采样控制系统动态性能和稳定性分析的混合仿真研究

精选资料

可修改编辑 采样控制系统动态性能和稳定性分析的混合仿真研究

一·实验目的

1.学习用混合仿真方法研究采样控制系统。

2.深入理解和掌握采样控制的基本理论。

二·实验要求

1.利用实验设备设计并实现已知被控对象为典型二阶连续环节的采样控制混合仿真系统。

2.改变数字控制器的采样控制周期和放大系数,研究参数变化对采样控制系统的动态性能和稳定性的影响。

三·实验原理

进入实验界面后,先对实验类别进行设置(选择实验九或实验十),通过对界面下边开关来选择,点击开关向上(对应紫色信号灯亮)即选择采样控制混合仿真研究(即实验九);点击开关向下(对应绿色信号灯亮)即选择采样控制系统串联校正混合研究(即实验十)。选择“采样时间”为“200Hz/5ms”。

四·实验所用仪器

PC微机(含实验系统上位机软件)、ACT-I实验箱、USB2.0通讯线

五·实验步骤和方法

1.利用实验设备设计并实现已知被控对象为典型二阶连续环节的采样控制混合仿真系统。

2.改变数字控制器的采样控制周期和放大系数,研究参数变化对采样控制系统的动态性能和稳定性的影响。

具体步骤:

1.采样控制系统的混合仿真研究方法

(1)参阅本实验附录1(1)以及图9.1.1和图9.1.2,利用实验箱上的电模拟单元电路U9和U11,设计并连接已知传递函数的连续被控对象的模拟电路。

(2)将实验箱上的数据处理单元U3模拟量输出端“O1”与被控对象的模拟电路的输入端(对应图9.1.2的r(t)端)相连,同时将该数据处理单元U3的模拟量输入端口“I1”与被控对象的模拟电路的输出端(对应图9.1.2的c(t)端)相连。再将运放的锁零端“G”与电源单元U1的“-15V”相连。注意,实验中运放没有锁零,而模拟电路中包含“电容”,故每次实验启动前,必须对电容短接放电,以免影响实验结果。

(3)接线完成,经检查USB通讯线是否接好,再给实验箱上电后,启动上位机程序,进入主界面。界面上的操作步骤如下:

①通道接线设置”:将环节的输出端Uo接到U3单元的A/D输入端I1,U3单元的D/A信号发生端接到环节的输入端Ui。

②硬件按上述接线完后,检查USB通讯连线是否接好和检查实验箱电源是否正常后,点击LabVIEW上位机界面程序中的“RUN”按钮运行实验界面,如果有问题则请求指导教师帮助。

③进入实验界面后,先对实验类别进行设置(选择实验九或实验十),通过对界面下边开关来选择,点击开关向上(对应紫色信号灯亮)即选择采样控制混合仿真研究(即实验九);点击开关向下(对应绿色信号灯亮)即选择采样控制系统串联校正混合研究(即实验十)。精选资料

可修改编辑 选择“采样时间”为“200Hz/5ms”。

④完成实验类别设置,然后设置“测试信号设置”框内的参数项,设置“信号幅值”为“1”(根据实验曲线调整大小),设置“采样时间”为“200Hz/5ms”,“采样开关T”为“1 ms”,然后选择“采样控制系统混合仿真研究”,此时数字控制器是一比例放大器,可先设置Kp=1。

注意允许的采样周期最小值为1ms。小于此值即不能保证系统运行正常。

⑤以上设置完成后,按“启动/暂停”键启动实验或暂停实验,动态波形得到显示,如上述参数设置合理就可以在主界面中间得到系统的“阶跃响应”。

⑥按实验报告需要,将图形结果保存为位图文件,操作方法参阅软件使用说明书。

2.采样控制系统的动态性能和稳定性研究

(1)在上位机界面上,重新调用“采样控制”,固定采样时间和采样开关T,改变数字控制器的放大系数,观测放大系数变化对采样控制系统的动态性能和稳定性的影响。具体操作方法参照本实验步骤1所述。

(2)在上位机界面上,重新调用“采样控制”, 固定放大系数,改变数字控制器的采样时间和采样开关T,观测采样控制时间和采样开关T的变化对采样控制系统的动态性能和稳定性的影响。具体操作方法参照本实验步骤1所述。

3.对以上实验结果进行分析研究,完成实验报告。

附录:

1.采样控制系统的混合仿真研究方法

(1)已知的连续被控对象传递函数及其电路模拟

已知连续被控对象系统结构框图如图9.1.1所示:

