东南大学自控实验报告实验三闭环电压控制系统研究
东南大学模拟电路实验报告(三)
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电子电路实践第三次实验实验名称：单极低频放大电路（基础）院（系）：电气工程专业：电气工程及自动化姓名：学号：实验室: 104 实验时间：2013年11月6日评定成绩：审阅教师：实验三单级低频电压放大电路（基础）一、实验目的1、掌握单级放大电路的工程估算、安装和调试；2、了解三极管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、输出阻抗、增益、幅频特性等的基本概念以及测量方法；3、掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法，深化示波器、稳压电源、交流电压表、函数发生器的使用技能训练。
二、实验原理实验原理图三、预习思考1、器件资料：上网查询本实验所用的三极管9013的数据手册，画出三极管封装示意图，标出每个管脚的2、 偏置电路：教材图1-3中偏置电路的名称是什么，简单解释是如何自动调节BJT 的电流I C 以实现稳定直流工作点的作用的，如果R 1、R 2取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用，为什么？ 答：共发射极偏置电路。
共发射极偏置电路。
利用12,R R 构成的分压器给三极管基极b 提供电位B U ,又1BQ I I ,基极电位B U 可近似地由下式求得：212B CC R U V R R ≈⋅+当环境温度升高时，)(CQ EQ I I 增加，电阻E R 上的压降增大，由于基极电位B U 固定，加到发射结上的电压减小，BQ I 减小，从而使CQ I 减小，通过这样的自动调节过程使CQ I 恒定，即实现了稳定直流工作点的作用。
如果12,R R 取得过大，则1I 减小，不能满足12,R R 支路中的电流1BQ I I 的条件，此时，BQ V 在温度变化时无法保持不变，也就不能起到稳定直流工作点的作用。
3、 电压增益：(I) 对于一个低频放大器，一般希望电压增益足够大，根据您所学的理论知识，分析有哪些方法可以提高电压增益，分析这些方法各自优缺点，总结出最佳实现方案。
2015自控实验报告(完整含数据)(西电自动化专业)
（三） 、实验要求：
1、 仔细阅读自动控制实验装置布局图和计算机虚拟测量软件的使用说明书。 2、 做好预习，根据实验内容中的原理图及相应参数，写出其传递函数的表达式，并计算 各典型环节的时域输出响应（时域数学模型）和相应参数（K、T） 。 3、分别画出各典型环节的阶跃响应理论波形。
5、输入阶跃信号，测量各典型环节的输入和输出波形及相关参数，并记录。 （四） 、实验原理：
3、利用 MATLAB 仿真，与实验中实测数据和波形相比较，分析其误差及产生的原因。
答：实验箱中电阻值和电容值得与标准值存在误差、外界电磁的干扰和信息传输时间的 延迟滞后,都使得理论值与实测数据与波形存在误差。
7
（七） 、记录实验数据：
名称 R =100K R1=50K 比 例 环 节 R =100K R1=100K R =50K R1=100K 参数 K = R/R1 =2 K = R/R1 =1 K = R/R1 =0.5 理论值 实测值 K=Uo / Ui =2.05 K=Uo / Ui =1.01 K=Uo / Ui =0.49
3．积分环节：
图1-5 积分环节实验原理图
传递函数： G(S) U O (S) 1
U i (S)
TS
时常数：T=R1C=0.1 阶跃信号输入，时域输出响应：u0(t)=10������������ (t) Ui-Uo的时域响应理论波形：
图1-6 积分环节单位阶跃响应图
4．比例积分环节：
4
图1-7 比例积分环节实验原理图
二阶系统实验原理图
预习内容：(1)二阶系统时域实验参数计算：
图 2-2
二阶系统实验方框图
二阶系统的开环传递函数： G( S )
K （2-1） TiS (TS 1)
自控原理实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握自动控制原理的基本概念和基本分析方法。
2. 掌握典型环节的数学模型及其在控制系统中的应用。
3. 熟悉控制系统的时间响应和频率响应分析方法。
4. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理自动控制原理是研究控制系统动态性能和稳定性的一门学科。
本实验主要涉及以下几个方面：1. 典型环节：比例环节、积分环节、微分环节、惯性环节等。
2. 控制系统：开环控制系统和闭环控制系统。
3. 时间响应：阶跃响应、斜坡响应、正弦响应等。
4. 频率响应：幅频特性、相频特性等。
