《自动控制原理》实验指导书3new 联系客服

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Cf Rf R1 R2 R(s) 1??KP1?TdsTis 1?TfsC C(s)

r(t) Ri

- + Rp Op2 c(t) 方块图 模拟电路

图中:KP?Td?Rf?R1R1?R2C+;Ti=(Rf+R1)Cf+(R1+R2)C; ?RiRiCf?R1R2?R1Rf?R2Rf??CfC;Tf=R2C

?R1?Rf?Cf??R1?R2?C求取Ri=4M,Rf=R1=R2=1M,C=Cf=4.7?,(KP=1,Ti=18.8s,Td=3.525s)时的阶跃响应曲线。

6、一阶惯性环节:

Rf Cf R(s) ?K Ts?1C(s)

r(t) Ri - + Rp op1 c(t)

方块图 模拟电路

图中:KP?Rf;T=RfCf Ri分别求取Ri=Rf=1M,Cf=1?,(K=1,T=1s); Ri=Rf=1M,Cf=4.7?,(K=1,T=4.7s); Ri=510K,Rf=1M,Cf=4.7?,(K=2,T=4.7s); 时的阶跃响应曲线。

四、实验结果

记录上述实验曲线。

五、实验结果分析

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1、对给定的电路结构和参数计算阶跃响应;

2、将实验结果与计算结果对照,对实验的满意度进行分析;

3、根据电路参数分析计算系统响应,与实验数据对照分析测试误差原因; 4、提高精度的方法和措施(或建议); 5、实验体会。

六、思考题

1、设计一个能满足e1+e2+e3=e运算关系的实用加法器;

2、一阶惯性环节在什么条件下可视为积分环节;在什么条件可视为比例环节?

3、如何设置必要的约束条件,使比例微分环节、比例积分微分环节的参数计算工作得以简化?

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实验二、二阶系统的阶跃响应

一、实验目的:

1、学习二阶系统阶跃响应曲线的实验测试方法。

2、研究二阶系统的两个重要参数?、?n对阶跃瞬态响应指标的影响。

二、实验设备:

1、XMN-2型实验箱; 2、LZ2系列函数记录仪; 3、万用表。

三、实验内容:

典型二阶系统方块图

R(s) - E(s) 2?n s?s?2??n?C(s)

典型二阶系统方块图

其闭环传递函数

2?nC(s)?(s)?? 2R(s)s2?2??ns??n?n——无阻尼自然频率;?——阻尼比;T=模拟电路 C r(t) R R Rp R 1?n——时间常数

c(t) C 100K 100K - + Op1 R Rp - + Op2 - + Op9 Rp 100K Rp + - Rf 5

运算放大器的运算功能: (op1)——积分??(op2)——积分???1?,T?RC?; ?Ts??1?,T?RC?; ?Ts?(op9)——反相(-1); (op6)——反相比例???K,K???Rf??; Ri???n?11(rad/s); ?TRCK1Rf ????22Ri1、调整Rf=40K,使K=0.4(?=0.2);取R=1M,C=0.47?,使T=0.47秒(?n=1/0.47),加入单位阶跃扰动r(t)=1(t)V,记录响应曲线c(t),记作①。

2、保持?=0.2不变,阶跃扰动r(t)=1(t)V不变,取R=1M,C=1.47?,使T=1.47秒(?n=1/1.47),加入单位阶跃扰动r(t)=1(t)V,记录响应曲线c(t),记作②。

3、保持?=0.2不变,阶跃扰动r(t)=1(t)V不变,取R=1M,C=1.0?,使T=1.0秒(?n=1/1.0),加入单位阶跃扰动r(t)=1(t)V,记录响应曲线c(t),记作③。

4、保持?n=1/1.0不变,阶跃扰动r(t)=1(t)V不变,调整Rf=80K,使K=0.8秒(?=0.4),记录响应曲线c(t),记作④。

5、保持?n=1/1.0不变,阶跃扰动r(t)=1(t)V不变,调整Rf=200K,使K=2.0秒(?=1.0),记录响应曲线c(t),记作⑤。

四、实验结果

记录上述实验曲线。

五、实验结果分析

1、根据电路的结构和参数计算阶跃响应;

2、将实验结果与计算结果对照,对实验的满意度进行分析;

3、根据电路参数分析计算系统响应,与实验数据对照分析测试误差原因; 4、提高精度的方法和措施(或建议); 5、实验体会。

六、思考题

1、设计一个能满足e1+e2+e3=e运算关系的实用加法器;

2、一阶惯性环节在什么条件下可视为积分环节;在什么条件可视为比例环节?

3、如何设置必要的约束条件,使比例微分环节、比例积分微分环节的参数计算工作得以简化?

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