此系统传递函数为:

50()(2)GSSS (9-1)

此连续被控对象可用图9.1.2所示电路模拟:

R(s)图9.1.110.2s0.5s+15C(s)r(t)图9.1.21u200kR0-+C+100kR1+c(t)C1u-500k+R精选资料

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(2)采样控制系统的结构方块图及其实现

采样控制系统的结构方块图如图9.2.1所示。图中虚线框内部分,包括测试信号、比较器、采样开关、数字控制器和零阶保持器等,由上位机和数据处理系统实现;而框外部分,即连续被控对象则采用图9.2.1TR(s)TKp1-es-Tss(s+1)50C(s)微机运算,包括测试信号产生,比较器,比例控制器,保持器等r(t)图9.2.21u200kR0-+C+100kR1+c(t)C1u-500k+R精选资料

可修改编辑 电路模拟实现。因为该仿真系统,既有模拟部分,又有数字部分,故称之为“混合仿真系统”。用混合仿真系统研究采样控制系统,比用电路模拟系统或全数字仿真系统都优越,因为它更接近实际系统。其电路连接图如图9.2.2所示:

2.采样控制系统的动态性能和稳定性分析

(1)采样控制系统的稳定性判断

对于图9.2.1所示采样控制系统,在采样周期和放大系数确定后,可以用离散控制的基本理论来判断闭环控制的稳定性。

先将模拟对象离散化,图9.2.1所示闭环采样系统的开环脉冲传递函数为:

122222150()[](2)150(1)[](2)12.5[(21)(12)] (1)()TSTTTTeGzZSSSzZSSTezeTezze

(9-2)

数字控制器的脉冲传递函数为: ()pDzK

故闭环脉冲传递函数为:

222222222()()()()()1()()12.5[(21)(12)]12.5[(21)(1)]12.5(12)TTTpTTTTTppCzDzGzWzRzDzGzKTezeTezKTeezKeTee(9-3)

得到闭环特征方程

22222212.5[(21)(1)]12.5(12)0TTTTTppzKTeezKeTee(9-4)

对二阶系统,可直接从闭环极点分布判断系统稳定性,如果极点在单位圆内,则系统是稳定的。 精选资料

可修改编辑 (2)数字控制器放大系数对动态性能和稳定性的影响

对于图9.2.1所示采样控制系统,当采样周期保持不变时,可以利用离散系统的稳定判据,求保证系统稳定的临界放大系数。可以看出,不同于二阶连续系统,放大系数太大只是使系统的动态性能变差,而不致于不稳定;而对于离散系统,则当放大系数太大时,系统将变不稳定。

(3)采样周期对动态性能和稳定性的影响

类似地,可以分析当放大系数保持不变时,增大采样周期将使系统的动态性能变差,直至不稳定。

六·实验注意事项

在实验过程中,要听从老师的指导,严格按照实验步骤进行,不能任意更改,不熟悉的仪器设备,应先请老师知道后使用,切勿随意乱动。

实验室如有问题发生,应首先用自己学过的知识,独立思考加以解决,努力培养独立分析问题和解决问题的能力,如自己不能解决可与指导老师共同讨论研究,提出解决问题的方法。

七·实验预习要求

每次实验前必须详细预习实验讲义,明了实验目的、原理方法及操作步骤,并在记录本上拟出简单的实验原理、使用方法及操作室的注意事项。

八·实验报告要求

实验进行时,必须随时把观察到的现象和实验数据,如实地记录在实验报告上,不得记在散页纸上,要养成良好的做原始记录的习惯。

精选资料

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机械工程控制基础实验指导书

机械工程控制基础实验指导书

《机械工程控制基础》实验指导书

青岛科技大学

2

前 言

机械工程控制基础是针对过程装备与控制工程专业而开设的一门专业基础课,主要讲解自动控制原理的主要内容,是一门理论性较强的课程,为了帮助学生学好这门课,能够更好的理解理论知识,在课堂教学的基础上增加了该实验环节。

