实验一 控制系统典型环节的模拟实验

第第页实验一控制系统典型环节的模拟实验试用

试验一掌握系统典型环节的模拟试验

一、试验目的

1、掌控掌握系统中各典型环节的电路模拟及其参数的测定方法。2、测量典型环节的阶跃响应曲线，了解参数改变对环节输出性能的影响。

二、试验内容

1、对表一所示各典型环节的传递函数设计相应的模拟电路(参见表二)

试用

试用

2、测试各典型环节在单位阶跃信号作用下的输出响应。3、转变各典型环节的相关参数，观测对输出响应的影响。

三、试验内容及步骤

1、观测比例、积分、比例积分、比例微分和惯性环节的阶跃响应曲线。①预备：使运放处于工作状态。

将信号发生器单元U1的ST端与+5V端用“短路块”短接，使模拟电路中的场效应管〔3DJ6〕夹断，这时运放处于工作状态。

②阶跃信号的产生：

电路可采纳图1-1所示电路，它由“阶跃信号单元”〔U3〕及“给定单元”〔U4〕组成。

详细线路形成：在

U3单元中，将H1与+5V端用1号试验导线连接，H2端用1号试验导线接至U4单元的*端；在U4单元中，将Z端和GND端用1号试验导线连接，最末由插座的Y端输出信号。

以后试验假设再用阶跃信号时，方法同上，不再赘述。试验步骤：

①按表二中的各典型环节的模拟电路图将线接好(先接比例)。(PID先不接)

②将模拟电路输入端(Ui)与阶跃信号的输出端Y相连接；模拟电路的输出端(Uo)接至示

试用

波器。

③按下按钮(或松开按钮)SP时，用示波器观测输出端的实际响应曲线Uo(t)，且将结果记住。转变比例参数，重新观测结果。

④同理得积分、比例积分、比例微分和惯性环节的实际响应曲线，它们的抱负曲线和实际响应曲线参见表三。

2、观测PID环节的响应曲线。试验步骤：

①将U1单元的周期性方波信号(U1单元的ST端改为与S端用短路块短接，S11波段开关置于“方波”档，“OUT”端的输出电压即为方波信号电压，信号周期由波段开关S11和电位器W11调整，信号幅值由电位器W12调整。以信号幅值小、信号周期较长比较相宜)。

②参照表二中的PID模拟电路图，按相关参数要求将PID电路连接好。

③将①中产生的周期性方波信号加到PID环节的输入端〔Ui〕，用示波器观测PID输出端(Uo)，转变电路参数，重新观测并记录。

四、试验思索题：

1、为什么PI和PID在阶跃信号作用下，输出的终值为一常量？

2、为什么PD和PID在单位阶跃信号作用下，在t=0时的输出为一有限值？

试用

表三：

试用

试用

试验一掌握系统典型环节的模拟试验

一、试验目的

1、掌控掌握系统中各典型环节的电路模拟及其参数的测定方法。2、测量典型环节的阶跃响应曲线，了解参数改变对环节输出性能的影响。

二、试验内容

1、对表一所示各典型环节的传递函数设计相应的模拟电路(参见表二)

试用

试用

2、测试各典型环节在单位阶跃信号作用下的输出响应。3、转变各典型环节的相关参数，观测对输出响应的影响。

三、试验内容及步骤

1、观测比例、积分、比例积分、比例微分和惯性环节的阶跃响应曲线。①预备：使运放处于工作状态。

将信号发生器单元U1的ST端与+5V端用“短路块”短接，使模拟电路中的场效应管〔3DJ6〕夹断，这时运放处于工作状态。

②阶跃信号的产生：

电路可采纳图1-1所示电路，它由“阶跃信号单元”〔U3〕及“给定单元”〔U4〕组成。

详细线路形成：在

U3单元中，将H1与+5V端用1号试验导线连接，H2端用1号试验导线接至U4单元的*端；在U4单元中，将Z端和GND端用1号试验导线连接，最末由插座的Y端输出信号。

以后试验假设再用阶跃信号时，方法同上，不再赘述。试验步骤：

①按表二中