⼀阶系统响应sys1=tf([100],[1 0]);sys2=tf([0.1],[1]);sys=feedback(sys1,sys2);step(sys)1)⼆阶系统响应%Wn=1;t=0:0.1:12;num=[1];zetal=0;den1=[1 2*zetal 1]; zeta3=0.3; den3=[1 2*zeta3 1]; zeta5=0.5; den5=[1 2*zeta5 1]; zeta7=0.7; den7=[1 2*zeta7 1]; zeta9=1.0; den9=[1 2*zeta9 1]; [y1,x,t]=step(num,den1,t);[y3,x,t]=step(num,den3,t);[y5,x,t]=step(num,den5,t);[y7,x,t]=step(num,den7,t);[y9,x,t]=step(num,den9,t);plot(t,y1,t,y3,t,y5,t,y7,t,y9); grid on3)稳定性分析den=[1 1 2 24];roots(den)4)动态性能分析t=0:0.01:2;num=[1000];den=[1 34.5 1000];[y,x,t]=step(num,den,t);plot(t,y);%求超调量maxy=max(y);yss=y(length(t));pos=100*(maxy-yss)/yss%求峰值时间for i=1:1:201if y(i)==maxy,n=i;endendtp=(n-1)*0.01%求调节时间for i=n:1:201if(y(i)<1.05&y(i)>0.95),m=i;break;endendym=y(18)ts=(m-1)*0.015)稳态误差分析%-----------单位冲击-------t=0:0.1:15;[num1,den1]=cloop([1],[1,1]);[num2,den2]=cloop([1],[1,1,0]); [num3,den3]=cloop([4,1],[1,1,0,0]); y1=impulse(num1,den1,t); y2=impulse(num2,den2,t);y3=impulse(num3,den3,t);subplot(3,1,1);plot(t,y1);subplot(3,1,2);plot(t,y2);subplot(3,1,3);plot(t,y3);er1=0-y1(length(t))%0型系统稳态误差er2=0-y2(length(t))%1型系统稳态误差er3=0-y3(length(t))%2型系统稳态误差figure;%-----------单位阶跃-------t=0:0.1:20;[num1,den1]=cloop([1],[1,1]);[num2,den2]=cloop([1],[1,1,0]); [num3,den3]=cloop([4,1],[1,1,0,0]); y1=step(num1,den1,t);y2=step(num2,den2,t);y3=step(num3,den3,t);subplot(3,1,1);plot(t,y1);subplot(3,1,2);plot(t,y2);subplot(3,1,3);plot(t,y3);er4=0-y1(length(t))%0型系统稳态误差er5=0-y2(length(t))%1型系统稳态误差er6=0-y3(length(t))%2型系统稳态误差figure%-----------单位斜坡-------t=0:0.1:20;t1=0:0.1:20;[num1,den1]=cloop([1],[1,1]);[num2,den2]=cloop([1],[1,1,0]); [num3,den3]=cloop([4,1],[1,1,0,0]); y1=step(num1,[den1 0],t);y2=step(num2,[den2 0],t);y3=step(num3,[den3 0],t);subplot(3,1,1);plot(t1,y1,t1,t1); subplot(3,1,2);plot(t,y2,t,t); subplot(3,1,3);plot(t,y3,t,t);er7=t1(length(t1))-y1(length(t))%0型系统稳态误差er8=t(length(t))-y2(length(t))%1型系统稳态误差er9=t(length(t))-y3(length(t))%2型系统稳态误差6)实例分析:kp=[0.11 6];t=[0:0.01:1];num1=303.03*kp(1);den1=[0.00001 0.00633 0.20167 21.21*kp(1)+1]; y1=step(num1,den1,t);num2=303.03*kp(2);den2=[0.00001 0.00633 0.20167 21.21*kp(2)+1]; y2=step(num2,den2,t);subplot(211),plot(t,y1);subplot(212);plot(t,y2);gtext('kp=0.11');gtext('kp=6');。