《机械工程控制基础》实验指导书共编写了4个实验,有

实验一、典型环节模拟研究

实验二、典型系统动态性能和稳定性分析

实验三、控制系统的频率特性分析

实验四、调节器参数对系统调节质量的影响

《机械工程控制基础》实验指导书的编写主要依据“控制工程基础”教材的内容,结合本课程教学大纲的要求进行编写。利用计算机和MATLAB程序完成实验。

注:1)每个实验的实验报告均由5部分组成,最后一部分“实验数据分析”或“思考题”必须写。

2)每个实验所记录的图形均需标出横轴和纵轴上的关键坐标点。

3

目 录

实验一 典型环节模拟研究„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

一、 实验目的

二、 实验要求

三、 实验原理

四、 实验内容及步骤

五、 实验报告要求

实验二 典型系统动态性能和稳定性分析„„„„„„„„„„„„„„7

一、 实验目的

二、 实验要求

三、 实验原理

四、 实验内容及步骤

五、 实验报告要求

实验三 控制系统的频率特性分析„„„„„„„„„„„„„„„„„9

一、 实验目的

二、 实验要求

三、 实验原理

四、 实验内容及步骤

五、 实验报告要求

实验四 调节器参数对系统调节质量的影响„„„„„„„„„„„„„11

一、 实验目的

二、 实验要求

三、 实验原理

四、 实验内容及步骤

五、 实验报告要求

附录一:MATLAB6.5的使用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13

4 实验一 典型环节模拟研究

一、实验目的

基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文

基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文

基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文

目录

一、内容概括................................................2

1. 研究背景和意义........................................3

2. 国内外研究现状........................................4

3. 研究目的和内容........................................5

二、MATLAB控制系统仿真基础..................................7

三、控制系统建模............................................8

1. 控制系统模型概述.....................................10

2. MATLAB建模方法.......................................11

3. 系统模型的验证与校正.................................12

四、控制系统性能分析.......................................14

1. 稳定性分析...........................................14

2. 响应性能分析.........................................16 3. 误差性能分析.........................................17

五、基于MATLAB控制系统的设计与应用实例分析.................19

1. 控制系统设计要求与方案选择...........................20

基于MATLAB的控制系统稳定性分析报告

基于MATLAB的控制系统稳定性分析报告

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四川师范大学本科毕业设计

基于MATLAB的控制系统稳定性分析

学生姓名 宋宇

院系名称 工学院

专业名称 电气工程及其自动化

班 级 2010 级 1 班

学 号 **********

指导教师 杨楠

完成时间 2014年 5月 12日

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基于MATLAB的控制系统稳定性分析

电气工程及其自动化

本科生 宋宇 指导老师 杨楠

摘要 系统是指具有某些特定功能,相互联系、相互作用的元素的集合。一般来说,稳定性是系统的重要性能,也是系统能够正常运行的首要条件。如果系统是不稳定,它可以使电机不工作,汽车失去控制等等。因此,只有稳定的系统,才有价值分析与研究系统的自动控制的其它问题。为了加深对稳定性方面的研究,本设计运用了MATLAB软件采用时域、频域与根轨迹的方法对系统稳定性的判定和分析。

关键词:系统稳定性 MATLAB MATLAB稳定性分析

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ABSTRACT System is to point to have certain function, connect with

each other, a collection of interacting elements. Generally speaking, the

stability is an important performance of system, also is the first

condition of system can run normally. If the system is not stable, it could

本现代控制实验报告(3篇)

本现代控制实验报告(3篇)

第1篇

实验名称:现代控制实验

实验日期:2023年X月X日

实验地点:XXX实验室

实验指导老师:XXX

一、实验目的

1. 理解现代控制理论的基本概念和原理。

2. 掌握使用MATLAB进行控制系统设计与仿真。

3. 学习使用控制器参数整定方法,提高控制系统的性能。

4. 分析系统稳定性,掌握李雅普诺夫稳定性理论的应用。

二、实验原理

现代控制理论主要研究如何设计控制器,使系统的动态性能满足特定的要求。实验中,我们将通过MATLAB软件实现以下内容:

