典型系统的响应曲线测定
硅光电池光谱响应分布曲线测定的研究
硅光电池光谱响应分布曲线测定的研究近年来，随着科技进步及能源资源的逐步消耗，可持续发展成为了当今各种研究的焦点话题。
在可持续发展的大环境下，利用太阳能作为清洁能源发电，可以减少矿物燃料的消耗，对环境污染也减少了污染，可以说是节能减排的重要策略。
硅光电池是最为重要的光电转换材料之一，是目前大多数太阳能电池的主要材料。
然而，由于硅光电池的光谱响应特性仍然存在一定的问题，影响了太阳能电池的效率，从而影响了其应用。
为了解决现有技术中存在的问题，我们研究了硅光电池光谱响应分布曲线测定的关键技术，并进行了深入的讨论。
首先，为了更好地了解硅光电池的光谱响应特性，我们采用紫外、可见和近红外光谱三段实验，分别测量硅光电池在各种波长范围下的响应，构建了三种不同的响应曲线，图形清晰，表现出不同波长范围下硅光电池的响应特性。
随后，针对不同响应曲线，我们采用光谱反转技术，从而反映出响应谱线中不同波长范围内硅光电池的响应值，从而发现响应谱线的特征，为硅光电池的研究及应用提供科学依据。
接下来，为了有效提升太阳能电池的效率，我们提出了改善和优化硅光电池光谱响应曲线的技术方案。
首先，我们采用粒子随机均化技术，将太阳能修剪装置内的硅晶体片进行加工，使之尺寸更细、质量更优。
随后，为了提高硅光电池光谱响应曲线的峰值和峰值宽度，我们采用多重量子阱技术，通过引入三维量子阱效应改善硅光电池的光学特性，并制备出了高性能的硅光电池，其光谱响应曲线能够满足不同的应用要求。
最后，本研究对硅光电池光谱响应曲线的测定及关键技术进行了系统的研究和分析，并建立了相应的模型，以期改善硅光电池的光谱响应特性，提高太阳能电池的效率，从而实现可持续发展。
为此，值得深入研究硅光电池光谱响应曲线测定的关键技术，以期为硅光电池应用提供科学依据，以及可利用多种方法改善其光谱响应特性，进一步提升太阳能电池的效率。
综上所述，本研究针对硅光电池光谱响应曲线测定的关键技术进行了深入的研究，为改善硅光电池的光谱响应特性，提高太阳能电池的效率，从而实现可持续发展提供了科学依据。
东北大学过程控制系统第二章2 过程控制的数学模型-曲线响应
3.由阶跃响应曲线确定过程的数学模型
3.4 二阶加时延过程参数的确定
数学模型：
TC
x
(1 x)x1x
(1)
TA
T1 T2 TC
(2)
(2)
(1)
3.由阶跃响应曲线确定过程的数学模型
利用公式（1)计算T1和T2较为复杂，绘制曲线利用图解法求取T1和T2。 根据公式（1）绘制曲线见右图。
第二章 过程控制的数学模型
2.3 响应曲线辨识过程的数学模型
1. 阶跃响应曲线的测定
利用响应曲线辨识建立数学模型是一种常用的方法。 1.1 阶跃响应曲线的测定 过程：使输入量作一阶跃变化，记录输出量随时间变化的
响应曲线。即阶跃响应曲线。
输入信号：
响应曲线：
1. 阶跃响应曲线的测定
试验时必须注意： (1) 试验测定时，被控过程处于相对稳定的工作状态。 (2) 输入的阶跃信号不可太大，也不可太小。太大，影响生产；
1 0.46
20 33.5
3 1.7
25 27.2
4
5
3.7
9
30 40
21 10.4
8 10 19 26.4 50 60 5.1 2.8
15 16.5 36 371..55 70 80 1.1 0.5
第二题：
设阶跃扰动量△u=20%，某水槽的水位阶跃 响应数据见下表，用一阶惯性环节求取该液位的 传递函数。
欠佳，就难以获得对象的动态特性参数。
2. 矩形脉冲响应曲线的测定
阶跃响应法缺陷： 过程长时间的处于较大幅值的阶跃信号
作用下，被控量变化的幅度可能会超出生 产工艺允许的范围。
用矩形脉冲作为输入信号，将响应曲线 转化为阶跃响应曲线，确定数学模型。 脉冲信号看作：
实验一 控制系统典型环节的模拟实验
实验一控制系统典型环节的模拟实验一、实验目的1．掌握控制系统中各典型环节的电路模拟及其参数的测定方法。
2．测量典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对环节输出性能的影响。
