东南大学实验四系统频率特性的测试实验报告
2021年频率特性的测量实验报告
课程名称: 控制理论乙 指导老师: 成绩: 试验名称: 频率特征测量 试验类型: 同组学生姓名: 一、 试验目和要求（必填） 二、 试验内容和原理（必填） 三、 关键仪器设备（必填） 四、 操作方法和试验步骤 五、 试验数据统计和处理 六、 试验结果与分析（必填） 七、 讨论、 心得一、试验目和要求1．掌握用李沙育图形法, 测量各经典步骤频率特征;2．依据所测得频率特征, 作出伯德图, 据此求得步骤传输函数。
二、 试验内容和原理1.试验内容（1）R-C 网络频率特征。
图5-2为滞后--超前校正网络接线图, 分别测试其幅频特征和相频特征。
（2）闭环频率特征测试被测二阶系统如图5-3所表示, 图5-4为它模拟电路图。
取参考值051R K =,1R 接470K 电位器, 2510R K =, 3200R K =2.试验原理对于稳定线性定常系统或步骤, 当其输入端加入一正弦信号()sin m X t X t ω=, 它稳态输出是一与输入信号同频率正弦信号, 但其幅值和相位伴随输入信号频率ω改变而改变。
输出信号为()sin()()sin()m Y t Y t G j t ωϕωωϕ=+=+其中()mmY G j X ω=, ()arg ()G j ϕωω= 只要改变输入信号频率, 就能够测得输出信号与输入信号幅值比()G j ω和它们相位差()ϕω。
不停改变()x t 频率, 就可测得被测步骤（系统）幅频特征和相频特征。
本试验采取李沙育图形法, 图5-1为测试方框图在表（1）中列出了超前于滞后时相位计算公式和光点转向。
表中 02Y 为椭圆与Y 轴交点之间长度, 02X 为椭圆与X 轴交点之间距离, m X 和m Y 分别为()X t 和()Y t幅值。
三、关键仪器设备1．控制理论电子模拟试验箱一台; 2．慢扫描示波器一台;3. 任意函数信号发生器一台; 4．万用表一只。
四、 操作方法和试验步骤 1.试验一（1）依据连接图, 将导线连接好（2）因为示波器CH1已经与函数发生器正极相连, 所以接下来就要将CH2接在串联电阻电容上, 将函数发生器正极接入总电路两端, 而且示波器和函数发生器黑表笔连接在一起接地。
频域特性测试实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解频域特性测试的基本原理和方法。
2. 掌握使用频域特性分析方法评估系统性能。
3. 通过实验验证频域特性测试在控制系统设计中的应用。
二、实验原理频域特性测试是一种分析线性系统动态特性的方法。
通过向系统施加正弦信号，并测量其稳态响应，可以得到系统的幅频特性和相频特性。
这些特性可以用来评估系统的稳定性、响应速度、带宽等性能指标。
三、实验设备1. 微型计算机2. 自动控制实验教学系统软件3. 正弦信号发生器4. 双线示波器5. 数据采集卡四、实验步骤1. 搭建实验系统：根据实验要求，搭建实验系统，包括被测系统、信号发生器、示波器和数据采集卡。
2. 设置实验参数：设置正弦信号发生器的频率、幅度和相位，以及示波器的采样率等参数。
3. 施加正弦信号：通过信号发生器向被测系统施加正弦信号。
4. 测量响应：使用示波器或数据采集卡测量被测系统的稳态响应。
5. 分析频域特性：根据测量到的响应数据，使用频域分析方法计算系统的幅频特性和相频特性。
6. 绘制频域特性曲线：将计算得到的幅频特性和相频特性绘制成曲线。
7. 分析系统性能：根据频域特性曲线分析系统的稳定性、响应速度、带宽等性能指标。
五、实验结果与分析1. 幅频特性：幅频特性曲线显示了系统在不同频率下的增益变化。
通过观察幅频特性曲线，可以判断系统的带宽和稳定性。
2. 相频特性：相频特性曲线显示了系统在不同频率下的相位变化。
通过观察相频特性曲线，可以判断系统的相位裕度和增益裕度。
