自动控制原理实验典型环节及其阶跃响应.docx

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自动控制原理实验典型环节及其阶跃响应

大学学生实验报告

开课学院及实验室：

实验中心2013年11月4日

学院

机电

年级、专业、班

学号

实验课程名称

成绩

实验项目名称

典型环节及其阶跃响应

指导

教师

一、实验目的

二、实验原理（实验相关基础知识、理论）

三、实验过程原始记录（程序界面、代码、设计调试过程描述等）

四、实验结果及总结

　一、实验目的

1．学习构成典型环节的模拟电路，了解电路参数对环节特性的影响。

2．学习典型环节阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型环节的传递函数。

二、实验原理及电路图

（一）用实验箱构成下述典型环节的模拟电路，并测量其阶跃响应。

1．比例环节的模拟电路及其传递函数如图2-1。

图2－1

G（S）=－R2/R1

2．惯性环节的模拟电路及其传递函数如图2-2。

图2－2

G（S）=－K/（TS+1）K=R2/R1,T=R2C

3．积分环节的模拟电路及其传递函数如图2-3。

图2－3

G（S）=－1/TST=RC

4．微分环节的模拟电路及其传递函数如图2-4。

图2－4

G（S）=－RCS

5．比例+微分环节的模拟电路及其传递函数如图2-5。

图2－5

G（S）=－K（TS+1）K=R2/R1,T=R2C

6．比例+积分环节的模拟电路及其传递函数如图2-6。

图2－6

G（S）=K（1+1/TS）K=R2/R1,T=R2C

3、实验过程原始记录

1．启动计算机，在桌面双击图标（自动控制实验系统）运行软件。

2．测试计算机与实验箱的通信是否正常，通信正常继续。

如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。

比例环节

3．连接被测量典型环节的模拟电路（图2-1）。

电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的DA1输入。

检查无误后接通电源。

4．在实验课题下拉菜单中选择实验一（典型环节及其阶跃响应）。

5．鼠标单击实验课题弹出实验课题参数窗口。

在参数设置窗口中设置相应的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果。

6．观测计算机屏幕显示出的响应曲线及数据。

7．记录波形及数据。

惯性环节

8．连接被测量典型环节的模拟电路（图2-2）。

电路的输入U1接A／D、D／A卡的DAl输出，电路的输出U2接A／D、D／A卡的ADl输入。

检查无误后接通电源。

9．实验步骤同4～7。

积分环节

10．连接被测量典型环节的模拟电路（图2-3）。

电路的输入Ul接A／D、D／A卡的DAl输出，电路的输出U2接A／D、D／A卡的ADl输入。

检查无误后接通电源。

11．实验步骤同4～7。

微分环节

12．连接被测量典型环节的模拟电路（图2-4）。

电路的输入Ul接A／D、D／A卡的DAl输出，电路的输出U2接A／D、D／A卡的ADl输入。

检查无误后接通电源。

l3．实验步骤同4～7。

比例+微分环节

14．连接被测量典型环节的模拟电路（图2-5）。

电路的输入Ul接A／D、D／A卡的DAI输出，电路的输出U2接A／D、D／A卡的ADI输入。

检查无误后接通电源。

15．实验步骤同4～7。

比例+积分环节

16．连接被测量典型环节的模拟电路（图2-6）。

电路的输入U1接A／D、D／A卡的DAI输出，电路的输出U2接A／D、D／A卡的ADI输入。

检查无误后接通电源。

l7．实验步骤同4～7。

实验截图

1.比例环节

2.惯性环节

3.积分环节

4.微分环节

5.比例+微分环节

6.比例＋积分环节

四、实验结果及总结

1.各环节的响应曲线如上所示。

实验体会：

通过这次实验，我们学会了如何构成典型环节的模拟电路及用计算机测量各典型环节的阶跃响应曲线。

在本次实验中出现了波形失真的情况，一开始找不到解决的办法，后来我们不断的调节参数，才得到正确的波形，也明白了，只有理解并掌握了原理才能做出正确的实验结果。