自动控制原理2 实验报告

中国石油大学(北京)实验报告实验课程:自动控制原理2实验名称:采样控制系统分析班级:学号: 姓名:实验台号:成绩:实验日期:年月日实验1采样控制系统一、实验目的考察连续时间系统的采样控制中,零阶保持器的作用与采样时间间隔Ts对系统稳定性的影响。
二、实验步骤1、典型单位负反馈连续时间系统的开环传递函数为G(s)=K/(s2+s),借助于Matlab 仿真,并分析并验证K对系统性能的影响。
步骤:Matlab相关命令:Gs=tf([1],[1 1 0]) ;pzmap(Gs);figure(1)rlocus(Gs);K值变化时的阶跃相应曲线for k=[0,0.01,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25]num=[k];den=[1,1,0]Gs=tf(num,den);figure(1)margin(Gs);figure(2)t=0:0.001:500;step(Gs,t);grid;hold onend2、将上述连续系统离散化,成为带零阶保持器的采样系统。
借助于Matlab仿真,调整采样周期T 和增益K 的大小,观察T 和K 对系统稳定性和调节性能的影响。
调整系数,给出[1]p384-385习题7-24和7-26的答案。
实验步骤:(1) 确定有零阶保持器的开环系统脉冲传递函数G(z)。
))(1()1()(T T e z z z e K z G -----=Matlab 相关命令:for k=[0,0.01,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25]num=[k*0.1,0];den=[1,-1.9,0.9];G1=tf(num,den);G=tf2zp(num,den);Gd=c2d(G,0.1,’zoh ’);G0=feedback(Gd,a);t=0:0.1:50;u=1;tsim(G0,u,t,0);gridfor k=[0,0.01,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25]G=tf([5],[1 1 0]);Gd=c2d(G,0.1,'zoh');G0=feedback(Gd,1);t=0:0.1:50;step(G0,t); gridxlabel('t');ylable('c(t)');title(‘ramp response ’)hold onend当T=0.1,0.5,1,2时分别重复上面的命令习题7-247-24(1)求出脉冲传递函数:程序代码:rlocus(G)G0=tf([1],[1 10 0 ]);G=c2d(G0,0.1,'zoh')G =0.003679 z + 0.002642----------------------z^2 - 1.368 z + 0.3679Sample time: 0.1 secondsDiscrete-time transfer function.(2)求闭环系统的z特征方程feedback(G,1)ans =0.003679 z + 0.002642----------------------z^2 - 1.364 z + 0.3705Sample time: 0.1 secondsDiscrete-time transfer function.(3)计算使系统稳定的K的最大值rlocus(G)(4)K=78(5)求闭环脉冲传递函数并绘出单位阶跃响应曲线程序代码:G0=tf([78],[1 10 0 ]);G=c2d(G0,0.1,'zoh')Gd= feedback(G,1);t=0:0.1:6;step(Gd,t)Gd =0.2869 z + 0.2061---------------------z^2 - 1.081 z + 0.574Sample time: 0.1 seconds Discrete-time transfer function. 