1. 控制系统建模:使用传递函数、状态空间等数学模型描述控制系统。

2. 控制器设计:设计PID控制器、模糊控制器等,实现系统性能的优化。

3. 系统仿真:在MATLAB中搭建仿真模型,观察控制效果。

4. 稳定性分析:运用李雅普诺夫稳定性理论,分析系统的稳定性。

三、实验器材

1. MATLAB软件

2. 电脑

3. 控制系统实验平台

四、实验内容

1. 控制系统建模

(1)根据实验平台提供的参数,建立控制系统的传递函数模型。 (2)使用MATLAB的控制系统工具箱,将传递函数模型转换为状态空间模型。

2. 控制器设计

(1)设计PID控制器,通过调整参数实现系统性能的优化。

(2)设计模糊控制器,使用MATLAB的模糊逻辑工具箱实现控制器的设计。

3. 系统仿真

(1)在MATLAB中搭建仿真模型,将控制器与被控对象连接。

(2)设置仿真参数,进行系统仿真,观察控制效果。

4. 稳定性分析

(1)使用李雅普诺夫稳定性理论,分析系统的稳定性。

(2)根据稳定性分析结果,调整控制器参数,提高系统稳定性。

五、实验步骤

1. 打开MATLAB软件,进入控制系统工具箱。

2. 根据实验平台提供的参数,建立控制系统的传递函数模型。

3. 将传递函数模型转换为状态空间模型。

4. 设计PID控制器和模糊控制器,并设置控制器参数。

机械设计中的动态系统建模与仿真研究

机械设计中的动态系统建模与仿真研究

机械设计中的动态系统建模与仿真研究

在当今的机械工程领域,动态系统建模与仿真已经成为了不可或缺的重要手段。它不仅能够帮助工程师在设计阶段就对产品的性能进行预测和优化,还能够大大降低研发成本,缩短产品上市的时间。本文将深入探讨机械设计中动态系统建模与仿真的相关内容。

一、动态系统建模的基本概念

动态系统建模是指通过数学模型来描述机械系统在运行过程中的动态行为。这些模型通常基于物理学定律,如牛顿运动定律、能量守恒定律等,以及机械系统的结构和参数。

建模的过程首先需要对机械系统进行详细的分析,确定其主要的组成部分和相互作用关系。例如,对于一个简单的机械传动系统,需要考虑齿轮、轴、轴承等部件之间的力传递和运动关系。然后,选择合适的数学方法来表示这些关系,常见的有微分方程、差分方程、状态方程等。

模型的准确性和复杂度之间需要进行权衡。过于简单的模型可能无法准确反映系统的实际行为,而过于复杂的模型则会增加计算成本和分析难度。因此,在建模过程中,需要根据研究的目的和实际需求,合理选择模型的复杂度。

二、仿真技术在机械设计中的应用 仿真技术是基于建立的动态系统模型,通过计算机模拟来预测系统在不同条件下的性能。在机械设计中,仿真技术有着广泛的应用。

1、 运动学和动力学分析

通过仿真,可以模拟机械部件的运动轨迹、速度、加速度等运动学参数,以及力、扭矩、功率等动力学参数。这有助于评估机械系统的运动性能,发现潜在的运动干涉和过载问题。

2、 结构强度和疲劳分析

可以模拟机械结构在不同载荷条件下的应力分布和变形情况,从而评估结构的强度和疲劳寿命。这对于设计承受重载或循环载荷的机械部件至关重要。

3、 控制系统设计与优化

对于带有控制系统的机械系统,如自动化生产线中的机器人手臂,可以通过仿真来验证控制算法的有效性,优化控制参数,提高系统的稳定性和响应速度。

4、 优化设计

基于仿真结果,可以对机械系统的参数进行优化,以达到最佳的性能指标,如提高效率、降低噪声、减小振动等。

(完整word版)自动控制原理(第2版)(余成波_张莲_胡晓倩)习题全解及MATLAB实验第8章

(完整word版)自动控制原理(第2版)(余成波_张莲_胡晓倩)习题全解及MATLAB实验第8章

(完整word版)自动控制原理(第2版)(余成波_张莲_胡晓倩)习题全解及MATLAB实验第8章

209 第8章 离散控制系统的分析和综合

本章讲述离散控制系统的分析和综合.首先介绍离散控制系统的组成、研究方法、采样过程、采样定理、z变换、脉冲传递函数和差分方程;在此基础上,介绍了离散控制系统的稳定性、稳态误差和动态性能的分析等有关问题;介绍了数字控制器的脉冲传递函数以及最少拍系统的设计;最后介绍应用MATLAB对离散控制系统的分析。

习教材习题同步解析

8。1 设时间函数的拉氏变换为()Xs,采样周期Ts=1秒,利用部分分式展开求对应时间函数的z变换()Xz.

