實驗四 系統(tǒng)頻率特性測量

實驗四系統(tǒng)頻率特性測量一、實驗目的加深了解系統(tǒng)及元件頻率特性的物理概念。掌握系統(tǒng)及元件頻率特性的測量方法。二、實驗儀器EL-AT-II型自動控制系統(tǒng)實驗箱一臺計算機一臺三、實驗原理模擬電路圖圖4-1二階系統(tǒng)的模擬電路圖4-1二階系統(tǒng)的模擬電路若輸入信號U1(t)=Ulsinm，則在穩(wěn)態(tài)時，其輸出信號為U2(t)=U2sin(wt+W),改變輸入信號角頻率①值，便可測得二組U2/U1和W隨①變化的數(shù)值，這個變化規(guī)律就是系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性。圖4-1為二階系統(tǒng)的模擬電路圖，它是由慣性環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)和比例環(huán)節(jié)組成。圖4-2為圖4-1的方框原理圖，圖中K=MT=RC,T=RC。R1212321由圖4-1求得二階系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為:.(s)-官-K-KTTU(s)TTs2+Ts+Ks1122s2+—+KTT1典型二階系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為:對比可得：①=、；KTT,匚-0.4TK12%2'1若令T-0.2s，T-0.5s，則O=7頑，G-J'0.625/K由上式可知，調(diào)節(jié)開環(huán)增益K的值，就能同時改變系統(tǒng)阻尼比匚和無阻尼自然頻率?n的值，我們可以改變k的值，令系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)下。當K＞0.625，0＜匚＜1，系統(tǒng)處于欠阻尼狀態(tài)，當K-0.625，匚-1，系統(tǒng)處于臨界阻尼狀態(tài)，當K＜0.625，匚＞1，系統(tǒng)處于過阻尼狀態(tài)。四、實驗步驟連接被測量典型環(huán)節(jié)的模擬電路。電路的輸入U1接A/D、D/A卡的DA1輸出，電路的輸出U2接A/D、D/A卡的入。1輸入。檢查無誤后接通電源。啟動計算機，在桌面雙擊圖標［自動控制實驗系統(tǒng)］運行軟件。測試計算機與實驗箱的通信是否正常，通信正常繼續(xù)。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以繼續(xù)進行實驗。測頻率圖選中［實驗課題一系統(tǒng)頻率特性測量一手動方式］菜單項，鼠標單擊將彈出參數(shù)設置窗口。參數(shù)設置完成后點確認等待觀察波形，如圖4—4所示。

測波特圖在測量波特圖的過程中首先應選擇［實驗課題一系統(tǒng)頻率特性測量一自圖4-5數(shù)據(jù)采集待數(shù)據(jù)采樣結(jié)束后點擊［實驗課題一系統(tǒng)頻率特性測量一自動方式一波特圖觀測］即可以在顯示區(qū)內(nèi)顯示出所測量的波特圖。測奈氏圖在測量波特圖的過程中首先應選擇［實驗課題一系統(tǒng)頻率特性測量一自動方式一數(shù)據(jù)采集］采集信息。待數(shù)據(jù)采樣結(jié)束后點擊［實驗課題一系統(tǒng)頻率特性測量一自動方式一奈氏圖觀測］即可以在顯示區(qū)內(nèi)顯示出所測量的奈氏圖。按表4-1所列頻率，測量各點頻率特性的實測值并計算相應的理論值。五、實驗報告畫出被測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和模擬電路圖。畫出被測系統(tǒng)的開環(huán)L?）曲線與80）曲線。整理表中的實驗數(shù)據(jù)，并算出理論值和實測值。六、預習要求閱讀實驗原部分，掌握利用實驗軟件進行頻率