三、实验内容1. 典型环节的阶跃响应- 比例环节- 积分环节- 比例积分环节- 比例微分环节- 比例积分微分环节2. 典型环节的频率响应- 幅频特性- 相频特性3. 二阶系统的阶跃响应- 上升时间- 调节时间- 超调量- 峰值时间4. 线性系统的稳态误差分析- 偶然误差- 稳态误差四、实验步骤1. 典型环节的阶跃响应- 搭建比例环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节、比例积分微分环节的实验电路。
- 使用示波器观察并记录各个环节的阶跃响应曲线。
- 分析并比较各个环节的阶跃响应曲线，得出结论。
2. 典型环节的频率响应- 搭建比例环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节、比例积分微分环节的实验电路。
- 使用频率响应分析仪测量各个环节的幅频特性和相频特性。
- 分析并比较各个环节的频率响应特性，得出结论。
3. 二阶系统的阶跃响应- 搭建二阶系统的实验电路。
- 使用示波器观察并记录二阶系统的阶跃响应曲线。
- 计算并分析二阶系统的上升时间、调节时间、超调量、峰值时间等性能指标。
4. 线性系统的稳态误差分析- 搭建线性系统的实验电路。
- 使用示波器观察并记录系统的稳态响应曲线。
- 计算并分析系统的稳态误差。
五、实验数据记录与分析1. 典型环节的阶跃响应- 比例环节：K=1，阶跃响应曲线如图1所示。
- 积分环节：K=1，阶跃响应曲线如图2所示。
东南大学过程控制实验报告三
东南大学自动化学院实验报告课程名称：过程控制第三次实验实验名称：被控过程的电动调节阀实验院（系）：自动化专业：自动化姓名：学号：同组人员：实验时间：2017 年 5 月13 日评定成绩：审阅教师：目录一．实验目的 (3)二．实验内容 (3)三．实验步骤 (3)四．实验现象 (3)五．思考题 (6)一、实验目的1、了解执行器的功能和组成；2、掌握电动调节阀的使用方法，并完成调节阀特性的测定工作；3、熟练掌握调节器的参数设置和手动、自动的操作方法。
二、实验内容1、仪表的配线操作；2、本实验的仪表配线图见图1.2，对实验控制台上的2#、3#调节器的输入、输出、电源进行插棒连线（6根弱电，4根强电）；3、调节器参数的设置；记录曲线，运用组态王中的历史趋势曲线，曲线下方操作按钮的作用参看附录二。
三、实验步骤1、了解P909智能调节器的工作原理P909介绍；2、掌握P909智能调节器的使用方法P909及其使用；3、掌握力控组态过程控制实验平台的使用方法力控软件；4、理解电动调节阀特性电动调节阀的使用；5、当液位平衡后，改变进水阀的开度，一般变化10%左右，等待液位再次平衡，并且记录下改变阀位的时刻。
四、实验现象1、电动调节阀的使用与评价（1）使用注意事项在工业自动化仪表中，电动调节阀算是一种极其笨重的仪表设备，因其结构简单，主要元部件又被壳体笼罩，加之安装在工艺管道上，所以往往不被人们重视。
但是，它的工作状态的好坏会直接影响自动控制过程，如调节阀一旦出现问题，操作人员就会忙手忙脚，还会涉及系统投运、生产安全、产品质量、环境污染等等。
为了确保电动调节阀能够正常工作，使生产系统安全运行，新阀在安装之前，应首先检查阀上的铭牌标记是否与设计要求相符。
同时还应对其基本误差限、全行程偏差、回差、死区、泄漏量（在要求严格的场合时进行）等项目进行调试。
如果是对原生产系统中调节阀进行了大修，除了对上述各项进行校验外，还应对旧阀的填料函和连接处等部位进行密封性检查。
最新自控实验报告实验三
最新自控实验报告实验三实验目的：1. 理解并掌握自控系统的基本原理和工作机制。
2. 学习如何搭建和调试简单的闭环控制系统。
3. 通过实验数据分析，加深对系统稳定性和响应特性的认识。
实验设备：1. 自动控制系统实验台。
2. 直流电机及调速器。
3. 传感器（如光电编码器）。
4. 数据采集卡及计算机。
5. 相关软件（如LabVIEW、MATLAB等）。
实验步骤：1. 按照实验指导书的要求，搭建闭环控制系统，包括电机、传感器和控制器。
2. 使用数据采集卡连接传感器和计算机，确保数据传输无误。
3. 开启实验软件，设置相应的参数，如控制算法（PID）、采样时间等。
4. 进行系统开环测试，记录电机的响应数据。
5. 切换至闭环模式，调整PID参数，进行系统调试，直至达到预期的控制效果。
6. 收集闭环控制下的数据，并进行分析，绘制系统响应曲线。
7. 分析系统的稳定性、过渡过程和稳态误差等性能指标。
实验结果：1. 系统开环测试结果显示，电机响应存在较大的超调和振荡。
2. 闭环控制调试后，系统响应速度加快，超调量减小，振荡减少。
3. 通过调整PID参数，系统达到较快的响应时间和较小的稳态误差。
4. 实验数据表明，所设计的控制系统能有效改善电机的动态和稳态性能。
结论：通过本次实验，我们成功搭建并调试了一个简单的闭环控制系统。
实验结果表明，合理的PID参数设置对于提高系统性能至关重要。
此外，实验过程中我们也加深了对自动控制系统原理的理解，为后续更复杂系统的设计和分析打下了坚实的基础。
第四次实验东南大学控制专业技术与系统实验报告
当继电器M8028置1时，定时器T0-T31认为100ms时标，而T32-T55时标变为10ms。
