4994520048自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、暨南大學(xué)本科實(shí)驗(yàn)報(bào)告專用紙(附頁(yè))暨南大學(xué)本科實(shí)驗(yàn)報(bào)告專用紙課程名稱 自動(dòng)控制原理 成績(jī)?cè)u(píng)定 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱 典型環(huán)節(jié)的電路模擬 指導(dǎo)教師 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編號(hào) 0806105701 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型 設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 學(xué)院 電氣信息學(xué)院 專業(yè) 自動(dòng)化 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 2014年 3月 24 日 下午 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉thbdc-1型 控制理論計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及“thbdc-1”軟件的使用；2熟悉各典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)特性及其電路模擬；3測(cè)量各典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線，并了解參數(shù)變化對(duì)其動(dòng)態(tài)特性的影響。4觀測(cè)二階系統(tǒng)的阻尼比分別在0z1三種情況下的單位階躍響應(yīng)曲線；二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境1thbdc-1型

2、 控制理論計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；2pc機(jī)一臺(tái)(含“thbdc-1”軟件)、usb數(shù)據(jù)采集卡、37針通信線1根、16芯數(shù)據(jù)排線、usb接口線。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1畫出各典型環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并注明參數(shù)。2寫出各典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。3根據(jù)測(cè)得的典型環(huán)節(jié)單位階躍響應(yīng)曲線，分析參數(shù)變化對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響。4畫出二階系統(tǒng)線性定常系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)電路，并寫出閉環(huán)傳遞函數(shù)，表明電路中的各參數(shù)；5根據(jù)測(cè)得系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，分析開環(huán)增益k和時(shí)間常數(shù)t對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能的影響。四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1：比例環(huán)節(jié)根據(jù)比例環(huán)節(jié)的方框圖，設(shè)計(jì)并組建相應(yīng)的模擬電路，圖中后一個(gè)單元為反相器，r0=200k,傳遞函數(shù)：g(s)=uo（s

3、）/ui（s）=k。當(dāng)比例系數(shù)k=1時(shí)，電路中的參數(shù)?。簉1=100k，r2=100k。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖：當(dāng)比例系數(shù)k=2時(shí)，因?yàn)閗=r2/r1，所以r2=200k，r1=100k，結(jié)果如下：比例系數(shù)k=4時(shí)，r2=200k，r1=51k，結(jié)果如下：結(jié)果分析：隨著k的增加，系統(tǒng)的終值是輸入信號(hào)的k倍。2：積分環(huán)節(jié)根據(jù)積分環(huán)節(jié)的方框圖，如下，設(shè)計(jì)并組建模擬電路圖中后一個(gè)單元為反相器，r0=200k，g(s)=uo（s）/ui（s）=1/ts。當(dāng)積分時(shí)間常數(shù)t=1s時(shí)，r=100k，c=10uf，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：當(dāng)t=0.1時(shí)，因?yàn)閠=rc，所以r=100k，c=1uf，結(jié)果如下：當(dāng)t=0.5時(shí)，r=

4、51k，c=10uf，結(jié)果如圖：3：比例積分環(huán)節(jié)根據(jù)比例積分環(huán)節(jié)的方框圖設(shè)計(jì)并組建模擬電路，圖中后一個(gè)單元為反相器，r0=200k,g(s)=k(1+1/ts)。比例系數(shù)k=1，積分時(shí)間常數(shù)t=1s時(shí)，其中r1=100k，r2=100k，c=10uf，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：當(dāng)比例系數(shù)k=1，積分時(shí)間常數(shù)t=0.1s時(shí)，r1.r2不變，c=1uf，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：4：比例微分環(huán)節(jié)根據(jù)比例微分環(huán)節(jié)的圖設(shè)計(jì)并組建模擬電路圖中后一個(gè)單元為反相器，r0=200k,g(s)=k(1+ts)。當(dāng)比例系數(shù)k=1，微分時(shí)間常數(shù)t=0.1時(shí)，r1=100k，r2=100k，c=1uf，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：當(dāng)比例系數(shù)k=1，微分時(shí)

5、間常數(shù)t=1s時(shí)，r1.r2不變，c=10uf，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：5：比例積分微分環(huán)節(jié)根據(jù)比例積分微分環(huán)節(jié)方框圖設(shè)計(jì)并組建模擬電路圖中后一個(gè)單元為反相器，r0=200k，g(s)=k(1+ts+1/ts)。當(dāng)比例系數(shù)k=2，積分時(shí)間常數(shù)ti=0.1s，微分時(shí)間常數(shù)td=0.1s時(shí)，其中r1=100k，r2=100k，c1=1uf，c2=1uf,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：當(dāng)比例系數(shù)k=1.1時(shí)，積分時(shí)間常數(shù)ti=1s，微分時(shí)間常數(shù)td=0.1s時(shí)，因?yàn)閗=（r1c1+r2c2）/r1c2，ti=r1c2，td=r2c1，所以r1=r2=100k，c1=1uf，c2=10uf，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖：6：慣性環(huán)節(jié)根據(jù)慣性環(huán)

6、節(jié)的方框圖設(shè)計(jì)并組建模擬電路圖中后一個(gè)單元為反相器，r0=200k, g(s)=1/(1+ts)。當(dāng)比例系數(shù)k=1，時(shí)間常數(shù)t=1s時(shí)，r1=100k，r2=100k，c=10uf，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：當(dāng)比例系數(shù)k=1，時(shí)間常數(shù)t=0.1時(shí)，其他不變，c=1uf，結(jié)果如下：四 實(shí)驗(yàn)總結(jié)這次實(shí)驗(yàn)讓我掌握控制模擬實(shí)驗(yàn)的基本原理、一般方法和控制系統(tǒng)時(shí)域性能指標(biāo)的測(cè)量方法。這次實(shí)驗(yàn)后，我更加了解到，各種典型信號(hào)的響應(yīng)不只是理論知識(shí)，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中，各種原因可能會(huì)影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和輸出值，需要我們更加細(xì)心的做好各個(gè)部分的準(zhǔn)備工作。這是我們第一次做自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)，許多地方還不熟，相信以后的實(shí)驗(yàn)我會(huì)做得更加熟練。在以后的學(xué)習(xí)中，我也會(huì)更多地把理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，以更好的掌握這門學(xué)科。五 實(shí)驗(yàn)思考題1: 慣性環(huán)節(jié)的特點(diǎn)是，當(dāng)輸入x(t)作階躍變化時(shí)，輸出y(t)不能立刻達(dá)到穩(wěn)態(tài)值，瞬態(tài)輸出以指數(shù)規(guī)律變化。而積分環(huán)節(jié)，當(dāng)輸入為單位階躍信號(hào)時(shí)，輸出為輸入對(duì)時(shí)間的積分，輸出y(t)隨時(shí)間呈直線增長(zhǎng)。當(dāng)t趨于無(wú)窮大時(shí)，慣性環(huán)節(jié)可以近似地視為積分環(huán)節(jié)，當(dāng)t趨于0時(shí)，慣性環(huán)節(jié)可以近似地視為比例環(huán)節(jié)。2: 測(cè)定時(shí)間常數(shù)t的方法：用示波器的“時(shí)標(biāo)”開關(guān)測(cè)出過(guò)渡過(guò)程時(shí)間t