北航自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

TOC\o"1-1"\h\z\u實(shí)驗(yàn) 一、二階系統(tǒng)的電子模擬及時(shí)域響應(yīng)的動(dòng)態(tài)測(cè) 實(shí)驗(yàn) 頻率響應(yīng)測(cè) 實(shí)驗(yàn) 控制系統(tǒng)串聯(lián)校 實(shí)驗(yàn) 控制系統(tǒng)數(shù)字仿 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)電子模擬機(jī)上建立典型環(huán)節(jié)系統(tǒng)模型的方法二、立一階系統(tǒng)的電子模型,觀測(cè)并記錄在不同時(shí)間常數(shù)T并測(cè)定其過渡過程時(shí)間TS立二階系統(tǒng)的電子模型,觀測(cè)并記錄在不同阻尼比ζ并測(cè)定其超調(diào)量σ%及過渡過程時(shí)間TS一階系統(tǒng)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中始終取,則取不同的時(shí)間常數(shù)T分別為：0.25、0.5、1記錄不同時(shí)間常數(shù)下階躍響應(yīng)曲線，測(cè)量其過渡過程時(shí)ts（取二階系統(tǒng) ，則系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-２所示根據(jù)結(jié)構(gòu)圖，建立的二階系統(tǒng)模擬線路如圖1 ， 取不同的 ,觀察并記錄階躍響應(yīng)曲線測(cè)量調(diào)量σ%（ 誤差帶）,計(jì)算過渡過程時(shí)間TsHHMN-1型電子模擬機(jī)一臺(tái)PCHHMN-1比例 值，按照模擬線路圖搭接線路，不用的運(yùn)算放大器接成比例器。 與系統(tǒng)輸入端連接，將 一階T1111T=T=T=二階0實(shí)測(cè)值理論值7T=T=

T=實(shí)驗(yàn)圖線與理論圖線基本符合，公式得到驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果與理論數(shù)據(jù)有一些出入，原因在于選擇電阻時(shí)沒有合適的阻510千歐電阻代替500有可能引起誤差。系統(tǒng)模擬電路圖及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖分別如圖2-1及圖2-取R=200KΩ，則取R=100KΩ，若正弦輸入信號(hào) 。改變輸入信號(hào)頻 ,便可測(cè)得二和隨f(或ω)幅頻特性即測(cè)量輸入與輸出信號(hào)幅 實(shí)驗(yàn)采用“圖形”法進(jìn)行相頻特性的測(cè)試相位差角Ψ對(duì)于及 時(shí)，有即,顯然，僅當(dāng)時(shí)，上式才成立HHMN-1PCHHMN-1型電子模擬機(jī)的使用方法，將各運(yùn)算放大器接成比例斷開電源，按照實(shí)驗(yàn)說明書上的條件和要求，計(jì)算電阻和電容的取值，按照模擬線路圖搭接線路，不用的運(yùn)算放大器接成比例器。先選擇R=200K。將與系統(tǒng)輸入端連接，將與系統(tǒng)輸出端連接。線路運(yùn)行軟件，分別獲得理論和實(shí)際仿真的曲線，并采用“XYGraph”觀測(cè)“圖形”。調(diào)整信號(hào)源頻率，連續(xù)獲得十組曲線，其中有一組的為“圖形”為正橢圓。R100K2~41．R200KΩ時(shí)的頻率響①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩f1/ω=14.1rad/s時(shí)的曲線和圖R100KΩ時(shí)的頻率響①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩f67891/ω=10rad/s時(shí)的曲線和圖由ω=14.1rad/s時(shí)相角 1.453R100KΩ 1.008其中為校正環(huán)節(jié)可放置在系統(tǒng)模型中來實(shí)現(xiàn)也可使用模擬電路的

給定a=2.44,T=0.26,則給定b0.12T83.33,HHMN-1型電子模擬機(jī)一臺(tái)PCHHMN-1值，按照模擬線路圖搭接線路，不用的運(yùn)算放大器接成比例器。運(yùn)行軟件，先不加入分別獲得理論和實(shí)際仿真的曲線接入，獲得滯后校正的理論和實(shí)際仿真的曲線，之后成獲得超前校正的理論和實(shí)際仿真的曲線不同校正環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性實(shí)測(cè)值理論值∞∞∞系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲未加校超前校滯后校系統(tǒng)Bode未加校正環(huán)節(jié)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函串聯(lián)超前校正系統(tǒng)開環(huán)傳遞串聯(lián)滯后校正系統(tǒng)開環(huán)傳遞三者Bode對(duì)超前校正：系統(tǒng) 明顯減小，相角、穿越頻率變大。為系統(tǒng)引一、實(shí)驗(yàn)?zāi)慷?、?shí)驗(yàn)方四階—X(t)F(t,x(t),X(0) X(t為m維向量，t，u(t)均為標(biāo)量，則在tn1 Xh

2K2KK

htn1

K1F(tn,Xn,utnKF

1h,

hK,ut K3F

1h,

h

,utnK4F(tnh,XnhK3,utn

(s) (s)

csn1csn

1 1 n

snasn1…x(t)AX(t)y(t)cXx(0)

維列向量，c為nx1(t)x

00

0 0 X(t)

b

A

1x 1

…a

1c[cn,cn1,…c1F(tX(t),u(t))AX(t(s)求K

s310s225s5（-分離點(diǎn)坐標(biāo)d2/(d+5)+1/d=0,d=-5/3(與虛軸交點(diǎn)D(s)s310s225sKs=jwD(jw)(jw)310(jw)225jwK解得w1,25K系統(tǒng)根軌跡如下圖所已知

5---5------K超調(diào)量為5%時(shí)超調(diào)量為25%時(shí)超調(diào)量為50%時(shí)仿真結(jié)理論5仿真K通過程序找到精確的functionA=[010;001;-K-25-b=[00c=[K0X=[00Z=[00for尋找精確K思路：通過已經(jīng)估算的K值，在其鄰域[K3K3內(nèi)，每