阶跃响应曲线:(6)系统闭环极点以及超调量程序代码:G0=tf([120],[1 10 0 ]);G=c2d(G0,0.1,'zoh');Gd=feedback(G,1);t=0:0.1:6;step(Gd,t)Transfer function:0.4415 z + 0.3171----------------------z^2 - 0.9264 z + 0.685 Sampling time: 0.1b = [0.4415 0.3171];a = [1 -0.9264 0.685]; [b,a] = eqtflength(b,a); [z,p,k] = tf2zp(b,a)z =-0.7182p =0.4632 + 0.6859i0.4632 - 0.6859i k =0.4415超调量为53.8%. (7) t=0:0.1:6;step(Gd,t)7-267-26.程序代码:G0=tf([1],[1 1 0]);G=c2d(G0,0.2,'zoh');Gd=feedback(G,1);t=0:0.2:20;step(Gd,t)hold onG0=tf([1],[1 1 0]);G=c2d(G0,0.4,'zoh');Gd=feedback(G,1);t=0:0.4:20;step(Gd,t)hold onG0=tf([1],[1 1 0]);G=c2d(G0,0.6,'zoh');Gd=feedback(G,1);t=0:0.6:25;step(Gd,t)hold onG0=tf([1],[1 1 0]);G=c2d(G0,0.8,'zoh');Gd=feedback(G,1);t=0:0.8:30;step(Gd,t)hold onG0=tf([1],[1 1 0]);G=c2d(G0,1.0,'zoh');Gd=feedback(G,1);t=0:1.0:30;step(Gd,t)hold onG0=tf([1],[1 1 0]);G=c2d(G0,1.2,'zoh');Gd=feedback(G,1);t=0:1.2:30;step(Gd,t)hold on实验图形记录:(1)T=0.2s%21%;8.38s T σ==(2)T=0.4s%26%;8.53s T σ==(3)T=0.6s%31%;11.4s T σ==(4)T=0.8ss(5)T=1.0s(6)%40%;15.3s T σ==(7)T=1.2ssT 从0.2s 到1.2s3、计算机控制系统如图5-7所示,采样周期T=0.1s ,试分析不同的PID 调节器及不同参数对系统性能的影响,并分析各种情况下PID 参数的选择方法。
自控实验第二次报告

实验二典型系统瞬态响应及性能的改善1.实验目的1.学习瞬态性能指标的测试技能。
2.掌握参数对系统瞬态指标的测试技能。
3.了解和观测校正装置对系统稳定性及瞬态特性的影响。
2.实验设备PC 机一台,TD -ACC +实验系统一套3.实验内容1.观测开环传递函数G s 0.5(0.51)Ks s +()=的典型二阶系统,在不同参数(K=4,5,10)下的阶跃响应。
2.观测开环传递函数10G s 0.5(0.51)s s +()=的典型二阶系统,加入校正装置后系统动态性能的改善,并测试性能指标。
4.实验原理1.典型二阶系统瞬态响应典型二阶系统的传递函数为2B 2G ()21nn s s s ϖξϖ=++,ξ和n ϖ是决定二阶系统动态性能的两个重要参数,这两个参数的变化会引起系统节约响应的超调量、调节时间等动态性能指标的变化,图2-1是典型二阶模拟系统原理方框图,系统中其他参数不变的情况下,系统放大倍数K 的改变决定了参数ξ和n ϖ的变化,从而对系统研究动态性能产生影响。
系统的开环传递函数为01()(1)K G s T s T s =+闭环传递函数为2012222010101/()()1()2n n n K T T C s Ks K R s T T s T s K s s s s T T T ϖξϖϖΦ====++++++无阻尼自然频率n ϖ阻尼比ξ可以看出T 0、T 1一定时,改变K 值就可以改变ξ。
当=1ξ时,系统为临界阻尼,1ξ<为欠阻尼,1ξ>为过阻尼,欠阻尼系统比临界阻尼系统更快地达到稳态值,过阻尼系统反应迟钝,所以一般系统大都设计成欠阻尼系统。
