典型环节的模拟研究及阶跃响应分析
典型环节及其阶跃响应实验报告
典型环节及其阶跃响应实验报告学院：机械工程学院班级：过控一班姓名：***学号：***********实验内容 比例环节响应 实验人 卢世宝实验时间 教师签字学号后三位 由于本人的学号为416 所以取R=416电路传递函数响应函数 48.0)(0-==K t U实验波形图实验内容 积分环节模拟电路实验人 卢世宝实验时间 教师签字学号后三位 由于本人的学号为416 所以取R=416电路传递函数响应函数t t Tt U 740.01)(0-=-=实验波形图48.0)()(21-=-=R RS U S U i o SCS R S U S U i o /740.01)()(0-=-=实验内容 比例积分环节模拟电路实验人 卢世宝实验时间教师签字学号后三位 由于本人的学号为416 所以取R=416电路传递函数)1(1)()(001010CSR R R CS R CS R S U S U i +-=+-== 0.35+0.014 / S响应函数 t TK t U 1)(0+= = -0.35 – 0.73 t实验波形图实验内容 比例微分环节模拟电路 实验人 卢世宝 实验时间教师签字学号后三位由于本人的学号为416 所以取R=416电路传递函数)11()()(321210+•++-=CS R CS R R R R S U S U i =)122101(+⨯+-S S响应函数)330210210()(CR t e R R R R R R R t U -++-=t e 50088.0088.0(--+-=)实验波形图实验内容 惯性环节模拟电路 实验人 卢世宝实验时间 教师签字学号后三位由于本人的学号为416 所以取 R=416电路传递函数1)()(11+-=CSRRRSUSUi14.0343.0+-=S响应函数)1()(0TteKtU---=)1(343.025te---=实验波形图实验内容PID模拟电路实验人卢世宝实验时间教师签字学号后三位由于本人的学号为416 所以取R=416电路传递函数)1()()(020211001S C R R R S C R R R S Ui S U ++-≈ = - ( 13 + 10S )响应函数]})1(1[1{)(0232211102210021C R te C R C R C R C R t C R R R R t U --++++-=)1(5.1350t e t -+--=实验波形图实验一 典型环节及其阶跃响应一．实验原理和设计合理运用运算放大器本身所具有的基本特性（开环增益高、输入阻抗大、输出阻抗小等）用不同的电阻、电容组成不同的反馈网络来模拟各种典型环节。
典型环节的电模拟及阶跃响应分析
实验一 典型环节的电模拟及阶跃响应分析一、实验目的（1）了解并初步掌握控制系统典型环节的电模拟方法； （2）熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线；（3）了解参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、仪器、设备微型计算机（安装有EWB 软件或MA TLAB 软件） 1台三、实验原理本实验可以应用EWB 软件或MATLAB 软件完成，请老师和同学自己选择。
本实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即通过设置运算放大器不同的输入网络和反馈网络来模拟各种典型环节。
根据运算放大器反向输入端、输出端之间的传递函数：rf r c Z Z s U s U s G -==)()()(在运算放大器反向输入端、输出端之间配以适当的电阻和电容，即可模拟各种典型环节。
改变电阻的阻值和电容的容值，也就改变了典型环节的参数。
再观察典型环节的的阶跃响应，就可了解参数变化对典型环节动态特性的影响。
1、比例环节：实验电路见图1。
K s G =)(（1）rf Z Z K =，本实验中取1=K 。
2、积分环节：实验电路见图2。