二、实验内容1．对表一所示各典型环节的传递函数设计相应的模拟电路(参见表二)2．测试各典型环节在单位阶跃信号作用下的输出响应。
3．改变各典型环节的相关参数，观测对输出响应的影响。
三、实验内容及步骤1．观测比例、积分、比例积分、比例微分和惯性环节的阶跃响应曲线。
①准备：使运放处于工作状态。
将信号发生器单元U1的ST端与+5V端用“短路块”短接，使模拟电路中的场效应管（K30A）夹断，这时运放处于工作状态。
②阶跃信号的产生：电路可采用图1-1所示电路，它由“阶跃信号单元”（U3）及“给定单元”（U4）组成。
具体线路形成：在U3单元中，将H1与+5V端用1号实验导线连接，H2端用1号实验导线接至U4单元的X端；在U4单元中，将Z端和GND端用1号实验导线连接，最后由插座的Y端输出信号。
以后实验若再用阶跃信号时，方法同上，不再赘述。
实验步骤：①按表二中的各典型环节的模拟电路图将线接好(先接比例)。
(PID先不接)②将模拟电路输入端(U i)与阶跃信号的输出端Y相连接；模拟电路的输出端(Uo)接至示波器。
③按下按钮(或松开按钮)SP时，用示波器观测输出端的实际响应曲线Uo(t)，且将结果记下。
改变比例参数，重新观测结果。
④同理得积分、比例积分、比例微分和惯性环节的实际响应曲线，它们的理想曲线和实际响应曲线参见表三。
2．观察PID环节的响应曲线。
实验步骤：①将U1单元的周期性方波信号(U1 单元的ST端改为与S端用短路块短接，S11波段开关置于“方波”档，“OUT”端的输出电压即为方波信号电压，信号周期由波段开关S11和电位器W11调节，信号幅值由电位器W12调节。
以信号幅值小、信号周期较长比较适宜)。
②参照表二中的PID模拟电路图，按相关参数要求将PID电路连接好。
自动控制原理实验报告
暨南大学本科实验报告专用纸课程名称自动控制原理成绩评定实验项目名称典型环节的电路模拟指导教师实验项目编号0806105701实验项目类型设计实验地点学生姓名学号学院电气信息学院专业自动化实验时间2014年3月24 日下午一、实验目的1．熟悉THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台及“THBDC-1”软件的使用；2．熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟；3．测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。
4．观测二阶系统的阻尼比分别在0<ζ<1，ζ =1和ζ>1三种情况下的单位阶跃响应曲线；二、实验环境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、实验报告要求1．画出各典型环节的实验电路图，并注明参数。
2．写出各典型环节的传递函数。
3．根据测得的典型环节单位阶跃响应曲线，分析参数变化对动态特性的影响。
4．画出二阶系统线性定常系统的实验电路，并写出闭环传递函数，表明电路中的各参数；5．根据测得系统的单位阶跃响应曲线，分析开环增益K和时间常数T对系统的动态性能的影响。
四、实验内容1：比例环节根据比例环节的方框图，设计并组建相应的模拟电路，图中后一个单元为反相器，R0=200K,传递函数：G(s)=Uo（s）/Ui（s）=K。
当比例系数K=1时，电路中的参数取：R1=100K，R2=100K。
实验结果如下图：当比例系数K=2时，因为K=R2/R1，所以R2=200K，R1=100K，结果如下：比例系数K=4时，R2=200K，R1=51K，结果如下：结果分析：随着K的增加，系统的终值是输入信号的K倍。
2：积分环节根据积分环节的方框图，如下，设计并组建模拟电路图中后一个单元为反相器，R0=200K，G(s)=Uo（s）/Ui（s）=1/Ts。
光响应曲线的测定
光响应曲线的测定一、引言光响应曲线是指在不同波长或强度的光照下，生物体对光的反应程度。
