典型系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)和穩(wěn)定性分析

典型系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)和

穩(wěn)定性分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱 典型系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)和穩(wěn)定性分析 系 信息院 專業(yè) 自動(dòng)化 班2205班姓名 學(xué)號(hào) 授課老師 預(yù)定時(shí)間 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào) 一、 目的要求1研究二階系統(tǒng)的特征參量(g、3n)對(duì)過渡過程的影響。2?研究二階對(duì)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(duì)三階系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析。二、 原理簡(jiǎn)述根據(jù)系統(tǒng)在二階三階下的穩(wěn)定性不同作該實(shí)驗(yàn)研究相關(guān)系統(tǒng)的時(shí)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—七］>(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—七］>EC；1RKL ?tdsTiS^l2?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。

MS)團(tuán)1.2-3MS)團(tuán)1.2-3(2)理論分析系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：三、系統(tǒng)的特征方程為：；-::-三—=1二\-二-工:-工二=?三、儀器設(shè)備PC機(jī)一臺(tái)，TD-ACC+(或TD-ACS)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。四、線路示圖1典型的二階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析四、線路示圖1典型的二階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析2?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：先算出臨界阻尼、欠阻尼、過阻尼時(shí)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(dòng)態(tài)性能及穩(wěn)定性，應(yīng)與理論分析基本吻合。石=，7]=0.2s，K\= nK=系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為:S2系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為:S2-n5S-K實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)前由Routh實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)前由Routh判斷得Routh行列式為:：2C20KS1S1S°(-5KGX2020K為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定，第一列各值應(yīng)為正數(shù)，所以有―…E-—i+20>0得：0cK^：12=>lt^41.7Kn 荼統(tǒng)穩(wěn)定K=12 =>R=41.7KQ 系統(tǒng)臨界穩(wěn)室涉驟二二二?A亓工于心宅將信號(hào)源單元的“ST”端插針與“S”端插針用“短路塊”短接。由于每個(gè)運(yùn)放單元均設(shè)置了鎖零場(chǎng)效應(yīng)管，所以運(yùn)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。典型二階系統(tǒng)瞬態(tài)性能指標(biāo)的測(cè)試(1)按模擬電路圖接線，將1中的方波信號(hào)接至輸入端，取R=10K。⑵用示波器觀察系統(tǒng)響應(yīng)曲線C(t),測(cè)量并記錄超調(diào)MP、峰值時(shí)間tp和調(diào)節(jié)時(shí)間tSo⑶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(cè)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(cè)量值和計(jì)算值進(jìn)行比較(實(shí)驗(yàn)前必須按公式計(jì)算出)。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表中。表中已填入了一組參考測(cè)量值，供參照。

(1)按圖接線，將1中的方波信號(hào)接至輸入端，取R=30K。⑵觀察系統(tǒng)的響應(yīng)曲線，并記錄波形。⑶減小開環(huán)增益(R=；10OK),觀察響應(yīng)曲線，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表中。表中已填入了一組參考測(cè)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=10Ki典型的二階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析R=10KiD\IT1-72=312.5ms [VI-V2|=w0niv〔HFl打習(xí)二3玄JHZ [VIJ二63J□miT:GOOms^ CHt500CH21朋R=50K|71--2|-76E.1mt R=50K|71--2|-76E.1mt -110C'■=2JrSs |7■--V2.=anvCl12:T:1s/^ CH1:1v/t^ CH2:W胳

典型二階系統(tǒng)R瞬態(tài)K性能DJH指標(biāo)!實(shí)驗(yàn)參考a值表旳盤論S測(cè)S值測(cè)S直it<Sas麵肚尼102010i_41.41441J0.320J81.51.55041V5逅41A111100.85091.51..7|質(zhì)舁jaffi160542.51無1無1-92.5単tA指數(shù)41辺阻尼2001豈2無1無無2.93.5單謂數(shù)R=100K七、分析討論|T1-T：R=100K七、分析討論|T1-T：|=46E.8ns V1-V：|=517.6nv其中Mp=e加tp ;——-型三階系統(tǒng)￡在不F同開環(huán)增益下的響應(yīng)情況參考值表穩(wěn)崔性3016.7不穩(wěn)宦發(fā)敢41.712味界稔定尊甫捱蕩1005磴融衰咸收做通過這次自動(dòng)控制的實(shí)驗(yàn)，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(shí)域函數(shù)的表達(dá)式熟悉了各種典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線以及各項(xiàng)參數(shù)變化對(duì)典型