典型系統(tǒng)的時域響應(yīng)和穩(wěn)定性分析

1、典型系統(tǒng)的時域響應(yīng)和穩(wěn)定性分析實 驗 報 告實驗名稱 典型系統(tǒng)的時域響應(yīng)和穩(wěn)定性分析 系信息院專業(yè)自動化班1205班姓名學(xué)號授課老師預(yù)定時間實驗時間實驗臺號一、目的要求1研究二階系統(tǒng)的特征參量 (、n) 對過渡過程的影響。2研究二階對象的三種阻尼比下的響應(yīng)曲線及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3熟悉routh 判據(jù)，用routh 判據(jù)對三階系統(tǒng)進行穩(wěn)定性分析。二、原理簡述 根據(jù)系統(tǒng)在二階三階下的穩(wěn)定性不同作該實驗研究相關(guān)系統(tǒng)的時域響應(yīng)和穩(wěn)定性分析1典型的二階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析(1) 結(jié)構(gòu)框圖：如圖 所示。 (2) 理論分析系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：開環(huán)增益 2典型的三階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析(1) 結(jié)構(gòu)框圖：如圖 所示。(2)

2、理論分析系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：系統(tǒng)的特征方程為:三、儀器設(shè)備pc 機一臺，td-acc+(或td-acs)教學(xué)實驗系統(tǒng)一套。四、線路示圖1典型的二階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 2典型的三階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 五、內(nèi)容步驟1 典型的二階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析2 實驗內(nèi)容：先算出臨界阻尼、欠阻尼、過阻尼時電阻r 的理論值，再將理論值應(yīng)用于模擬電路中， 觀察二階系統(tǒng)的動態(tài)性能及穩(wěn)定性，應(yīng)與理論分析基本吻合。系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：其中自然振蕩角頻率： 阻尼比：2典型的三階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 實驗內(nèi)容：實驗前由routh 判斷得routh 行列式為：為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定，第一列各值應(yīng)為正數(shù)，所以有實驗步驟1 將信號源單元的“st”端插針與

3、“s”端插針用“短路塊”短接。由于每個運放單元均設(shè)置了鎖零場效應(yīng)管，所以運放具有鎖零功能。將開關(guān)設(shè)在“方波”檔，分別調(diào)節(jié)調(diào)幅和調(diào)頻電位器，使得“out”端輸出的方波幅值為1v，周期為10s 左右。2. 典型二階系統(tǒng)瞬態(tài)性能指標(biāo)的測試(1) 按模擬電路圖 接線，將1 中的方波信號接至輸入端，取r = 10k。(2) 用示波器觀察系統(tǒng)響應(yīng)曲線c(t)，測量并記錄超調(diào)mp、峰值時間tp 和調(diào)節(jié)時間ts。(3) 分別按r = 50k；160k；200k；改變系統(tǒng)開環(huán)增益，觀察響應(yīng)曲線c(t)，測量并記錄性能指標(biāo)mp、tp 和ts，及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并將測量值和計算值進行比較 (實驗前必須按公式計算出)。

4、將實驗結(jié)果填入表 中。表 中已填入了一組參考測量值，供參照。3典型三階系統(tǒng)的性能(1) 按圖 接線，將1 中的方波信號接至輸入端，取r = 30k。(2) 觀察系統(tǒng)的響應(yīng)曲線，并記錄波形。(3) 減小開環(huán)增益 (r = ；100k)，觀察響應(yīng)曲線，并將實驗結(jié)果填入表 中。表 中已填入了一組參考測量值，供參照。六、數(shù)據(jù)處理典型的二階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 r=10k r=50k r=160k r=200k 典型的三階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析r=30k r= r=100k七、分析討論典型二階系統(tǒng)瞬態(tài)性能指標(biāo)實驗參考值表典型三階系統(tǒng)在不同開環(huán)增益下的響應(yīng)情況參考值表通過這次自動控制的實驗，我掌握了典型環(huán)節(jié)模擬電路的構(gòu)成方法、傳遞函數(shù)及輸出時域函數(shù)的表達式熟悉了各種典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線以及各項參數(shù)變化對典型環(huán)節(jié)的動態(tài)特性的影響。能更清楚分析二階和三階系統(tǒng)，為之后的學(xué)習(xí)打