控制綜合系統(tǒng)頻率特性實驗

試驗名稱控制系統(tǒng)頻率特征試驗序號3試驗時間學生姓名學號專業(yè)班級年級指導(dǎo)老師試驗成績一、試驗?zāi)繕耍貉芯靠刂葡到y(tǒng)頻率特征，及頻率改變對被控系統(tǒng)影響。二、試驗條件：臺式計算機控制理論&計算機控制技術(shù)試驗箱THKKL-4系列THKKL仿真軟件三、試驗原理和內(nèi)容：1．被測系統(tǒng)方塊圖及原理被測系統(tǒng)方塊圖及原理：圖3—1被測系統(tǒng)方塊圖系統(tǒng)(或步驟)頻率特征G(jω)是一個復(fù)變量，能夠表示成以角頻率ω為參數(shù)幅值和相角。本試驗應(yīng)用頻率特征測試儀測量系統(tǒng)或步驟頻率特征。

圖4—1所表示系統(tǒng)開環(huán)頻率特征為：采取對數(shù)幅頻特征和相頻特征表示，則式(3—2)表示為：將頻率特征測試儀內(nèi)信號發(fā)生器產(chǎn)生超低頻正弦信號頻率從低到高改變，并施加于被測系統(tǒng)輸入端[r(t)]，然后分別測量對應(yīng)反饋信號[b(t)]和誤差信號[e(t)]對數(shù)

幅值和相位。頻率特征測試儀測試數(shù)據(jù)經(jīng)相關(guān)器件運算后在顯示器中顯示。依據(jù)式(3—3)和式(3—4)分別計算出各個頻率下開環(huán)對數(shù)幅值和相位，在半對數(shù)坐標紙上作出試驗曲線：開環(huán)對數(shù)幅頻曲線和相頻曲線。依據(jù)試驗開環(huán)對數(shù)幅頻曲線畫出開環(huán)對數(shù)幅頻曲線漸近線，再依據(jù)漸近線斜率和

轉(zhuǎn)角頻確定頻率特征(或傳輸函數(shù))。所確定頻率特征(或傳輸函數(shù))正確性能夠由測量相頻曲線來檢驗，對最小相位系統(tǒng)而言，實際測量所得相頻曲線必需和由確定頻率特征(或傳輸函數(shù))所畫出理論相頻曲線在一定程度上相符。假如測量所得相位在高頻(相對于轉(zhuǎn)角頻率)時不等于－90°(q－p)［式中p和q分別表示傳輸函數(shù)分子和分母階次］，那么，頻率特征(或傳輸函數(shù))肯定是一個非最小相位系統(tǒng)頻率特征。2．被測系統(tǒng)模擬電路圖被測系統(tǒng)模擬電路圖：見圖3－2注意：所測點-c(t)、-e(t)因為反相器作用，輸出均為負值，若要測其正輸出點，

可分別在-c(t)、-e(t)以后串接一組1/1百分比步驟，百分比步驟輸出即為c(t)、e(t)

正輸出。四、試驗步驟：在此試驗中，利用TKKL-4型系統(tǒng)中U15D/A轉(zhuǎn)換單元將提供頻率和幅值均可調(diào)基準正弦信號源，作為被測對象輸入信號，而TKKL-4型系統(tǒng)中測量單元CH1通道用來觀察被測步驟輸出（本試驗中請使用頻率特征分析示波器），選擇不一樣角頻率及幅值正弦信號源作為對象輸入，可測得對應(yīng)步驟輸出，并在PC機屏幕上顯示，我們能夠依據(jù)所測得數(shù)據(jù)正確描述對象幅頻和相頻特征圖。具體試驗步驟以下：(1)將U15D/A轉(zhuǎn)換單元OUT端接到對象輸入端。(2)將測量單元CH1(必需撥為乘1檔)接至對象輸出端。

(3)將U1信號發(fā)生器單元ST和S端斷開，用1號試驗導(dǎo)線將ST端接至CPU單元中PB10。(因為在每次測量前，應(yīng)對對象進行一次回零操作，ST即為對象鎖零控制端，在這里，我們用8255PB10口對ST進行程序控制)(4)在PC機上輸入對應(yīng)角頻率，并輸入適宜幅值，按ENTER鍵后，輸入角頻率開始閃爍，直至測量完成時停止，屏幕即顯示所測對象輸出及信號源，移動游標，可得到對應(yīng)幅值和相位。(5)如需重新測試，則按“New”鍵，系統(tǒng)會清除目前測試結(jié)果，并等候輸入新角頻率，準備開始進行下次測試。

(6)依據(jù)測量在不一樣頻率和幅值信號源作用下系統(tǒng)誤差e(t)及反饋c(t)幅值、相

對于信號源相角差，用戶可自行