第一次自控实验报告

自动掌握原理试验报告12仲秋晨2110308024一、试验目的把握测试系统响应曲线的模拟试验方法。争论二阶系统的特征参量阻尼比和 自然频率对阶跃响应瞬态指标的影响。n二、试验内容20KC020KC0Rf10Kr(t)20KR0Ri10KC(t)-OP1 - OP2 -OP3 - OP4输入端20K输出端1-2二阶系统闭环模拟电路图1-2NIELVIS、电阻、电容自行搭建二阶模拟闭环系统。阶跃信号由试验板模拟量输出接口AO0输出，接到二阶系统的输入端。将二阶系统的输入端与输出端分别接试验板模拟量输入接口AI0(+)AI1(+)，采样阶跃输入信号与二阶系统的阶跃响应信号。Vcc与Vee分别接试验板的+15V与-15V，正输入端IN+应接试验板的Ground，试验板模拟量输入接口AI0(-)与AI1(-)应接试验板的Ground，电容负端接运放负端输入IN-。写出下面二阶系统6组参数的开环传递函数，测量并记录下每组参数的阶跃响应曲线，标出各组曲线的超调量M 、峰值时间t 、调整时间t〔2〕的测量值，与理论值P p s进展比较。将曲线①②③④组曲线进展比照，①⑤⑥组进展比照分析。① 1不变，取0.2nR200k，R 500k，C 5F，R 500k，C 2Fi f f 0 0② 1不变，取0.5nRi200k，Rf200k，Cf5F，R0500k，C02F③ 1不变，取 1nR200k，R 100k，C 5F，R 500k，C 2Fi f f 0 0④ 1不变，取 0nR200k，R ，C 5F，R 500k，C 2Fi f f 0 0⑤0.2不变，取n

0.5R800k，R ，C 5F，R 500k，C 2Fi f f 0 0⑥0.2不变，取 2nR50k，R 250k，C 5F，R 500k，C 2Fi f f 0 0三、试验结果二阶系统6组参数的开环传递函数，每组参数的阶跃响应曲线和各组曲线的超调量M 、峰值时间t 、调整时间t〔2〕的测量值如下：P p s① 1不变，取0.2nR200k，R 500k，C 5F，R 500k，C 2Fi f f 0 0传递函数为：G(s)=5/(s2+2s+5)理论值：Mp=52.66%，tp=3.2063，ts=20；测得值：Mp=57.28%，tp=3.62，ts=22.4；② 1不变，取 0.5nR200k，R 200k，C 5F，R 500k，C 2Fi f f 0 0传递函数为：G(s)=1/(s2+s+1)理论值：Mp=16.3%，tp=3.627，ts=8；测得值：Mp=20.00%，tp=4.18，ts=9.5；③ 1不变，取 1nRi200k，Rf100k，Cf5F，R0500k，C02F传递函数为：G(s)=1/(s2+2s+1)理论值：Mp=0，ts=4；测得值：Mp=0，ts=4.5；④ 1不变，取 0nRi200k，Rf，Cf5F，R0500k，C02F传递函数为：G(s)=1/(s2+1)理论值：Mp=1，ts=3.14；测得值：Mp=1.045，ts=3.55；⑤ 0.2不变，取n

0.5Ri800k，Rf1m，Cf5F，R0500k，C02F传递函数为：G(s)=5/(20s2+4s+5)理论值：Mp=52.7%，tp=6.41，ts=40；测得值：Mp=71.09%，tp=4.63，ts=40.81；⑥ 0.2不变，取 2nRi50k，Rf250k，Cf5F，R0500k，C02F传递函数为：G(s)=20/(5s2+4s+20)理论值：Mp=52.7%，tp=1.603，ts=10；测得值：Mp=70.55%，tp=1.06，ts=11.46；三、思考题分析二阶系统的特征参量ζ,见预习报告时间常数T转变，超调量MP，调整时间ts如何变化？一、试验目的生疏Routh判据，用Routh判据对三阶系统进展稳定性分析。争论线性系统的开环比例系数K与时间常数T对稳定性的影响。二、试验内容利用Routh判据，分析三阶系统开环比例系数K与时间常数T对稳定性的影响，判K与时间常数T的稳定范围。3-5所示，在NIELVISⅡ教学试验板上，利用运算放大器、电阻、电容自行搭建三阶模拟闭环系统。阶跃信号由试验板模拟量输出接口AO0输出，接到二阶系统的输入端。将二阶系统的输入端与输出端分别接试验板模拟量输入接口AI0(+)与AI1(+)，采样阶跃输入信号与二阶系统的阶跃响应信号。20KCO20KCOCf1Cf2r(t)20KRORi1Ri2C(t)-OP1 - OP2 - OP3 - OP4输入端20K输出端10K10KOP5 -3-5三阶系统的模拟电路图Vcc与Vee分别接试验板的+15V与-15V，正输入端IN+应接试验板的Ground，试验板模拟量输入接口AI0(-)与AI1(-)应接试验板的Ground。在时间常数T不变的条件下，转变开环比例系数K。三阶系统的阻容参数如下：R ，C 1F，R 100K，R 1F，R 500k，f2 f2 i1 f1 f1 0C 2F求取开环比例系数K的稳定范围选取3组不同K值通过转变对应的R 值，0 i2记录阶跃响应曲线。在开环比例系数K不变的条件下，转变时间常数T。三阶系统的阻容参数如下：C 2F，R 10k，R 100k，C 2F，R 500k，C 2Ff2 i1 f1 f1 0 0写出下面3组参数的系统开环传递函数，观测记录阶跃响应曲线，进展比照分析。①R 500k，R 500ki2 f2②R 100k，R 100ki2 f2③R 50k，R 50ki2 f2三、试验结果在时间常数T不变的条件下，转变对应的R 值观看系统的响应：i2〔1〕R

=50ki2系统是稳定的；〔2〕R

=20ki2系统不稳定；〔3〕Ri2=40k系统临界稳定。下面3组参数的系统开环传递函数以及观测记录阶跃响应曲线如下：①Ri2500k，Rf