3. 系统性能分析：根据实验结果，分析系统的稳定性、响应速度、带宽等性能指标。
六、实验总结通过本次实验，我们掌握了频域特性测试的基本原理和方法，并学会了如何使用频域分析方法评估系统性能。
实验结果表明，频域特性测试是一种有效的方法，可以用来分析和设计控制系统。
七、实验建议1. 在实验过程中，注意选择合适的信号频率和幅度，以保证测量结果的准确性。
2. 使用高精度的测量设备，以提高实验结果的可靠性。
系统频率特性地测试
自动控制原理实验实验报告实验四系统频率特性的测试学号22012309 姓名时间2014年10月23日评定成绩审阅教师目录一、实验目的··3二、实验原理··3三、预习与回答··3四、实验设备··4五、实验线路图··4六、实验步骤··4七、实验数据··4八、实验分析及思考题··5九、实验总结··7一、实验目的：（1）明确测量幅频和相频特性曲线的意义；（2）掌握幅频曲线和相频特性曲线的测量方法；（3）利用幅频曲线求出系统的传递函数；二、实验原理：在设计控制系统时，首先要建立系统的数学模型，而建立系统的数学模型是控制系统设计的重点和难点。
如果系统的各个部分都可以拆开，每个物理参数能独立得到，并能用物理公式来表达，这属机理建模方式，通常教材中用的是机理建模方式。
如果系统的各个部分无法拆开或不能测量具体的物理量，不能用准确完整的物理关系式表达，真实系统往往是这样。
比如“黑盒”，那只能用二端口网络纯的实验方法来建立系统的数学模型，实验建模有多种方法。
此次实验采用开环频率特性测试方法，确定系统传递函数。
准确的系统建模是很困难的，要用反复多次，模型还不一定建准。
另外，利用系统的频率特性可用来分析和设计控制系统，用Bode 图设计控制系统就是其中一种。
幅频特性就是输出幅度随频率的变化与输入幅度之比，即)()(ωωio U U A =。
测幅频特性时，改变正弦信号源的频率，测出输入信号的幅值或峰峰值和输输出信号的幅值或峰峰值。
测相频有两种方法：（1）双踪信号比较法：将正弦信号接系统输入端，同时用双踪示波器的Y1和Y2测量系统的输入端和输出端两个正弦波，示波器触发正确的话，可看到两个不同相位的正弦波，测出波形的周期T 和相位差Δt ，则相位差0360⨯∆=ΦTt 。
频率特性实验报告
一、实验目的1. 理解频率特性的基本概念和测量方法。
2. 掌握使用Bode图和尼奎斯特图分析系统频率特性的方法。
3. 了解频率特性在系统设计和稳定性分析中的应用。
二、实验原理频率特性描述了系统对正弦输入信号的响应，通常用幅频特性和相频特性来表示。
幅频特性表示输出信号幅度与输入信号幅度之间的关系，相频特性表示输出信号相位与输入信号相位之间的关系。
频率特性的测量通常通过以下步骤进行：1. 使用正弦信号发生器产生不同频率的正弦信号。
2. 将信号输入被测系统，并测量输出信号的幅度和相位。
3. 根据测量数据绘制幅频特性和相频特性曲线。
三、实验设备1. 正弦信号发生器2. 示波器3. 信号分析仪4. 被测系统（如电路、控制系统等）四、实验步骤1. 准备实验设备，确保各设备连接正确。
2. 设置正弦信号发生器，产生一系列不同频率的正弦信号。
3. 将正弦信号输入被测系统，并使用示波器或信号分析仪测量输出信号的幅度和相位。
4. 记录不同频率下的幅度和相位数据。
5. 使用绘图软件绘制幅频特性和相频特性曲线。
五、实验结果与分析1. 幅频特性分析通过绘制幅频特性曲线，可以观察到系统对不同频率信号的衰减程度。
一般来说，低频信号的衰减较小，高频信号的衰减较大。
根据幅频特性，可以判断系统的带宽和稳定性。
2. 相频特性分析通过绘制相频特性曲线，可以观察到系统对不同频率信号的相位延迟。
相频特性曲线通常呈现出滞后或超前特性。
根据相频特性，可以判断系统的相位裕度和增益裕度。
3. 系统稳定性分析根据幅频特性和相频特性，可以判断系统的稳定性。
如果系统的相位裕度和增益裕度都大于零，则系统是稳定的。