通过测定光响应曲线可以了解生物体对不同波长或强度的光的敏感性，从而探究生物体对光的感知和调节机制。
本文将详细介绍光响应曲线的测定方法。
二、实验原理1. 光合作用概述光合作用是指植物利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质并释放氧气的过程。
在这个过程中，植物需要吸收不同波长和强度的光才能完成这个过程。
2. 光谱仪原理使用光谱仪可以测量不同波长和强度的光照射下，叶片吸收和反射的情况。
通过测量吸收率和反射率可以得到叶片对不同波长或强度的光敏感程度，从而构建出该生物体的光响应曲线。
三、实验步骤1. 实验前准备（1）选择适宜材料：选择适宜材料进行实验，如绿色植物叶片等。
（2）准备光谱仪：根据光谱仪的使用说明进行准备，调节好波长和强度等参数。
2. 实验操作（1）将叶片置于光谱仪中央，使其与光线垂直。
（2）调节波长和强度：根据实验需要，选择不同波长和强度的光进行照射。
（3）记录数据：记录下每个波长或强度下叶片的吸收率和反射率，并计算出吸收率与反射率之和为100%的比例。
3. 实验结果分析通过绘制出不同波长或强度下的吸收率和反射率比例图，可以得到生物体对不同波长或强度的光敏感程度，从而构建出该生物体的光响应曲线。
四、实验注意事项1. 实验室环境应保持安静、干燥、无风，并保持恒定温度。
2. 叶片应选取新鲜、健康、无病虫害的植物材料。
3. 光谱仪使用时应注意安全，避免对眼睛造成伤害。
4. 测量时应控制好照射时间和光强度，避免对叶片造成伤害。
五、实验结果分析通过测定得到的光响应曲线可以了解生物体对不同波长或强度的光的敏感性。
例如，在植物中，绿色叶片对红色和蓝色光的吸收率较高，而对绿色光的吸收率较低。
这是因为植物中存在叶绿素等色素，它们对不同波长的光有不同程度的吸收作用。
此外，通过比较不同植物或不同组织在不同波长或强度下的光响应曲线可以了解它们之间的生理差异。
【实验报告】一、二阶系统的电子模拟及时域响应测试
实验名称：一二阶系统的电子模拟及时域响应测试课程名称：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 (3)（五）一阶系统实验结果 (3)（六）一阶系统实验数据记录及分析 (7)（七）二阶系统实验结果记录 (8)（八）二阶系统实验数据记录及分析 (11)（九）实验总结及感想............................................................................错误!未定义书签。
图片目录图片1 一阶模拟运算电路 (3)图片2 二阶模拟运算电路 (3)图片3 T=0.25仿真图形 (4)图片4 T=0.25测试图形 (4)图片5 T=0.5仿真图形 (5)图片6 T=0.5测试图形 (5)图片7 T=1仿真图形 (6)图片8 T=1测试图形 (6)图片9 ζ=0.25s仿真图形 (8)图片10 ζ=0.25s测试图形 (8)图片11 ζ=0.5s仿真图形 (9)图片12 ζ=0.5s测试图形 (9)图片13 ζ=0.8s仿真图形 (10)图片14 ζ=0.8s测试图形 (10)图片15 ζ=1s仿真图形 (11)图片16 ζ=1s测试图形 (11)表格目录表格1 一阶系统实验结果 (7)表格2 二阶系统实验结果 (11)一二阶系统的电子模拟及时域响应测试（一）实验目的1.了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。
2.学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。
3.学习阶跃响应的测试方法。
（二）实验内容1.建立一阶系统的电子模型,观测并记录在不同时间常数T时的跃响应曲线,并测定其过渡过程时间TS。
2.建立二阶系统的电子模型,观测并记录在不同阻尼比ζ时的跃响应曲线,并测定其超调量σ%及过渡过程时间TS。
（三）实验设备HHMN电子模拟机，实验用电脑，数字万用表（四）实验原理一阶系统：在实验中取不同的时间常数T，由模拟运算电路，可得到不同时间常数下阶跃响应曲线及不同的过渡时间。