其传递函数为RCSs U s U s G r c 1)()()(-==，取RC=1，则S s G 1)(-= 3、惯性环节：实验电路见图3。
其传递函数为1)()()(0+-==CS R R R s U s U s G f fr c ，记T=RC ，取10'==R R K f ，则11)(+-=TS s GC 图 1C图 2C图 34、二阶震荡环节：其开环传递函数为：)1(1)(+=TS S s G其闭环传递函数为：22221)1(1)()()(n n n r c S S TS S s U s U s ωξωωφ++=++== 四、实验内容1、启动微机，打开EWB 实验软件，画好（或者是打开）实验电路，并设置好参数；2、观察不同R 和C 时的阶跃响应（取规定的四组参数）；3、测试每组参数下所对应的阶跃响应的T ，并与理论值比较；4、分析R 和C 对一阶系统动态响应的影响；五、实验步骤1、EWB 软件绘制方法 （1）、比例环节：1）点击“开始”菜单中的图标，进入EWB 实验平台。
典型环节的模拟研究
北京联合大学实验报告实验名称：典型环节的模拟研究学院：自动化专业：物流工程姓名：学号：同组人姓名：学号：班级：成绩：实验日期：2014年11月20日完成报告日期：2014年11月21日实验一典型环节的模拟研究一．实验目的：1. 研究典型环节的特性，学习典型环节的电模拟方法。
2. 熟悉实验设备的性能和操作。
二．各典型环节的方块图及传函三．实验内容及步骤1．观察比例环节的阶跃响应曲线典型比例环节模拟电路如图1-1所示。
图1-1 典型比例环节模拟电路传递函数：；单位阶跃响应：实验步骤：注：‘S ST’用短路套短接！（1）将函数发生器（B5）所产生的周期性矩形波信号（OUT），作为系统的信号输入（Ui）；该信号为零输出时，将自动对模拟电路锁零。
①在显示与功能选择（D1）单元中，通过波形选择按键选中‘矩形波’（矩形波指示灯亮）。
②量程选择开关S2置下档，调节“设定电位器1”，使之矩形波宽度＞1秒（D1单元左显示）。
③调节B5单元的“矩形波调幅”电位器使矩形波输出电压= 4V（D1单元右显示）。
（2）构造模拟电路：按图1-1安置短路套及测孔联线，表如下。
（b）测孔联线打开虚拟示波器的界面，点击开始，观测A5B输出端（Uo）的实际响应曲线。
示波器的截图详见虚拟示波器的使用。
2．观察惯性环节的阶跃响应曲线典型惯性环节模拟电路如图1-2所示。
图1-2 典型惯性环节模拟电路传递函数：单位阶跃响应：实验步骤：注：‘S ST’用短路套短接！（1）将函数发生器（B5）所产生的周期性矩形波信号（OUT），作为系统的信号输入（Ui）；该信号为零输出时，将自动对模拟电路锁零。
①在显示与功能选择（D1）单元中，通过波形选择按键选中‘矩形波’（矩形波指示灯亮）。
②量程选择开关S2置下档，调节“设定电位器1”，使之矩形波宽度＞1秒（D1单元左显示）。
③调节B5单元的“矩形波调幅”电位器使矩形波输出电压= 4V（D1单元右显示）。
（2）构造模拟电路：按图1-2安置短路套及测孔联线，表如下。
系统与控制实验一_典型环节的模拟研究及阶跃响应分析
系统与控制实验一实验内容1.比例环节：2.积分环节：比例环节传递函数为一个常数。
即：U oU i=−R fR i=−K p。
K p = 0.5，1，2时输入幅值为阶跃信号。
阶跃响应曲线如下图所示：k=2 k=1k=0.5传递函数：C(s)R(s)=−KTS实验中取R1 = 100K改变电容C的大小，分别取他C = 1μf，（0.33μf）可以得到不同的积分时间常数T，输入阶跃信号，MATLAB仿真观测T = 0.1秒(0.033秒)时输出波形并作记录。
保持num = [k] 不变，改变den = [T,0]，T 为积分环节的时间常数。
（T = RC，不妨取T = 0.1s，0.033s）3.惯性环节保持num = [k]不变，改变den = [T,1],T 为惯性环节的时间18常数。
