二阶系统的特性测量实验报告.docx
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二阶系统的特性测量实验报告
实验七 二阶系统的特性测量
一、实验目的
1、掌握二阶网络的构成方法。
2、掌握二阶网络的系统响应特性。
3、了解二阶网络波特图的测量方法。
二、实验内容
1、通过阶跃信号观察其阶跃响应。
2、通过正弦信号观察系统的幅频特性，学会绘制波特图。
三、实验步骤
1、把二阶系统分析模块插在主板上，用导线接通此模块“电源接入”和主板上的电源（看清标识，防止接错，带保护电路），并打开此模块的电源开关。
2、二阶网络单位阶跃响应测量：
函数信号发生器模块产生一频率为1KHz，峰峰值为5V左右的方波信号，将方波信号加入到此实验模块的“输入”端。
用示波器测量二阶网络的单位阶跃响应，改变系统的阻尼系数，可以观察不同阻尼情况下的阶跃响应。
与图2-7-2进行比较。
3、二阶网络波特图的测量
幅频特性的测量：
（1）首先用函数信号发生器模块的频率选择在中频段，“频率调节”选择最小频率（约为1KHz），使其产生一峰峰值为5V左右的正弦信号，加入到此实验模块的插孔“输入”端。
（2）用示波器测量“输出”，观察二阶网络的输出信号。
（3）然后不断增加信号源的输出频率（以二倍频为一步进，即2K、4K、6K……），并保持其输出幅度不变，测量相应频点，并记录下输出信号的幅度、输出信号与输入信号的相位差。
以频率与输出幅度（可换算成相对0点的相对电平值，单位为dB）为变量画出一曲线，即为二阶网络的幅频特性。
相频特性的测量：
（1）首先用函数信号发生器模块的频率选择在中频段，“频率调节”选择最小频率（约为1K），使其产生一峰峰值为5V左右的正弦信号，加入到此实验模块的插孔“输入”端。
（2）用示波器的两个探头测量，一个测输出，一个测输入，用李沙育图的方法观察（以45、90、135、180为特征角度）。
不同系统阻尼情况下的幅频和相频特性：
先使二阶系统工作在欠阻尼状态下，即
，进行观察，可以改变系统的工作阻尼状态，测量过阻尼状态的幅频特性和相频特性。
四、实验报告
（1）二阶网络单位阶跃响应测量
三个图分别为欠阻尼，过阻尼，临界阻尼
阶跃响应曲线
欠阻尼
临界阻尼
过阻尼
（2）二阶网络波特图的测量
下图为正弦信号源分别为1k，2k，4k，6k，8k，10k赫兹时，欠阻尼系统的李沙育图还有相关数据
下图为正弦信号源分别为1k，2k，4k，6k，8k，10k赫兹时，过阻尼系统的李沙育图还有相关数据
下图为正弦信号源分别为1k，2k，4k，6k，8k，10k赫兹时，临界阻尼系统的李沙育图还有相关数据
二阶网络波特图
频率/kHz
1
2
4
6
8
10
欠阻尼
A/V
2.52
2.56
2.56
2.6
2.72
2.72
Φ/°
0
0
0
0
0
4.78
临界阻尼
A/V）
2.44
2.48
2.40
2.44
2.44
2.48
Φ/°
9.59
14.48
19.47
30
35.69
41.81
过阻尼
A/V
2.12
1.6
1
0.76
0.56
0.52
Φ/°
35.69
48.59
66.44
67.38
90
90
幅频特性波特图：
相频特性波特图：
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