否则，系统可能是不稳定的。
六、实验结论通过本次实验，我们成功地测量了被测系统的频率特性，并分析了其幅频特性和相频特性。
实验结果表明，被测系统在低频段表现出较小的衰减，而在高频段表现出较大的衰减。
相频特性曲线显示出系统在低频段滞后，在高频段超前。
根据频率特性分析，可以得出被测系统是稳定的。
频率特性法实验报告
一、实验目的1. 了解频率特性法的基本原理和测试方法。
2. 掌握用频率特性法分析系统性能的方法。
3. 熟悉实验仪器和实验步骤。
二、实验原理频率特性法是控制系统分析和设计的重要方法之一。
它通过研究系统在正弦信号作用下的稳态响应，来分析系统的动态性能和稳态性能。
频率特性主要包括幅频特性和相频特性，它们分别反映了系统在正弦信号作用下的幅值和相位变化规律。
三、实验仪器与设备1. 微型计算机2. 自动控制实验教学系统软件3. 超低频信号发生器4. 示波器5. 信号调理器6. 被测系统（如二阶系统、三阶系统等）四、实验内容与步骤1. 实验内容（1）测量被测系统的幅频特性（2）测量被测系统的相频特性（3）绘制幅频特性曲线和相频特性曲线（4）分析系统性能2. 实验步骤（1）连接实验电路，确保各设备正常工作。
（2）使用超低频信号发生器产生正弦信号，频率范围可根据被测系统特性选择。
（3）将信号发生器的输出信号送入被测系统，同时将信号发生器和被测系统的输出信号送入示波器。
（4）调整信号发生器的频率，记录不同频率下被测系统的输出幅值和相位。
（5）将实验数据输入计算机，利用自动控制实验教学系统软件进行数据处理和绘图。
（6）分析系统性能，包括系统稳定性、动态性能和稳态性能。
五、实验结果与分析1. 幅频特性曲线根据实验数据，绘制被测系统的幅频特性曲线。
从曲线中可以看出，随着频率的增加，系统的幅值逐渐减小，并在一定频率范围内出现峰值。
峰值频率对应系统的谐振频率，峰值幅度对应系统的谐振增益。
2. 相频特性曲线根据实验数据，绘制被测系统的相频特性曲线。
从曲线中可以看出，随着频率的增加，系统的相位逐渐变化，并在一定频率范围内出现相位滞后或相位超前。
3. 系统性能分析根据幅频特性和相频特性曲线，可以分析被测系统的性能。
（1）稳定性分析：通过分析相频特性曲线，可以判断系统是否稳定。
如果系统在所有频率范围内都满足相位裕度和幅值裕度要求，则系统稳定。
线性系统的频率特性实验报告
实验四 线性系统的频率特性一、实验目的：1． 测量线性系统的幅频特性2． 复习巩固周期信号的频谱测量二、实验原理：我们讨论的确定性输入信号作用下的集总参数线性非时变系统，又简称线性系统。
线性系统的基本特性是齐次性与叠加性、时不变性、微分性以及因果性。
对线性系统的分析，系统的数学模型的求解，可分为时间域方法和变换域方法。
这里主要讨论以频率特性为主要研究对象，通过傅里叶变换以频率为独立变量。
设输入信号)(t v in ，其频谱)(ωj V in ；系统的单位冲激响应)(t h ，系统的频率特性)(ωj H ；输出信号)(t v out ，其频谱)(ωj V out ，则时间域中输入与输出的关系)()()(t h t v t v in out *=频率域中输入与输出的关系)()()(ωωωj H j V j V in out ⋅=时间域方法和变换域方法并没有本质区别，两种方法都是将输入信号分解为某种基本单元，在这些基本单元的作用下求得系统的响应，然后再叠加。
变换域方法可以将时域分析中的微分、积分运算转化为代数运算，将卷积积分变换为乘法；在信号处理时，将输入时间信号用一组变换系数（谱线）来表示，根据信号占有的频带与系统通带间的关系来分析信号传输，判别信号中带有特征性的分量，比时域法简便和直观。
三、实验方法：1． 输入信号的选取这里输入信号选取周期矩形信号，并且要求τT不为整数。
这是因为周期矩形信号具有丰富的谐波分量，通过观察系统的输入、输出波形的谐波的变化，分析系统滤波特性。