（T = RC，不妨取T = 1s , 0.1s）这里时间长度t 可以适当调整，如t = 0:0.1:10; t=0:0.1:1。
（1）k=1，T=1，2时：显然，T=1 时曲线更陡峭，变化速度更快，更早达到饱和。
（2）T=1，k=1，2T=0.1 T=0.003传递函数：C(s)R(s)=−KTS+1式中：K = R2 /R1，T = R f C(1) 保持K = R f/R1 = 1不变，MATLAB仿真T =1秒，0.1秒（既R1 = 100K,C = 10μf，1μf ）时的输出波形。
(2) 保持T = R f C = 1s不变，仿真K = 1，2时的输出波形。
T=1 T=2K 为传递函数的分子系数向量，两张图阶跃响应的纵轴坐标随 k 改变做出相应变化4. 二阶振荡环节（1.）取R 1 = R 3 = 100K ，C 1 = C 2 = 1μf 即令：T = 0.1秒，调节R 2分别置阻尼比 ξ= 0.1，k=1 k=2 由一个惯性环节和一个积分环节相串联，再经过反向器引入单位负反馈而构成，由图可得： 传递函数C(s)R(s)=1R 1R 3C 1C 2S 2+R 1R 3R2C 2S +1令R 3 = R 1,C 2 = C 1C(s)R(s)=1T 2S 2+TS K+1T = R 1 C 1，K = R 2/ R 1，与二阶系统的标准形式作比较，得： ωn =1T=1/(R 1 C 1) ξ=1/(2k)=R 1/ (2R 2)同时改变C1和C2的大小 (C1 = C2),可以改变无阻尼自然频率的大小，改变R2的大小可改变ξ的大小0.5，1时观察输入同样幅度的阶跃或方波信号时间响应，读出并记录各ξ值时的超调量M p 和过渡过程时间t s (取σ=0.05)并绘制出ξ= 0.1,0.5,1三种情况时的波形➢ξ= 0.1超调量M p：0.73过渡过程时间t s：5.39 second➢ξ= 0.5超调量M p：0.16过渡过程时间t s：1.25 second➢ξ= 1超调量几乎为0；过渡过程时间1.02 second显然：随着阻尼比ξ的增大，超调量减小，过渡过程时间减小。
典型环节及其阶跃响应实验报告
典型环节及其阶跃响应实验报告实验报告：典型环节及其阶跃响应
摘要：
本实验旨在通过对典型环节的研究，探究环节对阶跃响应的影响。
通过实验数据的收集和分析，我们成功地建立了模型，并在此基础上进行了进一步探究。
实验操作：
1. 环节参数测量
本实验分别测量了三类环节的参数：惯性环节、比例环节和一阶惯性环节。
在测量期间，我们对示波器进行了正确连接，以确保实验数据的准确性。
2. 阶跃响应测试
我们在实验中使用了脉冲信号作为输入，并记录了系统的阶跃
响应。
3. 数据分析
我们使用MATLAB软件对实验数据进行了分析，并绘制了相
应的图表。
通过对图表的观察，我们可以清晰地看到各个环节对
系统响应的影响。
结果与讨论：
通过对典型环节的实验研究，我们得出了以下结论：
1. 惯性环节会显著影响系统的阶跃响应。
惯性越大，系统的响
应越迟缓，稳态误差也增加。
2. 比例环节是最简单的环节，但是其特性并不适合所有的系统。
在一些情况下，比例环节的加入会加剧系统的振荡。
3. 一阶惯性环节的响应相对较为平滑，且稳态误差也较小。
但是在某些情况下，一阶惯性环节的响应速度可能会比较慢。
结论：
本实验成功研究了典型环节对阶跃响应的影响。
我们成功地建立了模型，并通过对实验数据的分析，得出了较为准确的结论。
我们相信，这些研究成果将会对相关学科的研究和开发产生积极的推动作用。
典型环节及其阶跃响应实验报告
典型环节及其阶跃响应实验报告哎呀，今天我们聊聊那个“典型环节及其阶跃响应”的实验报告，听起来有点高大上，其实呢，就是看看系统对刺激的反应，咱们就像是在观察一个小宝宝对糖果的反应，立刻就咧嘴笑了，那种欢快的感觉，简直让人心都化了。
你知道的，典型环节就像是一个经典的舞蹈动作，所有的机器、设备，都要围绕着它来转。
我们这次实验就像是给这个舞蹈加点新的花样，看看能不能让它更好看，更精彩。
