實(shí)驗(yàn)四 二階閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性曲線

rr實(shí)四二閉系的率性線3.2二閉系的率性線一．實(shí)要求．了和掌握二階環(huán)系統(tǒng)中的對(duì)數(shù)幅頻特性

L(和頻特性

，實(shí)頻特性Re(和頻特性Im(的算)的計(jì)算。．了和掌握欠阻二階閉環(huán)系統(tǒng)中的自然頻ω峰值ωr的影響及r和L(ωr

n

尼比對(duì)諧振頻率

r

和諧振．觀和分析欠阻二階開環(huán)系統(tǒng)的諧振頻率

ω

r

、諧振峰值L(ω

r

，并與理論計(jì)算值作比對(duì)。二．實(shí)內(nèi)容及步驟本實(shí)驗(yàn)用于觀察和分析二階閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性曲線實(shí)驗(yàn)以第令積分時(shí)間常數(shù)為，慣性時(shí)間常數(shù)為T開環(huán)增益為K，可得：

自然頻率：

K

i

阻尼比：

Ti

KT（3-2-1諧振頻率：

r

諧振峰值：

)r

11（3-2-2頻率特性測(cè)試電路如圖3-2-2所其慣性環(huán)（單的R用件庫(kù)A7中變電阻取代。圖3-2-4二階閉環(huán)系統(tǒng)頻率特性測(cè)試電路積分環(huán)節(jié)（單）積分時(shí)間常數(shù)Ti=R

，慣性環(huán)節(jié)（A3單）的慣性時(shí)間常數(shù)3

=0.1S開環(huán)增益K=R3/R。設(shè)開環(huán)增益K=25（環(huán)參數(shù)代入式：=ξ=；再代入式（3-2-2：諧振頻率ωr=14.14諧振峰值：L)4.44注：根據(jù)本實(shí)驗(yàn)機(jī)的現(xiàn)況，要求構(gòu)成被測(cè)二階閉環(huán)系統(tǒng)的阻尼必須滿足，否則模數(shù)換器元將產(chǎn)生削頂。注：實(shí)驗(yàn)機(jī)在測(cè)試頻率特性時(shí)，實(shí)驗(yàn)開始后，實(shí)驗(yàn)機(jī)將按序自動(dòng)產(chǎn)生0.5Hz~16Hz等多種頻率信號(hào)，當(dāng)被測(cè)系統(tǒng)的輸出(t時(shí)停止測(cè)試。實(shí)步：（1將數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（B2輸出作為被測(cè)系統(tǒng)的輸入。（2構(gòu)造模擬電路：按圖安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線，表如下。（）置短路套（b測(cè)孔聯(lián)線

模塊號(hào)

跨接座號(hào)，S8S2S11，S9，S6

信號(hào)輸入運(yùn)放級(jí)聯(lián)運(yùn)放級(jí)聯(lián)負(fù)反饋相位測(cè)量

（OUT2）→（H1（）A2）（）A6）（）A1）（）A8）

（3運(yùn)行、觀察、記錄：

（COUT1）→）①將數(shù)/模轉(zhuǎn)換B2OUT2作為被測(cè)系統(tǒng)的輸入程序，在界面的自控菜下線性制統(tǒng)頻響分-實(shí)項(xiàng)

