階躍響應(yīng)實驗

1、實驗一典型環(huán)節(jié)、二階系統(tǒng)及其階躍響應(yīng)實驗一、實驗?zāi)康呐c要求1、學(xué)習(xí)設(shè)計構(gòu)成典型環(huán)節(jié)、二階系統(tǒng)的模擬電路，掌握典型環(huán)節(jié)、二階系統(tǒng)的特性以及電 路參數(shù)對特性的影響。2、學(xué)習(xí)典型環(huán)節(jié)、二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)的測量方法，對比實驗結(jié)果與理論分析。二、實驗裝置1、計算機一臺，實驗軟件一套。2、實驗箱一套。3、面包板、導(dǎo)線、電阻、電容、運算放大器等器件若干。三、實驗原理設(shè)計構(gòu)成下列典型環(huán)節(jié)的模擬電路，測量其階躍響應(yīng)1、比例環(huán)節(jié)：利用運算放大器、電阻、電容等元件設(shè)計一模擬電路，輸入輸出之間滿足如下運動方程： C(t)=KR(t)傳遞函數(shù)G(s)=K2、慣性環(huán)節(jié) 利用運算放大器、電阻、電容等元件設(shè)計一模擬電路，輸入輸

2、出之間滿足如下運動方程:T dC(t)+ C(t) = KR(t)dt傳遞函數(shù) G(s)=K/(Ts+1)3、積分環(huán)節(jié)利用運算放大器、電阻、電容等元件設(shè)計一模擬電路，輸入輸出之間滿足如下運動方程:dC (t)-=kR (t)dt傳遞函數(shù)G(s)=K/s4、微分環(huán)節(jié)利用運算放大器、電阻、電容等元件設(shè)計一模擬電路，輸入輸出之間滿足如下運動方程:C(傳遞函數(shù)G(s)=Ks5、二階系統(tǒng)利用運算放大器、電阻、電容等元件設(shè)計一模擬電路，輸入輸出之間滿足如下運動方程:2 = K1 K 2 R (t)d 2 C (t) dC (t)T 2 +dt 2 dt壯、沱滯W (s)=傳遞函數(shù) 7KK12T 2 s 2

3、 + s + KK12%、W耍以國阻I四、實驗報告1、畫出比例環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、二階系統(tǒng)的模擬電路圖，用坐標紙繪 出各典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線。2、由響應(yīng)曲線計算各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，并與電路計算結(jié)果相比較。3、分析相對阻尼系數(shù)對二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)的影響。實驗二系統(tǒng)頻率特性的測量與PID校正一、實驗?zāi)康?、加深了解系統(tǒng)及元件頻率特性的物理意義。2、掌握系統(tǒng)及元件頻率特性的測量方法。3、加深對PID控制原理與設(shè)計方法的理解。二、實驗內(nèi)容1、2、3、利用運算放大器、電阻、電容等元件設(shè)計一模擬電路，其數(shù)學(xué)模型可用如下框圖描述。求出其開環(huán)傳遞函數(shù)與閉環(huán)傳遞函數(shù)。給定輸入信號為U(t)=Asin(3 t)，則輸出信號U2(t)=Bsin(w t+q )，計算B/ A與？隨3的變化規(guī)律。4、分別設(shè)計一 PI，PD，PID校正模擬電路，串聯(lián)在上述框圖的前向通道的比較點之后。三、實驗裝置1、計算機一臺，實驗軟件一套。2、實驗箱一套。3、面包板、導(dǎo)線、電阻、電容、運算放大器等器件若干。系統(tǒng)頻率特性Frequency (rad/sec)四、實驗報告1、畫出模擬電路圖，計算傳遞函數(shù)，畫出BODE圖。2、把測量數(shù)據(jù)列表，根據(jù)此數(shù)據(jù)繪制BODE圖。3、分析測量誤差。4、分析PI, PD, PID校正模擬電路對系統(tǒng)頻