说到阶跃响应，嘿嘿，想象一下，你在沙滩上，突然来了一波浪，直接把你淹没，那就是阶跃嘛！一开始，水面平静，突然间，哗的一声，浪花四溅。
这个实验就是模拟这种场景，我们用一个信号，给系统一个突如其来的“惊喜”，然后看它的反应。
像小狗听到门铃声那样，瞬间就警觉起来。
我们记录下它的表现，慢慢地分析，像是侦探在拼凑案件一样，越看越有意思。
实验开始的时候，大家都是一副严肃的样子，结果一搞起来，气氛就轻松了很多。
仪器啊，数据啊，真是让人眼花缭乱，搞得我都快晕了。
但没关系，我们的目标明确，简简单单就是想知道这个系统到底是个什么样的“角色”。
一开始大家都在忙忙碌碌，结果那一瞬间的反应，真的是让人瞠目结舌，像看魔术一样，哇，原来是这样啊，真是惊喜不断。
在记录数据的时候，大家开始窃窃私语，笑声不断，有人甚至模仿起了实验设备发出的声音，笑得我差点喷出来。
你看，这个实验不只是冰冷的数字，还有一堆有趣的故事，简直是给我们这个枯燥的学习过程加了不少料。
每当设备显示出一个新的数据点，大家都像中了彩票一样，欢呼雀跃，实验室里瞬间变成了欢乐的海洋。
随着数据的增加，分析起来也变得越来越有趣。
我们开始画图，连接那些数据点，像是在给一个故事编排情节，每一条线都承载着我们的期待。
你可能觉得这有点无聊，其实不然，这过程就像是在拼拼图，一块一块的拼出来，最终看到那个完整的图案，真的是成就感满满。
每当看到图上出现那条漂亮的曲线，大家都像喝了蜂蜜水一样甜。
最终，实验结束，大家都松了一口气，互相道了声辛苦。
自动控制原理实验报告 (2)
实验一 典型环节的模拟研究及阶跃响应分析1、比例环节可知比例环节的传递函数为一个常数：当Kp 分别为0.5，1，2时，输入幅值为1.84的正向阶跃信号，理论上依次输出幅值为0.92，1.84，3.68的反向阶跃信号。
实验中，输出信号依次为幅值为0.94，1.88，3.70的反向阶跃信号， 相对误差分别为1.8%,2.2%,0.2%. 在误差允许范围内可认为实际输出满足理论值。
2、 积分环节积分环节传递函数为：（1）T=0.1(0.033)时，C=1μf (0.33μf )，利用MATLAB ，模拟阶跃信号输入下的输出信号如图： T=0.1 T=0.033与实验测得波形比较可知，实际与理论值较为吻合，理论上T=0.033时的波形斜率近似为T=0.1时的三倍，实际上为8/2.6=3.08，在误差允许范围内可认为满足理论条件。
3、 惯性环节惯性环节传递函数为：if i o R RU U -=TS1CS R 1Z Z U U i i f i 0-=-=-=1TS K)s (R )s (C +-=K = R f /R 1,T = R f C,（1） 保持K = R f /R 1 = 1不变，观测T = 0.1秒，0.01秒（既R 1 = 100K,C = 1μf ，0.1μf ）时的输出波形。
利用matlab 仿真得到理论波形如下： T=0.1时 t s （5%）理论值为300ms,实际测得t s =400ms 相对误差为：（400-300）/300=33.3%,读数误差较大。
K 理论值为1，实验值2.12/2.28，相对误差为（2.28-2.12）/2.28=7%与理论值较为接近。
T=0.01时t s （5%）理论值为30ms,实际测得t s =40ms 相对误差为：（40-30）/30=33.3%由于ts 较小，所以读数时误差较大。
K 理论值为1，实验值2.12/2.28，相对误差为（2.28-2.12）/2.28=7%与理论值较为接近（2） 保持T = R f C = 0.1s 不变，分别观测K = 1，2时的输出波形。
典型环节及其阶跃响应实验报告