周期矩形信号可以分解为直流分量和许多谐波分量；由于测量频率点的数目有限，因此需要排除谐波幅度为零的频率点，周期矩形信号谐波幅度为零的频率点是ΩKT，其中1=K 、2、3、… 。
图11.1 输入的周期矩形信号时域波形t图11.2 输入的周期矩形信号幅度频谱2．线性系统的系统函数幅度频率特性分析 （1）RL 低通网络（a ） RL 电路 （b ） 幅频特性曲线图11.3 RL 电路及其幅频特性曲线)()()(t v dtt dv R L t v i o o =⋅+输入周期矩形信号，通过RL 低通网络的输出波形如下：图11.4 通过RL 低通网络的输入、输出信号V )(ωjV out)(s t μ)(s t μ对比输入、输出信号，可以看到输出信号的跳变部分被平滑，说明输入信号通过RL 低通网络后，滤除高频分量。
线性系统的频率特性实验报告
实验四线性系统的频率特性一、实验目的：1 •测量线性系统的幅频特性2 •复习巩固周期信号的频谱测量二、实验方法：1 •输入信号的选取这里输入信号选取周期矩形信号，并且要求T不为整数。
这是因为周期矩形信号具有丰富的谐波分量，通过观察系统的输入、输出波形的谐波的变化，分析系统滤波特性。
周期矩形信号可以分解为直流分量和许多谐波分量；由于测量频率点的数目有限，因此需要排除谐波幅度为零的频率点，周期矩形信号谐波幅度为零的频率点是竺门，其中K=1、2、3、…。
一KII'■'■111 - \ T-泊卜、0 Q3^ 4Q 5Q E M 血 1.0图11.2输入的周期矩形信号幅度频谱2 •线性系统的系统函数幅度频率特性分析(1) RL低通网络L-- ------ —V n j) R V°ut(j叭(a) RL电路v o (t) R 畔*)R dt输入周期矩形信号，通过 RL 低通网络的输出波形如下:对比输入、输出信号，可以看到输出信号的跳变部分被平滑，说明输入信号 通过RL 低通网络后，滤除高频分量。
R三、实验实验设备与器件1 •函数信号发生器2 •选频电平表3 •双踪示波器4 •实验箱5.电阻、电感、电容若干四、实验内容1 .仪器使用与调试（参见实验一）输入信号选取：周期方波信号，周期T =200 ・S ，脉冲宽度.=60=s ，脉冲幅度 V p =5V 。
2. RL 低通网络在实验箱上连接成RL 电路（4.7mH 电感、220"电阻）。
分别测量输入、输 出的时域波形；分别测量 RL 低通电路的输入、输出信号的基波到第十次谐波，描述RL 低通网络的系统函数的频率特性为 H(j)V o (j )V i (j)并记录测量的各次谐波频率f (KHz)及对应谐波频率的幅度V(dB) 测量图如下：频率f(kHz)5 10 15 20 25 30 35 40 45 50实测电压V i (dB)6.4 1.6 -12.0 -8.5 -6.0 -12.7 -18.6 -10.7 -13.6 -39.9电压V o (dB)3.6-3.4-19.2-17.3-16.4-24.4-31.3-24.6 -28.4-54.5H ( j 3) (dB)/V )-V -2.8 -5 -7.2 -8.8 -10.5 -11.7 -12.7 -13.9 -14.8 -14.6 H ( j 3)0.716 0.550 0.432 0.359 0.299 0.257 0.232 0.200 0.180 0.151 仿真H ( j 3)0.8360.5940.4080.3690.2860.2230.2650.1880.1540.0040 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■102030405060频率f/kHz3. RC 高通网络在实验箱上连接成 RC 电路(47nF 电容、220 Q 电阻)。