B4）→B8（IRQ6）幅測(cè)量（）→）跨接元件元庫(kù)A11中變電阻跨接到（4K）（）和（IN）之間目，擇階統(tǒng)就會(huì)彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)開始實(shí)驗(yàn)開始后，實(shí)驗(yàn)機(jī)將自動(dòng)產(chǎn)生多種頻率信號(hào)，等待將近十分鐘，測(cè)試結(jié)束后，觀察閉環(huán)對(duì)數(shù)幅頻、相頻曲線和幅相曲線。②測(cè)結(jié)束后，可點(diǎn)擊界面下方的“頻率特性”選擇框中的任意一項(xiàng)進(jìn)行切換，將顯示被測(cè)系統(tǒng)的閉環(huán)對(duì)數(shù)幅頻、相頻特性曲線（伯德圖）和幅相曲線（奈奎斯特圖圖3-2-4的測(cè)二階系統(tǒng)的閉環(huán)對(duì)數(shù)幅頻所示。③顯該系統(tǒng)用戶點(diǎn)取的頻率點(diǎn)ω、、Im實(shí)驗(yàn)機(jī)在測(cè)試頻率特性結(jié)束后示戶用鼠標(biāo)直接在幅頻或相頻特性曲線的界面上點(diǎn)擊所需增加的頻率（為了教上的方便本實(shí)驗(yàn)機(jī)選取的頻率值f為辨率，例如所選擇的信號(hào)頻率f值，則被認(rèn)為Hz入到被測(cè)對(duì)象的輸入端驗(yàn)將會(huì)把鼠標(biāo)點(diǎn)取的頻率點(diǎn)的頻率信號(hào)送入到被測(cè)對(duì)象的輸入端，然后檢測(cè)該頻率的頻率特性。檢測(cè)完成后在界面上方顯示該頻率點(diǎn)的fω、LIm、相數(shù)據(jù)，同時(shí)在曲線上打‘十字標(biāo)記果添的頻率點(diǎn)足夠多，則特性曲線將成為近似光滑的曲線。鼠標(biāo)在界面上移動(dòng)時(shí)面左下角將會(huì)同步顯示鼠標(biāo)位置所選取的角頻及幅值或相位值。在(兩頻率特性數(shù)據(jù)表)中將列出所有測(cè)試到的率點(diǎn)的閉環(huán)L、

Im、等關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量。注：該數(shù)據(jù)表不能自動(dòng)新，只能用‘關(guān)閉后再打開’的辦法更新。④諧頻率和諧振峰值的測(cè)試：在閉環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線中用鼠標(biāo)在曲線峰值處點(diǎn)擊一下檢測(cè)完成后就可以根十標(biāo)記’測(cè)得該系統(tǒng)的諧振頻ω的計(jì)算值進(jìn)行比對(duì)。

r

，諧振峰值ωr)見圖3-2-5實(shí)驗(yàn)結(jié)果可與式）注用用鼠標(biāo)只能在幅頻或相頻特性曲線的界面上點(diǎn)擊所需增加的頻率法幅相曲線的界面上點(diǎn)擊所需增加的頻率點(diǎn)。⑤改慣性環(huán)節(jié)開環(huán)增益：改變運(yùn)算模擬單元A3的入電阻、4K、。Ti=1C1=2u（C2=1u減（減小）。改變慣性環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)：改變運(yùn)算模擬單元A3的反饋電容2、2u。Ti=1C1=2u（R=4K增(ξ減)改變積分環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)：改變運(yùn)算模擬單元A3的反饋電容1、2u（C2=1u（），減（減?。?重新觀測(cè)結(jié)果，界面上方將顯示該系統(tǒng)用戶點(diǎn)取的頻率點(diǎn)LφIm、諧振頻率ω

r

，諧振峰值ωr)相關(guān)數(shù)據(jù)，填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。當(dāng)運(yùn)算模擬單元A3的入電阻R=10KTi=1（C2=1u減ξ減小特性，相頻特性，幅相特性圖像分別為當(dāng)運(yùn)算模擬單元A3的入電阻時(shí)Ti=1C1=2u（減ξ減小特性，相頻特性，相特性圖像分別為當(dāng)運(yùn)算模擬單元A3的入電阻時(shí)（C1=2u（R（ξ減小特性，相頻特性，幅相特性圖像分別為當(dāng)運(yùn)算模擬單元A3的入電阻時(shí)A3反饋電阻C2=2uTi=1（

（R=4K增ξ減)頻特性，相頻特性，幅相特性圖像分別為當(dāng)運(yùn)算模擬單元A3的入電阻時(shí)A3反饋電阻C2=