典型环节及其阶跃响应实验报告学院：机械工程学院班级：过控一班姓名：***学号：***********实验内容 比例环节响应 实验人 卢世宝实验时间 教师签字学号后三位 由于本人的学号为416 所以取R=416电路传递函数响应函数 48.0)(0-==K t U实验波形图实验内容 积分环节模拟电路实验人 卢世宝实验时间 教师签字学号后三位 由于本人的学号为416 所以取R=416电路传递函数响应函数t t Tt U 740.01)(0-=-=实验波形图48.0)()(21-=-=R RS U S U i o SCS R S U S U i o /740.01)()(0-=-=实验内容 比例积分环节模拟电路实验人 卢世宝实验时间教师签字学号后三位 由于本人的学号为416 所以取R=416电路传递函数)1(1)()(001010CSR R R CS R CS R S U S U i +-=+-== 0.35+0.014 / S响应函数 t TK t U 1)(0+= = -0.35 – 0.73 t实验波形图实验内容 比例微分环节模拟电路 实验人 卢世宝 实验时间教师签字学号后三位由于本人的学号为416 所以取R=416电路传递函数)11()()(321210+•++-=CS R CS R R R R S U S U i =)122101(+⨯+-S S响应函数)330210210()(CR t e R R R R R R R t U -++-=t e 50088.0088.0(--+-=)实验波形图实验内容 惯性环节模拟电路 实验人 卢世宝实验时间 教师签字学号后三位由于本人的学号为416 所以取 R=416电路传递函数1)()(11+-=CSRRRSUSUi14.0343.0+-=S响应函数)1()(0TteKtU---=)1(343.025te---=实验波形图实验内容PID模拟电路实验人卢世宝实验时间教师签字学号后三位由于本人的学号为416 所以取R=416电路传递函数)1()()(020211001S C R R R S C R R R S Ui S U ++-≈ = - ( 13 + 10S )响应函数]})1(1[1{)(0232211102210021C R te C R C R C R C R t C R R R R t U --++++-=)1(5.1350t e t -+--=实验波形图实验一 典型环节及其阶跃响应一．实验原理和设计合理运用运算放大器本身所具有的基本特性（开环增益高、输入阻抗大、输出阻抗小等）用不同的电阻、电容组成不同的反馈网络来模拟各种典型环节。
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典型环节的模拟研究及阶跃响应分析实验二典型环节的模拟研究及阶跃响应分析一实验目的1.掌握各典型环节(比例、积分、比例积分、比例微分、惯性环节、比例积分微分环节等)模拟电路的构成方法，培养实验技能。
2.测试并熟悉各典型环节(比例、积分、比例积分、比例微分、惯性环节、比例积分微分环节等)的阶跃响应曲线。
3.了解参数变化对典型环节(比例、积分、比例积分、比例微分、惯性环节、比例积分微分环节等)阶跃响应的影响。
二实验任务与要求1.观测各种典型环节的阶跃响应曲线。
2.观测参数变化对典型环节阶跃响应的影响。
三实验原理本实验是利用运算放大器的基本特性(开环增益高、输入阻抗大、输出阻抗小等)，设置不同的反馈网络来模拟各种环节。
典型环节原理方框图及其模拟电路如下:1、比例环节(P)。
其方框图如图2-1所示:Ui(S)Uo(S)K图1-1A 比例环节方框图图 2-1RRR1010KR10KiUUo--op5op6++10K100K图1-1B 比例环节模拟电路 R0=200K R1=100K;(200K)图 2-2U(S)0其传递函数是: ,K (2-1) Ui(S)比例环节的模拟电路图如图2-2所示，其传递函数是:U(S)R01 (2-2) ,Ui(S)R0比较式(2-1)和(2-2)得 (2-3) K,RR10当输入为单位阶跃信号，即U(t),1(t)时，，则由式(1-1)得到: U(s),1/Sii1 U(S)K,,0S所以输出响应为: (2-4) U,K(t,0)02、积分环节。
其方框图如图2-3所示。