自动控制理论实验指导书(新)
自动控制理论实验指导书实验1 典型环节的模拟研究一、实验目的1．了解并掌握TD －ACC+设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。
2．熟悉各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线。
3．了解参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、实验设备TD －ACC+型实验系统一套；数字示波器、万用表。
三、实验内容及步骤1．实验准备：将信号源单元的“ST ”插针与“S ”端插针用“短路块”短接。
将开关设在“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，使得“OUT ”端输出的方波幅值为2V ，周期为10s 左右。
2．观测各典型环节对阶跃信号的实际响应曲线 (1) 比例( P )环节① 按模拟电路图1-1接好线路。
注意：图中运算放大器的正相输入端已经对地接了100K 的电阻，实验中不需要再接。
以后的实验中用到的运放也如此。
② 将模拟电路输入 (U i ) 端与信号源的输出端“OUT ”相连接；用示波器观测模拟电路的输入 (U i ) 端和输出 (U o ) 端，观测实际响应曲线U o (t )，记录实验波形及结果于表1-1中。
表1-1阶跃响应： U O (t )=K (t ≥0) 其中 K =R 1R 0⁄实验参数理论计算示波器观测值输入输出波形0R 1Ro 1i 0U R U R =i U o Uo iU U Ωk 200Ωk 1000.5Ωk 2001R 0=200kΩ；R 1=100kΩ或200kΩ图1-1U i R 0R 1RR 10K 10K U o(2) 积分( I )环节①按图1-2接好线路。
② 将模拟电路输入 (U i ) 端与信号源的输出端“OUT ”相连接；用示波器观测模拟电路的输入 (U i ) 端和输出 (U o ) 端，观测实际响应曲线U o (t )，测量积分时间T ，记录实验波形及结果于表1-2中。
表1-2阶跃响应： o 01()U t t R C=(t ≥0) 注意：积分时间T 是指积分初始时间到输出值等于输入值时的时间。
一阶系统响应及参数测定实验报告
学院：机电工程学院专业：自动化课程名称：自动控制原理实验
班级：13自动化姓名：吴军浩学号：2013100101020组别：
实验名称：一阶系统响应及参数测定实验时间：4月28日
成绩：教师签名：批改时间：
（1）根据实验，画出一阶系统的时间常数的阶跃响应曲线，并由实测的曲线求得时间常数T。
R=200k,C=5uf T=RC=1s（理论）T=0.9375s（实际）
R=100k,C=1uf T=RC=0.1s（理论）T=0.109.4（实际）
电子科技大学中山学院学生实验报告
学院：机电工程学院专业：自动化课程名称：自动控制原理实验
班级：13自动化姓名：吴军浩学号：2013100101020组别：
实验名称：一阶系统响应及参数测定实验时间：4月28日
成绩：教师签名：批改时间：
（2）观察并记录一阶系统的斜坡响应曲线，并由图确定跟踪误差ess，这一误差值由终值定理求得是否相等？分析产生误差的原因。
R=200k，C=5uf, ess=1s（理想）,ess=718.8ms（实际）
R=100k,C=1uf，ess=100ms（理想）ess=93.8ms（实际）
一．由以上可得，测出的ess（实际）与由终值定理求得的ess（理想）不同，产生该问题的原因可能有
1.实验器材存在影响
2.设计电路存ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系统误差
3.实验过程出现偶然误差
4.计算过程出现错误
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典型系统的响应曲线测定