当0<ξ<1,即欠阻尼情况时,典型二阶系统的单位阶跃响应为衰减震荡()10) (t 0)n t d C t ξϖϖ-=+≥峰值时间:t p d πϖ==超调量:p %100%e σ-=⨯调节时间:4(=2)s nt ξϖ=∆时图2-2是图2-1的模拟电路图。
自控原理II实验指导书

实验一、采样系统仿真一、实验目的1、认识采样系统与模拟系统的不同。
2、研究采样周期对采样系统性能的影响。
二、实验内容采样系统如图9-1和图9-2所示,观察采样周期为0.1秒时采样系统与原连续系统的阶跃响应的不同。
然后观察采样周期分别为0.01秒、0.1秒和0.5秒时,采样系统阶跃响应的变化,研究采样周期对采样系统的影响。
图9-1 采样系统图9-2 采样系统三、实验步骤1、通过MATLAB仿真,研究采样系统(采样周期为0.1秒)与连续系统的不同。
2、观察采样周期分别为0.01秒、0.1秒和0.5秒时采样系统阶跃响应,研究采样周期对采样系统的影响。
四、实验报告1、通过实验数据说明采样系统与连续系统的不同。
2、通过实验数据说明采样周期对采样系统性能的影响。
五、思考题1、采样系统中,采样周期是如何选取的?2、采样系统与连续系统的差别取决于什么因素?实验二、采样系统校正一、实验目的1.掌握用连续系统设计方法对采样系统进行设计。
2.掌握采样系统中采样周期的选择方法。
二、实验内容采样控制系统如图10-1所示,选择合理的采样周期,设计串联校正装置的参数k、a和b,使校正后系统满足的期望性能为:Mp≤5%,tp≤0.5秒。
图10-1 采样控制系统三、实验步骤1、从期望的性能指标,求出2阶系统的期望极点。
2、按照串联校正的设计方法,设计校正装置参数k、a和b。
3、在MA TLAB环境下,对校正后的系统性能进行仿真验证。
四、实验报告1、实验前进行理论设计,写出详细设计步骤。
2、记录实验有关数据及图表。
3、实验数据分析。
五、思考题1、将连续系统的设计方法用于采样系统设计,应注意那些问题?2、设计采样系统的校正网络,可采用那些方法?实验三、非线性控制系统分析一、实验目的1、认识非线性环节的输入输出特性。
2、研究非线性环节对线性系统的影响。
二、实验内容1、在输入端加入正弦信号,观察饱和、死区、纯滞后环节的输出信号,认识它们的输入输出特性,改变非线性环节的参数进行实验,认识这些参数的作用。
东华大学自控实验——第二份实验报告

《自动控制原理实验》实验报告(二)一、Simulink仿真二、自控原理模拟实验(线性系统的时域分析)姓名:刘克勤学号:110901112班级:自动化1104班指导老师:石洪瑞东华大学信息学院12345678910MP5.6为了保持飞机的航向和飞行高度,人们设计了如图MP5.6所示的飞机自动驾驶仪。
(a) 假设框图中的控制器是固定增益的比例控制器()2c G s = ,输入为斜坡信号(),0.5/dt at a s θ== ,利用matlab 计算并以曲线显示系统的斜坡响应,求出10s 后的航向角误差。
(b) 为了减小稳态跟踪误差,可以采用较复杂的比例积分控制器(PI),即()2112c K G s K s s=+=+ 试重复(a)中的仿真计算,并比较这两种情况下的稳态跟踪误差。
图MP5.6 飞机自动驾驶仪框图(a) 解:Simulink 仿真原理图 :运行结果如下:12345678910(b)解:Simulink 仿真原理图 :运行结果如下:MP5.7 导弹自动驾驶仪速度控制回路的框图如图MP5.7所示,请用MATLAB/Simulink 求系统的单位阶跃响应,并求出峰值PtM 、超调量..%P O ,峰值时间P T 、调整时间S T 。
.图MP5.7 导弹自动驾驶仪速度控制回路解:Simulink仿真原理图:仿真结果:00.10.20.30.40.50.60.70.80.91峰值时间:Tp=0.1062;峰值:Mp=1.294;超调量:P.O.=(1.294-1)/1=0.294=29.4% 。
00.51 1.52 2.53 3.54 4.55系统稳态值为1,根据2%的误差准则,系统稳定到0.98时的调整时间约为:Ts=2.539。
0102030405060MP5.8 设计如下系统的Simulink 仿真图,求系统的阶跃响应曲线及超调量、调整时间。
图MP5.8 非单位反馈控制系统解:Simulink 仿真原理图:运行结果:由系统稳态值为0.5,根据2%的误差准则,系统稳定到0.51的时间即为调整时间Ts=39.05。
自控实验报告实验二

自控实验报告实验二一、实验目的本次自控实验的目的在于深入理解和掌握控制系统的性能指标以及相关参数对系统性能的影响。