定时器的指令格式如下图1-29
当X0合上，T0开始定时，当定时到T50时（5s），T0触发点输出为1，T0于Y0接通，Y0有输出。
第四次实验东南大学-控制技术与系统实验报告
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东南大学
控制技术与系统
可编程控制器实验
姓名：张子龙组员：焦越
学号：指导教师：朱利丰
实验日期：2016年11月30日
1、掌握定时器指令的格式、功能和编程方法。
2、掌握计数器指令的格式、功能和编程方法。
3、熟悉实验步骤原理，内容及步骤。
第二章应用试验
实验一、交通信号灯自动控制实验
一、实验目的Leabharlann 1、掌握实用PLC控制十字路口交通灯的程序设计方法
2、进一步熟悉PLC指令的使用
二、实验器材
1、可编程序控制器试验箱
2、交通信号灯演示装置
2）实验步骤二
输入执行上面程序
观察结果输出。
当X0合上，Y0每隔0.1s闪烁一次。当X0断开，Y0每隔1s闪烁一次。说明M8028控制T32-T55的定时时基脉冲。
2、计数器指令实验
1）如图1-31
2）实验步骤三
X0、X1接试验箱模拟开关0#、1#
输入执行上面程序
观察结果输出。
当X1为0时，X0合上10次，Y0有输出，再按下X1一次，Y0无输出，再X0合上10次，Y0有输出。
闭环电压控制系统研究实验报告
东南大学自动化学院实验报告课程名称：自动控制基础第3次实验实验名称：闭环电压控制系统研究院（系）：能源与环境学院专业：热能与动力工程姓名：学号：实验室：实验组别：同组人员：实验时间：2014年11月19 日评定成绩：审阅教师：目录一．实验目的 (1)二．实验原理 (1)三．实验设备 (1)四．实验线路图（模拟实物图） (2)五．实验步骤 (2)六．实验数据 (2)七．思考与回答 (3)八．实验总结 (4)实验三闭环电压控制系统研究一、实验目的：（1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问题（2）会正确实现闭环负反馈（3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果二、实验原理：（1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）数学上的“相似性”，将各种实际物理装置经过简化、并抽象成数学形式。
我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。
又由于人本身的自然属性，人对纯数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。
所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把纯数学形式再变成“模拟实物”来研究。
这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。
实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理装置，而“模拟实物”的实验方式可以举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路，也有实际物理装置——电机，替代各种实际物理装置。
（2）自动控制的根本是闭环，尽管有的系统不能直接感受到它的闭环形式，如步进电机控制，专家系统等，从大局看，还是闭环。
闭环控制可以带来想象不到的好处，两个演示实例说明这一点。
本实验就是用开环和闭环在负载扰动下的实验数据，说明闭环控制效果。
自动控制系统性能的优劣，其原因之一就是取决调节器的结构和算法的设计（本课程主要用串联校正、极点配置），本实验为了简洁，采用单闭环、比例算法K。
通过实验证明：不同的统K，对系性能产生不同的影响。
东南大学计算机控制技术实验报告三
东南大学自动化学院实验报告课程名称：计算机控制技术第三次实验实验名称：离散化方法研究院（系）：自动化专业：自动化姓名：学号：同组人员：实验时间：2017 年 4 月12 日评定成绩：审阅教师：目录一．实验目的 (3)二．实验设备 (3)三．实验原理 (3)四．实验步骤 (7)五．实验结果 (8)一、实验目的1．学习并掌握数字控制器的设计方法（按模拟系统设计方法与按离散设计方法）；2．熟悉将模拟控制器D(S)离散为数字控制器的原理与方法（按模拟系统设计方法）；3．通过数模混合实验，对D(S)的多种离散化方法作比较研究，并对D(S)离散化前后闭环系统的性能进行比较，以加深对计算机控制系统的理解。
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．PCI-1711数据采集卡一块3．PC机1台(安装软件“VC++”及“THJK_Server”)三、实验原理由于计算机的发展，计算机及其相应的信号变换装置（A/D和D/A）取代了常规的模拟控制。