(1) (3)()(1)(2)sXssss (2) (1)(2)()(3)(4)ssXsss

(3) 227()(2)(413)Xssss (4) 210()(2)(1261)Xsssss

解 (1)将()Xs展成部分分式

1.520.5()12Xssss

则其z变换为

121.520.5(0.8310.011)()110.3680.135zzzzzXzzzezezzz

(2)将()Xs展成部分分式

26()134Xsss

则其z变换为

23422630.1960.001()10.0680.001zzzzXzzezezz (完整word版)自动控制原理(第2版)(余成波_张莲_胡晓倩)习题全解及MATLAB实验第8章

210 (3)将()Xs展成部分分式

22233633(2)()24132(2)3ssXssssss

则其z变换为

22222433(cos3)()2cos3zzzeXzzezzee

(4)将()Xs展开为部分分式

自动控制原理实验1-6

⾃动控制原理实验1-6

实验⼀MATLAB 仿真基础

⼀、实验⽬的:

(1)熟悉MATLAB 实验环境,掌握MATLAB 命令窗⼝的基本操作。 (2)掌握MATLAB 建⽴控制系统数学模型的命令及模型相互转换的⽅法。 (3)掌握使⽤MATLAB 命令化简模型基本连接的⽅法。

(4)学会使⽤Simulink 模型结构图化简复杂控制系统模型的⽅法。 ⼆、实验设备和仪器 1.计算机;2. MATLAB 软件 三、实验原理

函数tf ( ) 来建⽴控制系统的传递函数模型,⽤函数printsys ( ) 来输出控制系统的函数,⽤函数命令zpk ( ) 来建⽴系统的零极点增益模型,其函数调⽤格式为:sys = zpk ( z, p, k )零极点模型转换为多项式模型[num , den] = zp2tf ( z, p, k ) 多项式模型转化为零极点模型 [z , p , k] = tf2zp ( num, den )

两个环节反馈连接后,其等效传递函数可⽤feedback ( ) 函数求得。 则feedback ()函数调⽤格式为: sys = feedback(sys1, sys2, sign ) 其中sign 是反馈极性,sign 缺省时,默认为负反馈,sign =-1;正反馈时,sign =1;单位反馈时,sys2=1,且不能省略。 四、实验内容:1.已知系统传递函数,建⽴传递函数模型

2.已知系统传递函数,建⽴零极点增益模型

3.将多项式模型转化为零极点模型

1

2s 2s s 3s (s)23++++=G )12()1()76()2(5)(332

2++++++=

s s s s s s s s G 12s 2s s 3s (s)23++++=

G )12()1()76()2(5)(3322++++++=s s s s s s s s G

4. 已知系统前向通道的传递函数

反馈通道的传递函数

求负反馈闭环传递函数5、⽤系统Simulink 模型结构图化简控制系统模型 已知系统结构图,求系统闭环传递函数 。

控制系统数字仿真与CAD_课后习题答案

第一章 习题

1-1什么是仿真?它所遵循的基本原则是什么?

答:仿真是建立在控制理论,相似理论,信息处理技术和计算技术等理论基础之上的,以计算机和其他专用物理效应设备为工具,利用系统模型对真实或假想的系统进行试验,并借助专家经验知识,统计数据和信息资料对试验结果进行分析和研究,进而做出决策的一门综合性的试验性科学。

它所遵循的基本原则是相似原理。

1-2在系统分析与设计中仿真法与解析法有何区别?各有什么特点?

答:解析法就是运用已掌握的理论知识对控制系统进行理论上的分析,计算。它是一种纯物理意义上的实验分析方法,在对系统的认识过程中具有普遍意义。由于受到理论的不完善性以及对事物认识的不全面性等因素的影响,其应用往往有很大局限性。

仿真法基于相似原理,是在模型上所进行的系统性能分析与研究的实验方法。

1-3数字仿真包括那几个要素?其关系如何?

答: 通常情况下,数字仿真实验包括三个基本要素,即实际系统,数学模型与计算机。由图可见,将实际系统抽象为数学模型,称之为一次模型化,它还涉及到系统辨识技术问题,统称为建模问题;将数学模型转化为可在计算机上运行的仿真模型,称之为二次模型化,这涉及到仿真技术问题,统称为仿真实验。

1-4为什么说模拟仿真较数字仿真精度低?其优点如何?。

答:由于受到电路元件精度的制约和容易受到外界的干扰,模拟仿真较数字仿真精度低

但模拟仿真具有如下优点:

(1) 描述连续的物理系统的动态过程比较自然和逼真。

(2) 仿真速度极快,失真小,结果可信度高。

(3) 能快速求解微分方程。模拟计算机运行时各运算器是并行工作的,模拟机的解题速度与原系统的复杂程度无关。

(4) 可以灵活设置仿真试验的时间标尺,既可以进行实时仿真,也可以进行非实时仿真。

(5) 易于和实物相连。

1-5什么是CAD技术?控制系统CAD可解决那些问题?