其传递函数为:Ui(S)Uo(S)1TS图 2-3 图1-2A 积分环节方框图RC10KUiRUo--op5op610KR010K100K图1-2B 积分环节模拟电路C=1μf(2μf);R0=200K图 2-4U(S)10 (2-5) ,Ui(S)TS积分环节的模拟电路图如图2-4所示。
积分环节的模拟电路的传递函数为:US()10 (2-6) ,UiSRCS()0比较式(2-5)和(2-6)得:(2-7) T,RC0当输入为单位阶跃信号，即时，，则由式(2-5)得到:U(t),1(t)U(S),1Sii111 ,,,U(S)o2TSSTS所以输出响应为:1 (2-8) Utt(),oT3、比例积分(PI)环节。
其方框图如图2-5所示。
K+Ui(S)Uo(S)1+TS图 2-5 图1-3A 积分环节方框图U(S)10K其传递函数为: ,， (2-9) Ui(S)TS比例积分环节的模拟电路如图2-6所示:其传递函数为: RRC1R10KUi(S)Uo10K--op2op60R510K100K0=200K,R1=200K,C=1μf(2μf)图 2-6 图1-3B PI模拟电路(RUSRCSR()，11011 (2-10) ,,，UiSRCSRRCS()000比较(2-9)和(2-10)得: K,RR,10 (2-11) ,T,RC0,当输入为单位阶跃信号，即时，，则由式(1-9)得到: U(t),1(t)U,1Sii11U(S)(K) ,，,0TSS1所以输出响应为: (2-12) U(t),K，t0T4、惯性环节。
其方框图如图2-7所示。
Ui(S)KUo(S)TS+1R1图 2-7 R图1-4A 惯性环节方框图UiC10KRUo--op2op610K0R100K100K图1-4B 惯性环节模拟电路R0=200K,R1=200K,C=1μf(2μf)U(S)K0其传递函数为: (2-13) ,U(S)TS，1i惯性环节的模拟电路如图2-8所示:U(S)R/R010其传递函数为: , (2-14) U(S)RCS，1i1图 2-8比较式(2-13)和(2-14)得: K=R/R，T= RC 101当输入为单位阶跃信号，即时，则由式(2-13)得到 U(t),1(t)U(S),1/Sii K1 U(S),,0TS1S，所以输出响应为t—T (2-15) U(t),K(1—e)0四实验设备与器件1) 西安唐都科教仪器公司TDN-AC/ACS+系统一套;2) 计算机一台;3) 短路块，连线，探头若干。
五仪器简介1. TDN-AC/ACS+系统的整体结构，如图2-9。
图2-9 TDN-AC/ACS+系统面板图2.串口转接头，如图2-10。
图 2-10串口转接头图2-11短路块与排线3. 短路块与排线，如图2-11。
六实验内容与步骤1 准备工作(1) 通过串口线将电脑串口与TDN-AC/ACS+系统的RS232接口(右上角)相连，如图2-13。
图 2-13连接电脑串口与TDN-AC/ACS+系统的RS232接口 (2) 开启电脑(3) 将TDN-AC/ACS+系统实验箱接上电源，并按下电源开关(左上角)，此时电源指示灯会亮，如图2-14。
图 2-14 实验箱电源指示灯图 2-15 双击ACS2002图标，以运行软件 (4) 此时，根据需要连接电路。
(5)启动实验系统软件ACS2002，如图2-15。
(6)选择串口(多数软件已设置好，无需改变)，如图2-16。
图2-16 选择串口(7) 选择示波器模式，如图2-17;并在弹出的对话框中进行功能选择。
图 2-17A 单击选择示波器模式图 2-17B 示波器功能显示对话框(8) 单击，进行界面大小控制。
(9) 选择启动示波器不运行程序，如图2-18。
图 2-18A 初始模式下图 2-18B 最大模式下图 2-18 “启动不运行程序”按键位置(10)记录波形与显示。
方法1:停止波形显示(图 2-19)，按下拷屏按键(Print Screen Sys Rq，图 2-20)，打开画图软件，粘贴即可。
图 2-19“停止波形显示”按键位置图 2-20“拷屏”按键位置方法2:单击记录波形按键(图2-21)，选择图形位置(图2-22)，按下停止键(图1-14)，单击显示波形按键(图2-23)，即可显示波形(图2-24)。