控制系统的频率特性分析实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除控制系统的频率特性分析实验报告篇一：控制系统频率特性实验实验名称控制系统的频率特性实验序号3实验时间学生姓名学号专业班级年级指导教师实验成绩一、实验目的：研究控制系统的频率特性，及频率的变化对被控系统的影响。
二、实验条件：1、台式计算机2、控制理论&计算机控制技术实验箱ThKKL-4系列3、ThKKL仿真软件三、实验原理和内容：1．被测系统的方块图及原理被测系统的方块图及原理：图3—1被测系统方块图系统(或环节)的频率特性g(jω)是一个复变量，可以表示成以角频率ω为参数的幅值和相角。
本实验应用频率特性测试仪测量系统或环节的频率特性。
图4—1所示系统的开环频率特性为：采用对数幅频特性和相频特性表示，则式(3—2)表示为：将频率特性测试仪内信号发生器产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化，并施加于被测系统的输入端[r(t)]，然后分别测量相应的反馈信号[b(t)]和误差信号[e(t)]的对数幅值和相位。
频率特性测试仪测试数据经相关器件运算后在显示器中显示。
根据式(3—3)和式(3—4)分别计算出各个频率下的开环对数幅值和相位，在半对数坐标纸上作出实验曲线：开环对数幅频曲线和相频曲线。
根据实验开环对数幅频曲线画出开环对数幅频曲线的渐近线，再根据渐近线的斜率和转角频确定频率特性(或传递函数)。
所确定的频率特性(或传递函数)的正确性可以由测量的相频曲线来检验，对最小相位系统而言，实际测量所得的相频曲线必须与由确定的频率特性(或传递函数)所画出的理论相频曲线在一定程度上相符。
如果测量所得的相位在高频(相对于转角频率)时不等于－90°(q－p)［式中p和q分别表示传递函数分子和分母的阶次］，那么，频率特性(或传递函数)必定是一个非最小相位系统的频率特性。
2．被测系统的模拟电路图被测系统的模拟电路图：见图3－2注意：所测点-c(t)、-e(t)由于反相器的作用，输出均为负值，若要测其正的输出点，可分别在-c(t)、-e(t)之后串接一组1/1的比例环节，比例环节的输出即为c(t)、e(t)的正输出。
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精品-- ----精品 东南大学自动控制实验室
实 验 报 告
课程名称： 自动控制原理实验
实验名称： 实验四 系统频率特性的测试 院（ 系）： 自动化 专 业： 自动化 姓 名： 学 号： 实 验 室： 417 实验组别： 同组人员： 实验时间： 2016年12月02日 评定成绩： 审阅教师： 精品-- ----精品 目 录
一. 实验目的………………………………………………………… 3 二．实验原理………………………………………………………… 3 三. 实验设备………………………………………………………… 3 四.实验线路图 ……………………………………………………… 4 五、实验步骤………………………………………………………… 4 六、实验数据………………………………………………………… 5 七、报告要求………………………………………………………… 6 八、预习与回答……………………………………………………… 10 九、实验小结………………………………………………………… 10 精品--
