自控实验报告一典型环节的时域响应

1、实验一典型环节的时域响应一、实验目的1.熟悉并掌握TD-ACC+或TD-ACS）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，对比差异、分 析原因。3.了解参数变化对典型环节动态特性的影响。二、实验设备PC机一台，TD-ACC+或 TD-ACS ）实验系统一套。三、实验原理及内容下面列出各典型环节的方框图、传递函数、模拟电路图、阶跃响应，实验前 应熟悉了解。1. 比例环节（P）（1）方框图：如图1.1-1所示。UjiSVV 04團 1.1-1传递函数：? =?阶跃响应：？?？：=?俟0其中?= ?模拟电路图：如图1.1-2所示。图 1.

2、1-2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(5)理想与实际阶跃响应对照曲线： 取 R0 = 200K ； R1 = 100K。 取 R0 = 200K ； R1 = 200K。l.to i1uko1t)1Uoti)114(0a t0t2. 积分环节方框图：如右图1.1-3所示T5團 1.1-3传递函数：?(?=?1?阶跃响应：？?？:=!?> 0 其中？?= ?模拟电路图：如图1.1-4所示。ffl 11-4凶回ais。丄nL HO“ yooCXIHOM 畀 03.比例积分环节（PI）方框图：如图1.1-5 所示。k1

3、川刖L+ >*图 1.1-5传递函数：?=?丄?= ? ?=?阶跃响应：？?？= ?+ ? ?> 0其中 模拟电路图：如图1.1-6 所示比關积甘耳节反相甘(5)理想与实际阶跃响应曲线对照：取 R0 = R1 = 200K ; C = 1uF。理想阶跌禅曲线Un 4no彳卜/,9V/U呻)21/11/|1uiti1unn1知100.2* Q0.2&t取 R0=R1=200K C=2uF4.惯性环节（T）方框图：如图1.1-7所示传递函数:? ?K41S+1r18 1-1-7模拟电路图：如图1.1-8所示阶跃响应:-? ?= ? 1 - ?0,其中?=彩?= ?(5)理想与实

4、际阶跃响应曲线对照: 取 R0=R1=200K C=1uF取 R0=R1=200K C=2uF实崗阶臥响应曲线5.比例微分环节（PD）方框图：如图1.1-9所示传递函数:ijm图 1.1-9?=1+ ?1+ ? 阶跃响应：？ ?= ?+ ?ooTcI UKRO-10Vtll其中K=?+?2,?= 晋 + ? ? T= ? 6(t)为单位脉冲函数，这是? 0? 1 + ?2个面 积为t的脉冲函数，脉冲宽度为零，幅值为无穷大，在实际中是得不到的 模拟电路图：如图1.1-10所示R0= R2=1QK； C = luF； R-l = I QCK 2*坤1阶臥响应帕线(5)理想与实际阶跃响应曲线对照:

5、取 R0 = R2 = 100K，R3 = 10K，C = 1uF ； R1 = 100K。U(Xi)口信号输入制I印“UA 取 R0=R2=100K R3=10K C=1uF； R1=200K理楓酚輩晌应曲线LofIMti藍耕液响应曲般AI1 <ik比例积分微分环节（PID）6.方框图：如图1.1-11所示。3訂图 Lbl I传递函数：黎=?+舟?+? - ?阶跃响应：？ ?= ?+1?谿冠?其中？?为单位脉冲函数，？?= ¥；?= ?; ? = ?1?2?3 模拟电路图：如图1.1-12 所示1UK . KU - lUUL, L l- luh, Jtl * lOVk ItM

6、l團 1 1-12(5)理想与实际阶跃响应曲线对照： 取 R2 = R3 = 10K , R0 = 100K, C1 = C2 = 1uF ; R1 = 100K 0真訓阶吠啊应曲绞|> _WIOIX1 duw2sI。刊一ooyooCXIH 2 "丄 nr HCXIOH LoPool h om0L H CM HCXIM 畀©tlclulnFcnLIB4.d*A3 V瓏第笊HEE®今IQ F|V1-V2| = 1 D35 v 1-VJ - 1 UOby|lll-l2| = 2d.4mrMT1-T2I = 44ti/ Hzww/im 上 mri 口 du. 一

7、厂广Itetr停止狡淮四、实验步骤1. 按1.1.3 节中所列举的比例环节的模拟电路图将线接好。 检查无误后开 启设备电源。2. 将信号源单元的“ ST'端插针与“ S'端插针用“短路块”短接。由于每 个运放单元均 设臵了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。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1V, 周期为10s左右。3. 将2中的方波信号加至环节的输入端 Ui，用示波器的“ CH1和“ CH2 表笔分别监测 模拟电路的输入Ui端和输出U0端，观测输出端的实际响应曲 线UO(t)，记录实验波形及结果。4. 改变几组参数，重新观测结果。5. 用同样的方法分别搭接积分环节、比例积分环