答:CAD技术,即计算机辅助设计(Computer Aided Design),是将计算机高速而精确的计算能力,大容量存储和数据的能力与设计者的综合分析,逻辑判断以及创造性思维结合起来,用以快速设计进程,缩短设计周期,提高设计质量的技术。

连续系统仿真方法

连续系统仿真方法

连续系统仿真是指通过对系统进行建模和模拟计算,来分析和预测系统的行为和性能。它是现代工程领域中一种重要的设计和分析工具,可以帮助工程师们快速而准确地了解和评估系统的行为,并在设计过程中进行优化。

连续系统仿真方法主要由系统建模、模型求解和结果分析三个步骤组成。

首先是系统建模。在连续系统仿真中,系统被描述为一组微分方程或差分方程,这些方程描述了系统的动态行为。系统的建模可以使用多种方法,包括物理模型、数学模型、状态空间模型等。物理模型是通过对系统的物理特性进行建模,将系统的动态行为转化为物理参数和方程。数学模型则是将系统的行为转化为数学方程来描述。状态空间模型则是通过引入状态变量来描述系统的行为。根据具体的系统特性和实际需求,可以选择不同的建模方法。

其次是模型求解。求解模型通常使用数值计算方法,如欧拉法、Runge-Kutta法等。这些方法将系统的微分方程或差分方程转化为一系列离散时间点上的数值。通过迭代计算,在每个时间点上更新系统的状态变量,并计算系统的输出。数值计算方法的选择要考虑到系统动态特性、求解精度和计算效率等因素。

最后是结果分析。仿真结果可以用来分析系统的动态行为、输出响应和性能指标。可以通过绘制时间域图、频率域图和相图等,来直观地展示系统的响应和特性。根据仿真结果,可以对系统的工作状态和性能进行评价,并进行灵敏度分析、优化设计等进一步分析。

连续系统仿真方法在工程领域中有广泛的应用。例如,在电子电路设计中,可以使用连续系统仿真方法来分析电路的动态响应和稳定性。在机械系统设计中,可以使用仿真方法来分析结构的强度和振动特性。在控制系统设计中,可以使用仿真方法来评估控制系统的闭环性能和稳定性。在通信系统设计中,可以使用仿真方法来分析信号传输的效果和误码率。

与传统的试验方法相比,连续系统仿真方法具有时间和成本的优势。仿真可以在计算机上进行,不需要进行实际的试验和测试。通过对系统的各种参数和条件进行调整和变化,可以快速地评估系统的性能和响应,为系统的设计和优化提供便利。

华南农业大学自动控制实验三典型三阶系统动态性能和稳定性分析

成绩: 教师: 日期: 华南农业大学实验报告

题

目

实验三 典型三阶系统动态性能和稳定性分析 年级专业班级 组别

姓名(学号) 日期

实验三 典型三阶系统动态性能和稳定性分析

一、实验目的

1.学习和掌握三阶系统动态性能指标的测试方法。

2.观察不同参数下典型三阶系统的阶跃响应曲线。

3. 研究典型系统参数对系统动态性能和稳定性的影响。

二、实验内容

观测三阶系统的阶跃响应,测出其超调量和调节时间,并研究其参数变化对动态性能和稳定性的影响。

三、实验原理

任何一个给定的线性控制系统,都可以分解为若干个典型环节的组合。将每个典型环节的模拟电路按系统的方框图连接起来,就得到控制系统的模拟电路图。

典型三阶系统的结构图如图25所示:

R(S)C(S)−+1K221KTs331KTs41Ts

图25 典型三阶系统的结构图

其开环传递函数为23()(1)(1)KGsSTsTs,其中1234KKKKT,三阶系统的模拟电路如图26所示: 成绩: 教师: 日期: 华南农业大学实验报告

题

目

实验三 典型三阶系统动态性能和稳定性分析 年级专业班级 组别

姓名(学号) 日期

R1=100K-++U13100K100KU3的I1510KU3的O1U3的O1U3的I2运放单元上的锁零G端U3的G1100K100KC1=10uF-++U15R2=100K-++U9100K-++U11C2=1uF100K100KRf=200K100K100K200K100KR0=200K100K100Kr(t)c(t)100KRxC3=1uFR-++U810KRRx=0~220K

图26三阶闭环系统模拟电路图

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