此实验中，
，当椭圆右倾时，
四、实验电路及参数设定
1.系统模拟电路图及系统结构图分别如图1・4及图1・5o
图1・4实验电路
图1-5系统结构图
山各放大器构成的环节传递函数分别为:
比例环节
积分环节
，故
R#C}=0.1
惯性环节
1一&
0.15+1gS+1
g=o・1
最后一个放大器仅为反相器，
R?
=Rr=IMG
R=100KG,/?
2=lOOKO,&=R,=Rh=IMO
爲Al,A[2
为各放大器匹配电阻。
系统开环传递函数为：
10K100K
G（，—5（0.15+1）S2+7OS
系统闭环传递函数为：
—WOK
1〜0+1OS+1OOK
鸟二200W
，则
200
）52+10A+200
R）=500KG
，则
S、_500
Agio*500
五、实验设备
硬件：
HHMN-1型电子模拟机一台、PC机一台、数字式万用表一块、板一数据采集块。
软件：
MATLAB软件，MicrosoftWindowsXP。
六、实验步骤
1.熟悉HHMNJ型电子模拟机的使用方法。
将各运算放大器接成比例器，通电调零。
2.断开电源，按照系统结构图和系统传递函数计•算电阻和电容的取值，并按照模拟线路
图搭接线路，不用的运算放大器接成比例器。
3.将D/A1与系统输入端UI连接，将A/D1与系统输出端U0连接。
4.进入实验软件系统，在菜单中选择实验项U,设置相应参数。
5.按下红色按钮给电容放电，再打开电子模拟机电源。
6.观测实验结果，记录实验数据，并保存实验结果图形。
采用示波器观察输入输出波形，“XYGap屮观测李沙育图形。
7.矢闭电源，矢闭计•算机，整理仪器。
七、实验数据整理
1.K二2时表1-1
组数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
f
0.5
1.0
1.5
1.79
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
3.14
6.28
9.42
11.25
12.57
15.71
18.85
22.0
25.1
28.3
31.4
AJV
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
椭圆方
向
f
/
/
竖官
\
\
\
\
\
\
\
0.44
1.10
1.80
1.79
1.41
0.72
0.41
0.20
0.13
0.08
0.07
yjy
1.61
1.82
1.92
1.79
1.47
0.96
0.64
0.45
0.34
0.27
0.24
201gYm
4.13
5.20
5.67
5.06
3.35
-0.35
-3.88
-6.94
9.37
11.37
12.40
0.27
0.6010.94
1
0.96
0.75
0.640.44
0.38
0.30
0.29
0/0
15.7
■
36.91
70.1
-90
fo6.3
131.4
140.2
153.9
157.7
162.5
163.1
其中，
人即为心
，当椭圆右倾时，
龙
W
2
9
肖=-arcsin（Y（O）/打）
:
当椭圆左倾时，
-7T2
0=■为+arcsin（y（O）/打）
依据上表数据绘制幅频特性与相频特性如下:
图1・6KZ12时对数幅频特性
图1-7K=2时对数相频特性
由幅频特性与相频特性曲线特点可知，此为二阶系统。
因
w=11•25时，
A=90°,-201g（2<）=5.06
，故
w"二（4）二11.25,吋二126.6，•二0.39,20%=8.78
。
故系统实际闭环传递函数为：
G⑶二V
I丿一&+&78S+126.6
系统理论闭环传递函数为：
G（S）二
炉+10S+200
，波特图如下:
BoceDiscram
Qm-hfdB做infrad/3ec）.Pm•60CBQ（st17.3rslAeo
图1・8系统理论波特图
相比之下，
有较大出入。
且最大幅值Ym不出现在频率为叫时，与理论相矛盾，可能山仪器测量误差引起。
2.K二5表1・2
时
组数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
f
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.7
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
W
3.14
6.28
9.42
12.57
15.71
16.96
18.85
22.0
25.1
28.3
31.4
AJV
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
椭圆方向
/
/
/
/
/
竖苜
\
\
\
\
\
0.18
0.41
0.78
1.63
2.68
2.78
2.36
1.13
0.64
0.35
0.16
1.58
1.71
1.99
2.43
2.84
2.78
2.45
1.66
1.15
0.86
0.65
201gYm
3.97
4.66
5.98
7.71
9.07
8.88
7.78
4.40
1.21
-1.3
-3.74
0.11
0.24
0.39
0.67
0.94
1
0.96
0.68
0.56
0.41
0.25
0厂
-6.3
-13.9
-23.0
-42.1
-70.1
-90
-106.3
・137.2
-145.9
・155.8
-165.5
同样的，其中，
，当椭圆右倾时，
;当椭圆左倾时，
打即为爲
It
5卩V0
2
肖一arcsin（Y（0）/打）
//疋
-77
2
0=—为+arcsin（y（0）/打）
w/rad/s
图1-9K=5时对数幅频特性
图1-10K=5时对数相频特性
山幅频特性与相频特性曲线特点可知，此为二阶系统。
因
16.96
时，
妙=90。
厂201g（2$）=8.88
，故
W"二W二16.96,威二287.6,：
=0.32,2Jw”=10.85
。
故系统实际闭环传递函数为：
287.6
G（S）=—
F+10.85$+287.6
系统理论闭环传递函数为:
G（S）二
.V2+105+500
，波特图如下:
ScADegram
Gm•时dB（ath:
raAec）.Pm・3G.9cco（at30rod.*3W）
1:
Frequency
44401316
•■l&L
图11系统理论波特图
相比之下，
仍有较大出入。
此次且最大幅值Ym基本上出现在频率为处。
3.一组图像
丫"0
图1・12输入输出正弦波
图1・13李萨如图形（左倾）
注：
当时截图时很可惜未对应。
八、误差分析：
1.可能山仪器精度引起测量误差；
2.补偿电阻有误差，不能完全抑制零点漂移；
3.作为用来设置系统参数的电阻山万用表测得，可能不够准确。
4.本实验的不足之处：
频率较小和较大时取点不足，起始及结尾处有部分特性未显示出
来，如结尾处幅频特，性的一直下降趋势和相频特,性的平缓趋势。
九、实验结论
1.山图可知，二阶欠阻尼系统的幅度先增大再减小，最终衰减趋于零。
2.该实验中
<=0.39
（即K二2）时比
<=0.32
（即K=5）时的谐振峰值小。
故对于二阶系统，其实际幅频特性曲线与阻尼比
有矢，阻尼比较小时，有谐振峰值出现，对应相位为
71
~7
3.二阶系统的对数相频曲线对
点具有奇对称f生质。
4.二阶系统的对数幅频特T生曲线最后下降趋势斜率约为・40C1B/十倍频。
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