在对原有的连续控制系统进行改造时，最方便的办法是将原来的模拟控制器离散化。
在介绍设计方法之前，首先应该分析计算机控制系统的特点。
图3-1为计算机控制系统的原理框图。
图3-1 计算机控制系统原理框图由图3-1可见，从虚线I向左看，数字计算机的作用是一个数字控制器，其输入量和输出量都是离散的数字量，所以，这一系统具有离散系统的特性，分析的工具是z变换。
由虚线II向右看，被控对象的输入和输出都是模拟量，所以该系统是连续变化的模拟系统，可以用拉氏变换进行分析。
通过上面的分析可知，计算机控制系统实际上是一个混合系统，既可以在一定条件下近似地把它看成模拟系统，用连续变化的模拟系统的分析工具进行动态分析和设计，再将设计结果转变成数字计算机的控制算法。
也可以把计算机控制系统经过适当变换，变成纯粹的离散系统，用z变化等工具进行分析设计，直接设计出控制算法。
按模拟系统设计方法进行设计的基本思想是，当采样系统的采样频率足够高时，采样系统的特性接近于连续变化的模拟系统，此时忽略采样开关和保持器，将整个系统看成是连续变化的模拟系统，用s 域的方法设计校正装置D(s)，再用s 域到z 域的离散化方法求得离散传递函数D(z)。
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东南大学自控实验报告实验三闭环电压控制系统研究
东南大学
《自动控制原理》
实验报告
实验名称：实验三闭环电压控制系统研究
院（系）：专业：
姓名：学号：
实验室： 416 实验组别：
同组人员：实验时间：年 11月 24日评定成绩：审阅教师：
实验三闭环电压控制系统研究
一、实验目的：
（1）经过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问题。
（2）会正确实现闭环负反馈。
（3）经过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。
二、实验原理：
（1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。
我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表示、研究和设计。
又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。
因此，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。
这样，就能够“秀才不出门，遍知天下事”。
实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式能够做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。
（2）自动控制的根本是闭环，尽管有的系统不能直接感受到它的
闭环形式，如步进电机控制，专家系统等，从大局看，还是闭环。
闭环控制能够带来想象不到的好处，本实验就是用开环和闭环在负载扰动下的实验数据，说明闭环控制效果。
自动控制系统性能的优劣，其原因之一就是取决调节器的结构和算法的设计（本课程主要用串联调节、状态反馈），本实验为了简洁，采用单闭环、比例调节器K。
经过实验证明：不同的K，对系性能产生不同的影响，以说明正确设计调节器算法的重要性。
（3）为了使实验有代表性，本实验采用三阶（高阶）系统。
这样，当调节器K值过大时，控制系统会产生典型的现象——振荡。
本实验也能够认为是一个真实的电压控制系统。
三、实验设备：
THBDC-1实验平台
四、实验线路图：
五、实验步骤：
（1）如图接线，建议使用运算放大器U8、U10、U9、U11、U13。
先开环，即比较器一端的反馈电阻100KΩ接地。
将可变电阻47KΩ（必须接可变电阻47K上面两个插孔）左旋到底时，电阻值为零。
再右旋1圈，阻值为 4.7KΩ。
经仔细检查后上电。
打开15伏的直流电源开关，必须弹起“不锁零”红色按键。
（2）按下“阶跃按键”键，调“负输出”端电位器RP2，使“交/直流数字电压表”的电压为 2.00V。
如果调不到，则对开环系统进行逐级检查，找出故障原因，并记下。
（3）先按表格先调好可变电阻47KΩ的规定圈数，再调给定电位器RP2，在确保空载输出为2.00V的前提下，再加上1KΩ的扰动负载。
分别右旋调2圈、4圈、8圈后依次测试，填表。
注意：加1 KΩ负载前必须保证此时的电压是2.00V。
（4）正确判断并实现反馈！（课堂提问）再闭环，即反馈端电阻100KΩ接系统输出。
（5）先按表格调好可变电阻47KΩ的圈数，再调给定电位器RP2，在确保空载输出为2.00V的前提下，再加上1KΩ的扰动负载，分别右旋调2圈、4圈、8圈依次测试，填表要注意在可变电阻为8圈时数字表的现象。
并用理论证明。
（6）将比例环节换成积分调节器：即第二运放的10KΩ改为100K Ω；47KΩ可变电阻改为10μF电容，调电位器RP2，确保空载输出为2.00V时再加载，测输出电压值。