----精品 一、实验目的 （1）明确测量幅频和相频特性曲线的意义 （2）掌握幅频曲线和相频特性曲线的测量方法 （3）利用幅频曲线求出系统的传递函数 二、实验原理 在设计控制系统时，首先要建立系统的数学模型，而建立系统的数学模型是控制系统设计的前提和难点。建模一般有机理建模和辨识建模两种方法。机理建模就是根据系统的物理关系式，推导出系统的数学模型。辨识建模主要是人工或计算机通过实验来建立系统数学模型。两种方法在实际的控制系统设计中，常常是互补运用的。辨识建模又有多种方法。本实验采用开环频率特性测试方法，确定系统传递函数，俗称频域法。还有时域法等。准确的系统建模是很困难的，要用反复多次，模型还不一定建准。模型只取主要部分，而不是全部参数。 另外，利用系统的频率特性可用来分析和设计控制系统，用Bode图设计控制系统就是其中一种。 幅频特性就是输出幅度随频率的变化与输入幅度之比，即Aω=UoUi(ω)，测幅频特性时，改变正弦信号源的频率测出输入信号的幅值或峰峰值和输输出信号的幅值或峰峰值。 测相频有两种方法： （1） 双踪信号比较法：将正弦信号接系统输入端，同时用双踪示波器的Y1和Y2测量系统的输入端和输出端两个正弦波，示波器触发正确的话，可看到两个不同相位的正弦波，测出波形的周期T和相位差Δt，则相位差∅=∆tT×360°。这种方法直观，容易理解。就模拟示波器而言，这种方法用于高频信号测量比较合适。 （2） 李沙育图形法：将系统输入端的正弦信号接示波器的X轴输入，将系统输出端的正弦信号接示波器的Y轴输入，两个正弦波将合成一个椭圆。通过椭圆的切、割比值；椭圆所在的象限；椭圆轨迹的旋转方向三个要素来决定相位差。就模拟示波器而言，这种方法用于低频信号测量比较合适。若用数字示波器或虚拟示波器，建议用双踪信号比较法。利用幅频和相频的实验数据可以作出系统的波Bode图和Nyquist图。 三、实验设备 精品-- ----精品 THBDC-1型控制理论计算机控制技术实验平台，仪器型号：A0061453，THBDC-1型虚拟示波器。 四、实验线路图
图1-1 系统频率特性的测试接线图 五、实验步骤
（1） 如图接线，用实验台上的U7、U9、U11、U13单元，信号源的输入接“数据采集接口”AD1(兰色波形)，系统输出接“数据采集接口”AD2(红色波形)。 （2） 信号源选“正弦波”，幅度、频率根据实际线路图自定，要预习。 （3） 点击屏上THBDC-1示波器图标，直接点击“确定”，进入虚拟示波器界面，点“示波器（E）”菜单，选中“幅值自动”和“时基自动”。在“通道选择”下拉菜单中选“通道（1-2）”，“采样频率”调至“1”。点“开始采集”后，虚拟示波器可看到正弦波，再点“停止采集”，波形将被锁住，利用示波器“双十跟踪”可准确读出波形的幅度。改变信号源的频率，分别读出系统输入和输出的峰峰值，填入幅频数据表中。f=0.16时要耐心。 （4） 测出双踪不同频率下的Δt和T填相频数据表，利用公式∅=∆tT×360°算出相位差。 精品--
----精品 六、实验数据 （1）数据表格 表1-1 开环系统输出电压值随开环增益变化情况 频率f(Hz) 0.16 0.32 0.64 1.11 1.59 2.39 3.18 4.78 6.37 11.1 15.9 ω 1.0 2.0 4.0 7.0 10.0 15.0 20.0 30.0 40.0 70.0 100.0 2Uim 3.997 4.001 4.000 4.020 4.011 4.000 4.010 4.000 4.016 4.000 4.061 2Uom 3.981 3.8962 3.6226 3.0566 2.4811 1.6981 1.1698 0.5943 0.3342 0.0898 0.0406 20lg2Uom2Uim -0.0348 -0.2522 -0.8607 -2.3797 -4.1722 -7.4636 -10.7007 -16.5611 -21.5968 -32.9757 -40.0021 ∆t 0.2071 0.1813 0.1681 0.1541 0.1455 0.1129 0.1129 0.0914 0.0774 0.0492 0.0366 T 6.271 3.1298 1.5684 0.9000 0.6322 0.3188 0.3188 0.2086 0.1576 0.090 0.0648 ∅ 11.889 20.854 38.56 61.64 82.854 111.171 127.491 157.737 176.802 196.8 203.33 （2）f=1.11Hz时波形记录