一、引言
系统响应曲线的测定是控制工程中非常重要的一个环节。
通过测定系统的响应曲线，可以了解系统的特性和性能，为控制器的设计提供依据。
本文将从典型系统的响应曲线测定方法入手，详细介绍系统响应曲线测定的过程和注意事项。
二、典型系统及其响应曲线
在控制工程中，常见的典型系统包括一阶惯性系统、二阶惯性系统和一阶惯性加时滞系统。
不同类型的系统具有不同的响应特点和数学模型，因此在进行响应曲线测定时需要针对不同类型的系统采取不同的方法。
1. 一阶惯性系统
一阶惯性系统是指只包含一个惯性元件（如电容或电感）和一个电阻元件组成的电路或机械传动装置。
其数学模型为：
$$G(s)=\frac{K}{Ts+1}$$
其中，K为传递函数常数，T为时间常数。
一阶惯性系统具有较慢的响应速度和较大的超调量。
2. 二阶惯性系统
二阶惯性系统是指包含两个相互作用的惯性元件和一个电阻元件组成
的电路或机械传动装置。
其数学模型为：
$$G(s)=\frac{K}{(Ts+1)(T_2s+1)}$$
其中，K为传递函数常数，T和T2分别为两个时间常数。
二阶惯性系
统具有较快的响应速度和较小的超调量。
3. 一阶惯性加时滞系统
一阶惯性加时滞系统是指在一阶惯性系统的基础上增加一个时间延迟
元件，其数学模型为：
$$G(s)=\frac{Ke^{-Ls}}{Ts+1}$$
其中，K为传递函数常数，T为时间常数，L为时间延迟量。
一阶惯性加时滞系统具有响应速度较慢、超调量较大和存在稳态误差等特点。
三、响应曲线测定方法
根据不同类型的系统特点和数学模型，响应曲线测定方法也有所不同。
下面将分别介绍三种典型系统的响应曲线测定方法。
1. 一阶惯性系统
对于一阶惯性系统，在进行响应曲线测定时通常采用斜坡法或跃跃法。
其中斜坡法是指在输入信号为斜坡信号时，测量系统输出的响应曲线。
具体步骤如下：
（1）选择合适的斜率和起点，将输入信号设置为斜坡信号；
（2）记录系统输出的响应曲线，并画出系统的阶跃响应曲线；
（3）根据阶跃响应曲线计算系统的时间常数T和传递函数常数K。
跃跃法是指在输入信号为阶跃信号时，测量系统输出的响应曲线。
具
体步骤如下：
（1）将输入信号设置为阶跃信号；
（2）记录系统输出的响应曲线，并画出系统的阶跃响应曲线；
（3）根据阶跃响应曲线计算系统的时间常数T和传递函数常数K。
2. 二阶惯性系统
对于二阶惯性系统，在进行响应曲线测定时通常采用频率法或双t法。
其中频率法是指在输入信号为正弦波时，测量系统输出的幅频特性。
具体步骤如下：
（1）将输入信号设置为正弦波信号，并调节频率范围；
（2）记录系统输出幅值和相位随频率变化的特性，并画出Bode图；（3）根据Bode图计算系统的传递函数。
双t法是指在输入信号为阶跃信号时，测量系统输出的响应曲线。
具
体步骤如下：
（1）将输入信号设置为阶跃信号；
（2）记录系统输出的响应曲线，并画出系统的阶跃响应曲线；
（3）根据阶跃响应曲线计算系统的两个时间常数T和T2以及传递函
数常数K。
3. 一阶惯性加时滞系统
对于一阶惯性加时滞系统，在进行响应曲线测定时通常采用斜坡法或
跃跃法。
其中斜坡法和跃跃法的步骤与一阶惯性系统相同，只是需要
考虑时间延迟量L。
四、注意事项
在进行响应曲线测定时，需要注意以下几点：
1. 测量精度要求高：由于控制工程中对于系统特性和性能的要求较高，因此在进行响应曲线测定时需要保证测量精度较高。
2. 系统稳态：在进行响应曲线测定时需要保证系统处于稳态状态，否
则会影响测量结果。
3. 测试环境：为了保证测量结果的准确性，需要保证测试环境的稳定
性和一致性。
4. 测量方法：不同类型的系统需要采取不同的测量方法，需要根据具
体情况选择合适的测量方法。
五、总结
系统响应曲线的测定是控制工程中非常重要的一个环节。
在进行响应
曲线测定时，需要针对不同类型的系统采取不同的方法，并注意测量
精度、系统稳态、测试环境和测量方法等问题。
通过合理地进行响应曲线测定，可以为控制器的设计提供依据，提高系统控制效果。