通过实验操作和数据分析,提高我们对自控原理的实际应用能力,培养解决实际问题的思维和方法。
二、实验设备本次实验所使用的设备主要包括:计算机一台、自控实验箱一套、示波器一台、信号发生器一台以及相关的连接导线若干。
三、实验原理在本次实验中,我们主要研究的是典型的控制系统,如一阶系统和二阶系统。
一阶系统的传递函数通常表示为 G(s) = K /(Ts + 1),其中 K 为增益,T 为时间常数。
二阶系统的传递函数则可以表示为 G(s) =ωn² /(s²+2ζωn s +ωn²),其中ωn 为无阻尼自然频率,ζ 为阻尼比。
通过改变系统的参数,如增益、时间常数、阻尼比等,观察系统的输出响应,从而分析系统的稳定性、快速性和准确性等性能指标。
四、实验内容与步骤1、一阶系统的阶跃响应实验按照实验电路图连接好实验设备。
设置不同的时间常数 T 和增益 K,通过信号发生器输入阶跃信号。
使用示波器观察并记录系统的输出响应。
2、二阶系统的阶跃响应实验同样按照电路图连接好设备。
改变阻尼比ζ 和无阻尼自然频率ωn,输入阶跃信号。
用示波器记录输出响应。
五、实验数据记录与分析1、一阶系统当时间常数 T = 1s,增益 K = 1 时,系统的输出响应呈现出一定的上升时间和稳态误差。
随着时间的推移,输出逐渐稳定在一个固定值。
当 T 增大为 2s,K 不变时,上升时间明显变长,系统的响应速度变慢,但稳态误差基本不变。
2、二阶系统当阻尼比ζ = 05,无阻尼自然频率ωn = 1rad/s 时,系统的输出响应呈现出较为平稳的过渡过程,没有明显的超调。
当ζ 减小为 02,ωn 不变时,系统出现了较大的超调,调整时间也相应变长。
通过对实验数据的分析,我们可以得出以下结论:对于一阶系统,时间常数 T 越大,系统的响应速度越慢;增益 K 主要影响系统的稳态误差。
自控实验报告实验二

实验二 线性系统时域响应分析一、实验目的1.熟练掌握step( )函数和impulse( )函数的使用方法,研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。
2.通过响应曲线观测特征参量ζ和n ω对二阶系统性能的影响。
3.熟练掌握系统的稳定性的判断方法。
二、实验内容1.观察函数step( )和impulse( )的调用格式,假设系统的传递函数模型为146473)(2342++++++=s s s s s s s G可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线?试分别绘制。
2.对典型二阶系统2222)(nn n s s s G ωζωω++= 1)分别绘出)/(2s rad n =ω,ζ分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线,分析参数ζ对系统的影响,并计算ζ=0.25时的时域性能指标ss s p r p e t t t ,,,,σ。
2)绘制出当ζ=0.25, n ω分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线,分析参数nω对系统的影响。
3.单位负反馈系统的开环模型为)256)(4)(2()(2++++=s s s s Ks G试判断系统的稳定性,并求出使得闭环系统稳定的K 值范围。
三、实验报告1.观察函数step( )和impulse( )的调用格式,假设系统的传递函数模型为146473)(2342++++++=s s s s s s s G 可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线?试分别绘制。
1) 程序代码如下: >> num=[1 3 7];den=[1 4 6 4 1 0]; impulse(num,den) grid曲线如下:2) 程序代码如下:num=[1 3 7 0]; den=[1 4 6 4 1 0]; step(num,den) grid曲线如下:2.对典型二阶系统2222)(nn n s s s G ωζωω++= 1)分别绘出)/(2s rad n =ω,ζ分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线,分析参数ζ对系统的影响,并计算ζ=0.25时的时域性能指标ss s p r p e t t t ,,,,σ。
自 控 实 验 报 告2

