北航自动控制原理实验报告

TOC\o"1-1"\h\z\u实验 一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测 实验 频率响应测 实验 控制系统串联校 实验 控制系统数字仿 一、实验目的学电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法二、立一阶系统的电子模型,观测并记录在不同时间常数T并测定其过渡过程时间TS立二阶系统的电子模型,观测并记录在不同阻尼比ζ并测定其超调量σ%及过渡过程时间TS一阶系统系统传递函数为：在实验当中始终取,则取不同的时间常数T分别为：0.25、0.5、1记录不同时间常数下阶跃响应曲线，测量其过渡过程时ts（取二阶系统 ，则系统结构如图1-２所示根据结构图，建立的二阶系统模拟线路如图1 ， 取不同的 ,观察并记录阶跃响应曲线测量调量σ%（ 误差带）,计算过渡过程时间TsHHMN-1型电子模拟机一台PCHHMN-1比例 值，按照模拟线路图搭接线路，不用的运算放大器接成比例器。 与系统输入端连接，将 一阶T1111T=T=T=二阶0实测值理论值7T=T=

T=实验图线与理论图线基本符合，公式得到验证。实验数据结果与理论数据有一些出入，原因在于选择电阻时没有合适的阻510千欧电阻代替500有可能引起误差。系统模拟电路图及系统结构图分别如图2-1及图2-取R=200KΩ，则取R=100KΩ，若正弦输入信号 。改变输入信号频 ,便可测得二和随f(或ω)幅频特性即测量输入与输出信号幅 实验采用“图形”法进行相频特性的测试相位差角Ψ对于及 时，有即,显然，仅当时，上式才成立HHMN-1PCHHMN-1型电子模拟机的使用方法，将各运算放大器接成比例断开电源，按照实验说明书上的条件和要求，计算电阻和电容的取值，按照模拟线路图搭接线路，不用的运算放大器接成比例器。先选择R=200K。将与系统输入端连接，将与系统输出端连接。线路运行软件，分别获得理论和实际仿真的曲线，并采用“XYGraph”观测“图形”。调整信号源频率，连续获得十组曲线，其中有一组的为“图形”为正椭圆。R100K2~41．R200KΩ时的频率响①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩f1/ω=14.1rad/s时的曲线和图R100KΩ时的频率响①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩f67891/ω=10rad/s时的曲线和图由ω=14.1rad/s时相角 1.453R100KΩ 1.008其中为校正环节可放置在系统模型中来实现也可使用模拟电路的

给定a=2.44,T=0.26,则给定b0.12T83.33,HHMN-1型电子模拟机一台PCHHMN-1值，按照模拟线路图搭接线路，不用的运算放大器接成比例器。运行软件，先不加入分别获得理论和实际仿真的曲线接入，获得滞后校正的理论和实际仿真的曲线，之后成获得超前校正的理论和实际仿真的曲线不同校正环节的动态特性实测值理论值∞∞∞系统阶跃响应曲未加校超前校滞后校系统Bode未加校正环节系统开环传递函串联超前校正系统开环传递串联滞后校正系统开环传递三者Bode对超前校正：系统 明显减小，相角、穿越频率变大。为系统引一、实验目二、实验方四阶—X(t)F(t,x(t),X(0) X(t为m维向量，t，u(t)均为标量，则在tn1 Xh

2K2KK

htn1

K1F(tn,Xn,utnKF

1h,

hK,ut K3F

1h,

h

,utnK4F(tnh,XnhK3,utn

(s) (s)

csn1csn

1 1 n

snasn1…x(t)AX(t)y(t)cXx(0)

维列向量，c为nx1(t)x

00

0 0 X(t)

b

A

1x 1

…a

1c[cn,cn1,…c1F(tX(t),u(t))AX(t(s)求K

s310s225s5（-分离点坐标d2/(d+5)+1/d=0,d=-5/3(与虚轴交点D(s)s310s225sKs=jwD(jw)(jw)310(jw)225jwK解得w1,25K系统根轨迹如下图所已知

5---5------K超调量为5%时超调量为25%时超调量为50%时仿真结理论5仿真K通过程序找到精确的functionA=[010;001;-K-25-b=[00c=[K0X=[00Z=[00for寻找精确K思路：通过已经估算的K值，在其邻域[K3K3内，每