图6.1 f=1.11Hz时波形 从图6.1可知，输入波形（即蓝色曲线）幅度2Uim为4.000V，周期T为0.900s，输出波形（即红色波形）幅度2Uom为3.0566V，∆t为0.1548V。 精品-- ----精品 七、 报告要求 （1） 画出系统的实际幅度频率特性曲线、相位频率特性曲线，并将实际幅度频率特性曲线转换成折线式Bode图，并利用拐点在Bode图上求出系统的传递函数。
图7.1 实际幅度频率特性曲线 精品--
----精品 图7.2 实际相位频率特性曲线 利用cftool拟合幅频特性曲线得到曲线方程为： fx=-47.33sinx-π+2.316(x-10)2-231.8 求其导数，得： f'x=-47.33cosx-π+4.632(x-10) 分别令 f'x=-20dB/dec，得：x1=1.12 f'x=-40dB/dec，得：x2=1.61 f'x=-60dB/dec，得：x3=2.10 过x1、x2、x3三点，分别作-20dB/dec，-40dB/dec，-60dB/dec的直线： 带入x1、x2、x3三点可得： ω1=6.186rad/s,ω=22.631rad/s,ω=68.202rad/s 对应的T1=0.1616，T2=0.0442，T3=0.0146 故系统传递函数为： Gs=10.1616s+10.0442s+1(0.0146s+1)
图7.3 拟合幅频特性曲线 精品--
----精品 图7.4 -20dB/dec，-40dB/dec，-60dB/dec切线 （2） 用文字简洁叙述利用频率特性曲线求取系统传递函数的步骤方法。 答：系统的传递函数Gs=K(T1s+1)(T2s+1)(T3s+1)，在对数频率特性曲线上，分别画出-20dB/dec,-40dB/dec,-60dB/dec的渐近线，平移这些渐近线与实际曲线相切，渐近线的两两交点即为一个频率转折点，相应的时间常数T=1/ω。在确定好各个环节的时间常数后可以求出放大系数K。 （3） 利用上表作出Nyquist图。 理论Nyquist图： 精品--
----精品 实际Nyquist图： （4） 实验求出的系统模型和电路理论值有误差，为什么？如何减小误差？ 答：误差产生原因：实验测量数据的误差，如读数误差等；系统本身电子元器件的误精品-- ----精品 差；实际作图的误差；每一个频率转折点会受到其他转折点的影响，使误差增大。减小误差的方法：输出衰减较小时，将图形放大再进行测量；利用计算机软件作图，减少人为误差；对每个频率转折点进行修正。 （5） 实验数据借助MATLAB作图，求系统参数。 如上。
八、预习与回答 （1） 实验时，如何确定正弦信号的幅值？幅度太大会出现什么问题，幅度过小又会出现什么问题？ 答： 根据实验参数，计算正弦信号幅值的大致范围，进行调节。幅度太大，波形会超出线性变化区域，失真出现谐波；幅度过小，测量不精确，信噪比不够，外界干扰较大。所以在调节过程中要保证输出波形不失真且能够有效测量。 （2） 当系统参数未知时，如何确定正弦信号源的频率？ 答： 应采取逐点法进行描述，ω从0变化到∞，得到变化时幅度和相位的值。而从实际操作上看，ω值过小时无实际意义，故选取1到100的范围进行测量。 （3） 先对本系统进行机理建模，求出开环传递函数。 答：该系统由一个比例环节和三个惯性环节组成，开环传递函数为 Gs=10.1s+10.047s+1(0.02s+1) 九、实验小结
通过这次实验，我掌握了测量幅频和相频曲线的方法，以及模拟示波器的使用方法。在对系统参数未知时，确定正弦信号源的频率和幅值的方法有了一定的解。能够将实际的幅频特性曲线转换成折线式Bode图，并利用拐点求取系统的传递函数，但是对于频率的修正方法不是很了解，希望在以后的学习过程中能够进一步学习到。