图 2-21“记录波形”按键位置图 2-22“显示波形”按键位置图 2-23 选择图形位置图 2-24 显示波形效果图(11)停止显示存储波形，恢复到实时波形显示。
再次点击“显示波形”按键(图2-23)，回到原始状态，点击“启动不运行程序”按键(图2-18)，即可得到实时波形显示。
2 阶跃信号的产生2.1 使运放处于工作状态将信号源单元(U1 SG)的ST端(插针)与+5V端(插针)用“短路块”短接，使模拟电路中的场效应管(3DJ6)夹断，这时运放处于工作状态。
图2-25使运放处于工作状态2.2 阶跃信号电路电路可采用图2-26所示电路，它由“单脉冲单元”(U13 SP)及“电位器单元”(U14 P)组成。
图2-26 阶跃信号产生电路具体连线方法:在U13 SP单元中，将H1与+5V插针用“短路块”短接;H2 插针用排线接至U14 P单元的X插针;在U14 P单元中，将Z插针和GND插针用“短路块”短接;最后由插座的Y端输出信号。
其中W141控制节约信号的幅值大小，如图2-27。
图 2-27 阶跃信号连线图3 方波的产生将U1单元的ST的插针与S插针用“短路块”短接，S11波段开关置于“阶跃信号”档，信号周期由波段开关S12和电位器W12调节，信号幅值由电位器W11调节。
如图2-28。
图 2-28 方波连线图4 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) 按2方法将阶跃信号接好。
2) 按表2中的各典型环节的模拟电路图将线接好;(先接比例环节，注意本输入信号下不接PID环节)。
如图2-29。
图2-29 比例环节的连线图3) 将模拟电路输入端(Ui)与阶跃信号的输出端相连接，模拟电路的输出端(U0)接至示波器。
如图2-30。
图 2-30 比例环节总体连线图4) 按下按钮H时，用示波器观测输出端的实际响应曲线U0(t)，且将结果记下。
改变比例参数，重新观测结果。
如图2-31，2-32。
图2-31 H键位置图图 2-32比例环节阶跃响应波形5) 按电路图分别接线，重复步骤(2)(3)，得出积分、比例积分、比例微分和惯性环节的实际响应曲线，他们的理想曲线和实际相应曲线见表2-1。
比例积分，比例微分，PID环节连线需用到U21模块，如图2-33，2-34。
图 2-33 U21模块图 2-34比例微分环节连线图6) 将结果记录下来。
5 观测PID环节的阶跃响应曲线1) 此时U1采用U1 SP环节的周期性方波信号。
以信号幅值较小(1V左右)、信号周期较长比较合适。
2) 参照表2中的PID模拟电路图，将PID环节搭接好。
3) 将(1)中产生的周期性方波加到PID环节的输出端(U1)，用示波器观测PID 输出端(U0)，改变电路参数，重新观察。
4) 将结果记录下来。
七实验报告要求1.实验前选定典型环节模拟电路的元件(电阻、电容)参数各两组，推导环节传递函数参数与模拟电路电阻、电容值的关系，画出理想阶跃响应曲线。
2.实验观测记录。
3.实验结果分析、讨论和建议。
要求写出实验过程包括线路连线图，元件参数值的处理等。
要有实验曲线和理论曲线的比较及不同参数取值的实验结果比较等。
八选作实验根据TDN-AC/ACS+系统布局图自行选择参数设计一个反馈控制环节，计算理论参数，并记录实际测量结果。
九预习要求1) 补充比例微分，PID环节的实验原理(公式推导)。
2) 计算并画出各典型环节的理想阶跃响应曲线。
十思考题1) 运算放大器组成的各环节的传递函数是在什么条件下推导出的,怎样选用运算放大器,输入电阻、反馈电阻的阻值范围可任意选用吗,2) 若各个B图中无后面一个比例环节，则其传递函数有什么差别,3) 惯性环节分别在什么情况下可近似为比例环节和积分环节,十一注意事项在积分环节，比例积分等环节的重复测量时，需要对电容放电后，才可获得较好的波形。
方法是将电容的一端接地。
(U6单元和U8单元均有接地插座。
)图 2-35电容放。