实验报告实验名称:典型系统的时域响应与稳定性分析系:信息科学与工程学院专业:自动化班级:姓名:学号:授课老师:预定时间:2014.4.17 试验时间:8:00~10:00 实验台号:31一、目的要求1.研究二阶系统的特征参量对过渡过程的影响。
2.研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。
3.熟悉Routh判据,用Routh判据对三阶系统进行稳定性分析。
二、原理简述时域分析法是在时间域内研究控制系统在各种典型信号的作用下的系统响应(或输出)随时间变化规律的方法。
具有直观,准确的优点。
通过对系统的动态指标(延迟时间td,上升时间tr,峰值时间tp,调节时间ts,起调量)可以基本上体现系统的动态过程的特征。
通过各环节的方框图,传递函数,模拟电路图及阶跃响应进行实验作图,可以直观的观察系统的特性。
三、仪器设备PC机一台,TD-ACC+(或TD-ACS)实验系统一套。
四、线路示图1.典型的二阶系统稳定性分析(1)结构框图,如图1:图1(2)模拟电路图,如图2:图2(3)理论分析(4)先算出临界阻尼,欠阻尼,过阻尼是电阻R的理论值,在将理论在应用于模拟电路中,观察二阶系统的动态性能及稳定性,应与理论值分析基本吻合。
2.典型的三姐系统稳定性分析(1)结构框图,如图3:图3 (2)模拟电路图,如图4:图4 (3)理论分析(4)实验内容五、内容步骤1.将信号单元的“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”短接,由于每个运放单元均设置了锁零场效应管,所以运放具有锁零功能。
将开关设在“方波”档,分别调节调幅和调频的电位器,使得“OUT”端输出的方波幅值为1v,周期为10s左右。
2.典型二阶系统瞬态性能指标的测试(1)按模拟电路图图2接线,将1中的方波信号接至输入端,取R =10k。
(2)用示波器观察系统响应曲线C(t),测量并记录超调Mp,峰值时间tp和调节时间ts。
(3)分别按R=50k,160k,200k;改变系统开环增益,观察响应曲线C(t), 测量并记录超调Mp,峰值时间tp和调节时间ts及系统稳定性。
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成绩
实验报告
实验二频率特性测试与频域分析法建模实验
实验时间第12周周三上午实验编号
同组同学无
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。
系统模拟电路图及系统结构图分别如图 2.2.1及图 2.2.2。
取Ω===M R R R 10.432,F C C μ121==,Ω==k 101R R 系统传递函数为:
1=K 时,取Ω=K R 10,则10
1010
)(2++=
s s s G 2=K 时,取Ω=K R 20,则10
1020
)(2
++=s s s G 若正弦输入信号为)sin()(1t A t Ui ω=,则当输出达到稳态时,其输出信号为)sin()(20ϕω+=t A t U 。
改变输入信号频率π
ω
2=
f 值,便可测得二组2
1
A A 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。
2.根据测定的系统频率特性,确定系统的传递函数。
三、实验原理
1.幅频特性即测量输入与输出信号幅值A 1及A 2,然后计算其比值A 2/A 1。
2.实验采用“李萨如图形”法进行相频特性的测试。
以下简单介绍一下这种测试方法的原理。
设有两个正弦信号:
)sin()(t X t X m ωω=)
sin()(ϕωω+=t Y t Y m 若以X (ωt )为横轴,Y (ωt )为纵轴,而以ω作为参变量,则随着ωt 的变化,
X (ωt )和Y (ωt )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所称的“李萨如图形”,如图2.2.3所示。
图2.2.3李沙育图形
3.相位差角的求法:
对于)sin()(t X t X m ωω=及)
sin()(ϕωω+=t Y t Y m 当0=t ω时,有0)0(=X ;)sin()0(ϕm Y Y =即)/)0(arcsin(m Y Y =ϕ,2/0πϕ≤≤时成立
4.记录实验结果数据填写表2.2.1。
表2.2.1实验结果数据表
编号
1
2
3
…
10
ω
A 2/A 1Y 0/Y m
