自动控制原理实验指导书

1、自动控制原理实验指导书ACES II西北工业大学自动化学院二零零五年三月 TOC o 1-5 h z 引言6实验一典型环节的模拟研究15实验目的15实验内容15实验步骤15观察比例环节的阶跃响应曲线15观察积分环节的阶跃响应曲线16观察比例积分环节的阶跃响应曲线16观察微分环节的阶跃响应曲线17观察比例微分环节的阶跃响应曲线18观察比例微分积分环节的阶跃响应曲线19观察惯性环节的阶跃响应曲线20观察二阶振荡环节的阶跃响应曲线21实验结果22实验二 典型系统的动态特性与稳定性测试24实验目的24实验内容24实验步骤24 典型二阶系统的响应曲线24典型三阶系统的响应曲线25实验结果26实验三 二阶

2、系统特征参数对系统性能的影响28实验目的28实验内容28实验步骤28 观测特征参量对二阶系统性能的影响28观测特征参量n对二阶系统性能的影响29观测斜坡输入作用下二阶系统的静态误差30实验结果31实验四线性系统的串联校正34实验目的34实验内容34实验步骤34待校正线性系统34串联滞后校正35串联超前校正36串联PD校正37实验结果38实验五线性系统校正39实验目的39实验内容39实验步骤391 .待校正二阶线性系统39反馈校正二阶线性系统403 .待校正三阶线性系统41超前滞后校正三阶线性系统42实验结果43实验六开环增益与零极点对系统性能的影响44实验目的44实验内容44实验步骤44原始二

3、阶系统44闭环极点对原始二阶系统的影响45闭环零点对原始二阶系统的影响46开环极点对原始二阶系统的影响49开环零点对原始二阶系统的影响50开环增益K对二阶系统的影响52实验结果52实验七 典型系统的频率特性测试57实验目的57实验内容57实验步骤57一阶惯性环节的频率特性57二阶环节的频率特性曲线58实验结果59实验八 典型非线性环节静态特性测试60实验目的60实验内容60实验步骤60继电特性60饱和特性613 .死区特性614.间隙特性62实验结果64实验九 非线性系统的相平面法分析65实验目的65实验内容65实验步骤65继电型非线性二阶系统65带速度反馈的继电型非线性二阶系统66饱和型非线

4、性二阶系统67实验结果68实验十 非线性系统的描述函数法分析69实验目的69实验内容69实验步骤69继电型非线性三阶系统69饱和型非线性三阶系统70实验结果71实验十一 状态反馈72实验目的72实验内容72实验步骤72待校正二阶系统72状态反馈系统73实验结果74实验十二 A/D与D/A转换及零界阶保持器75实验目的75实验内容75实验步骤75A/D 与 D/A 转换752 .零阶采样保持75实验结果76实验十三 离散控制系统动态性能和稳定性的混合仿真研究77实验目的77实验内容77实验步骤771 .原始二阶系统77离散控制二阶系统78实验结果78实验十四 步进电机控制实验79实验目的79实验

5、说明79实验内容79实验步骤79实验十五直流电机转速控制实验80实验目的80实验说明80实验内容80实验步骤80实验十六 温度控制实验81实验目的81实验说明81实验内容81实验步骤81实验十七随动系统实验82实验目的82实验说明及内容82实验思考题83自动控制原理作为自动化专业的主干专业课程在教学中占有重要地位，同时 该课程具有很强的实践性，其教学实验内容和教学实验设备作为这一课程的重要 一环直接影响着教学和实验的效果。近年来，尽管教学仪器市场繁荣，但各大专 院校自控原理教学实验设备还普遍采用老的箱式结构实验设备，并且缺乏控制对 象，随着自控原理课程内容的不断发展与扩充，老的自控原理教学实验设备已不 能满足现有实验要求。为了改变现有状况，使自动控制原理实验提升一个层次，进一步提高教学和 实验的质量，西北工业大学自动化学院充分发挥在自控原理课程上具有的资源优 势，统一规划组织开发了“ACES自动控制综合实验台”。实验台汲取了我院各 位相关专家老师多年的丰富教学经验，通过反复实验，多方征求同行专家和一线 任课教师的意见建议，完成了实验台的最终设计方案，得到了大家的普遍认可， 并已在我校自动控制原理实验室投入使用。现已推出ACE