自动控制原理实验报告

《自动控制原理》实验报告学院：专业：班级：姓名：学号：

实验报告实验一实验名称：典型环节响应实验姓名：实验组别：实验日期：年月日成绩：一、实验目的1、学习设计构成典型环节的模拟电路，掌握典型环节的特性以及电路参数对特性的影响。2、学习典型环节响应的测量方法，对比实验结果与理论分析。二、实验设备1、 计算机一台，实验软件一套。2、 实验箱一套。3、 面包板、导线、电阻、电容、运算放大器等器件若干。三、实验原理设计构成下列典型环节的模拟电路，测量其阶跃响应1、 比例环节：利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路，输入输出之间满足如下运动方程：C(t)=KR(t)传递函数G(s)=K2、 惯性环节利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路，输入输出之间满足如下运动方程：传递函数G(s)=K/(Ts+1)3、积分环节利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路，输入输出之间满足如下运动方程：传递函数G(s)=K/s4、微分环节利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路，输入输出之间满足如下运动方程：传递函数G(s)=Ks四、实验结果及分析K=R1/R2=1/2比例环节模拟电路图比例环节阶跃响应惯性环节模拟电路图K=R2/R1=2T=R2*C=200K*1uf=0.2惯性环节阶跃响应积分环节模拟电路图T=RC=100K*1uf=0.1积分环节阶跃响应微分环节模拟电路微分环节阶跃响应微分环节阶跃响应仿真

实验报告实验二实验名称：二阶系统及其阶跃响应实验姓名：实验组别：实验日期：年月日成绩：一、实验目的1、学习设计构成二阶系统的模拟电路，掌握二阶系统的特性以及电路参数对特性的影响。2、学习二阶系统阶跃响应的测量方法，对比实验结果与理论分析。二、实验设备1、 计算机一台，实验软件一套。2、 实验箱一套。3、 面包板、导线、电阻、电容、运算放大器等器件若干。三、实验原理设计构成二阶振荡环节的模拟电路，测量其阶跃响应利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路，输入输出之间满足如下运动方程：传递函数四、实验结果及分析二阶系统模拟电路图二阶系统模拟电路结构图R1=200KR2=200KR=100KC取1uf和0.1uf两个值W=1/T=1/RC=1/RCK/2=R2/2*R1二阶系统阶跃响应仿真结果

实验报告实验三实验名称：系统频率特性的测量姓名：实验组别：实验日期：年月日成绩：一、实验目的1、加深了解系统及元件频率特性的物理意义。2、掌握系统及元件频率特性的测量方法。3、 分析系统频率特性的性能。二、实验设备1、 计算机一台，实验软件一套。2、 实验箱一套。3、 面包板、导线、电阻、电容、运算放大器等器件若干。三、实验原理1、利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路，其数学模型可用如下框图描述。10/s10/s1/(0.1s+1)5U1U22、求出其开环传递函数与闭环传递函数。3、给定输入信号为U1(t)=Asin(ωt)，则输出信号U2(t)=Bsin(ωt+φ),计算B/A与φ随ω的变化规律。四、实验结果及分析系统频率特性测定电路图系统特性测定结构图频响曲线数据采集伯德图奎斯特图幅值数据绘图

实验报告实验四实验名称：控制系统的PID校正姓名：实验组别：实验日期：年月日成绩：一、实验目的1、加深了解系统及元件频率特性的物理意义。2、掌握系统及元件频率特性。3、加深对PID控制原理与设计方法的理解。二、实验设备1、 计算机一台，实验软件一套。2、 实验箱一套。3、 面包板、导线、电阻、电容、运算放大器等器件若干。三、实验原理1、利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路，其数学模型可用如下框图描述。10/s10/s1/(0.1s+1)5U1U22、求出其开环传递函数与闭环传递函数。3、分别设计PI，PD，PID校正模拟电路，串联在上述框图的前向通道的比较点之后。四、实验结果及分析结构图Gc(s)=Kp(1+Ki/s+Kds)Gh(s)=(1-e^(-TS))/sGp1(s)=5/((0.5s+1)(0.1s+1))Gp2(s)=1/(S(0.1s+1))Gp1(