四、实验设备
实验系统如图2.2.4所示,包括:
1.数字计算机
2.电子模拟机
3.万用表
4.测试导线
图2.2.4混合仿真系统实物图
五、实验步骤
1.熟悉HHMN-1型电子模拟机的使用方法。
将各运算放大器接成比例器,通电调零。
2.断开电源,按照系统结构图和系统传递函数计算电阻和电容的取值,并按照模拟线
路图搭接线路。
3.谨慎连接输入、输出端口,不可接错。
线路接好后,经教师检查后再通电
4.在Windows XP桌面用鼠标双击“MATLAB”图标后进入,在命令行处键入“a utolab”进入实验软件系统。
5.在系统菜单中选择实验项目,选择“实验二”
,其它
,在窗口左侧选择“实验模型”
步骤察看概述3.2节内容。
6.观测实验结果,记录实验数据,及时绘制实验结果图形,填写实验数据表格,完成实
验报告。
采用示波器观察“输入”与“输出”波形,测定输出和输入的正弦曲线幅值。
采用“XY Graph”观测李沙育图形。
7.研究性实验方法
实验者可自行确定待测系统传递函数,并建立系统的SIMULINK模型,验证自动
控制理论相关的理论知识。
六、实验结果
实验数据记录与计算
6.1.1K=1时的实验数据表
编号12345678910ω 1.5 3.5 5.57.59.511.513.515.517.519.5 A2/A1 1.021 1.045 1.055 1.0350.89840.71780.55660.41500.33690.2734 Y0/Y m0.20090.50460.75440.95770.95330.94550.75440.64720.54440.4107ϕ/︒11.5930.3048.9773.2772.4271.0048.9740.3332.9824.25
6.1.2.K=2时的实验数据表
编号12345678910ω 4.5 6.58.510.512.514.516.518.520.522.5 A2/A1 1.074 1.162 1.250 1.289 1.2350.9600.68820.43460.26860.1827 Y0/Y m0.36400.55070.78960.96120.99520.89380.81010.66420.54980.4251ϕ21.3533.4152.1274.1582.7063.3654.0141.6233.3625.16
6.1.3实验图像
图6.1.1k=1,ω=9.5时的图像
图6.1.2k=2,ω=12.5时的图像
6.2求传递函数由二阶系统响应
设二阶震荡环节函数:2
2
22)(n
n n
s s s G ωζωω++=对数辐频特性:)
(ωj G M =特征点:
-9021
,===ϕξ
ωωM n 易知,当Y 0/Y m 接近1时,ω=n ω,Ac /Ar=ξ
211
k=1时
90=ϕ时,s
rad n /5.9=ωM=0.8984,故0.5565
=ξ故25
.9010.5790.25
2)(22
2
2++=++=s s s s s G n n n ωζωω理论值100
10100
)(2
++=s s s G 2
k=2时
90=ϕ时,s
rad n /12.5=ωM=1.309,故0.3819
=ξ故156.25
9.55156.25
2)(22
22++=++=s s s s s G n n n ωζωω理论值100
1000
2)(2
++=s s s G
七、结果分析
误差分析:
1.所选的值有点少,没有真正找到=90度时所对应的正圆的。
2.计算误差:用计算器处理的数据,小数点几位被舍弃了,做成了一定的误差。
3.图像误差:在matlab中显示的李萨如图像中找Y0时有一定偏差。
4.仪器误差:电容电阻的标称值和实际值不一致。
八、收获、体会及建议
本次实验刚开始的值没有选择好,之前听老师说的只要大致是圆就行了,可以不用试完整的椭圆,所以自己就按照老师说的做了。
不过,事实证明,如果做实验有多余时间的话,还是尽量去做的精确一些,这样对后来的数据处理和图像判定都有很大的帮助。
由于实验所要求数据有20组左右,所以大家做实验的时间平均来说比上次时间长。
整体而言,这次做的实验明显比上次快的多了,因为这个的实验是以上次为基础的,从而循序渐进,慢慢学习,才会学习的更深入。
希望以后能多做实验,多上实验课。
个人是非常喜欢这种教学模式的,毕竟单纯的理论学习不足以让大家对于自动控制掌握的特别深入,只有理论课与实践课想结合,才是让学生真正掌握的教学方法。
我们这门课做到了,为自控实验点赞。