实验四-二阶闭环系统的频率特性曲线
10页1、实验四 二阶闭环系统的频率特性曲线3.2 二阶闭环系统的频率特性曲线一实验要求1 了解和掌握二阶闭环系统中的对数幅频特性和相频特性,实频特性和虚频特性的计算2 了解和掌握欠阻尼二阶闭环系统中的自然频率n、阻尼比对谐振频率r和谐振峰值L(r)的影响及r和L(r) 的计算。3 观察和分析欠阻尼二阶开环系统的谐振频率r、谐振峰值L(r),并与理论计算值作比对。二实验内容及步骤本实验用于观察和分析二阶闭环系统的频率特性曲线。本实验以第3.1.2节二阶系统瞬态响应和稳定性中二阶闭环系统模拟电路为例,令积分时间常数为Ti,惯性时间常数为T,开环增益为K,可得: 自然频率: 阻尼比: (3-2-1)谐振频率: 谐振峰值: (3-2-2)频率特性测试电路如图3-2-2所示,其中惯性环节(A3单元)的R用元件库A7中可变电阻取代。图3-2-4 二阶闭环系统频率特性测试电路 积分环节(A2单元)的积分时间常数Ti=R1*C1=1S, 惯性环节(A3单元)的惯性时间常数 T=R3*C2=0.1S,开环增益K=R3/R。设开环增益K=25(R=4K),各环节参数代入式(3-2-1),得:n = 15.81 =
2、 0.316;再代入式(3-2-2),得:谐振频率:r = 14.14 谐振峰值: 注1:根据本实验机的现况,要求构成被测二阶闭环系统的阻尼比必须满足,否则模/数转换器(B7元)将产生削顶。注2:实验机在测试频率特性时,实验开始后,实验机将按序自动产生0.5Hz16Hz等多种频率信号,当被测系统的输出时将停止测试。 实验步骤: (1)将数/模转换器(B2)输出OUT2作为被测系统的输入。(2)构造模拟电路:按图3-2-4安置短路套及测孔联线,表如下。(a)安置短路套 (b)测孔联线模块号跨接座号1A1S4,S82A2S2,S11,S123A3S8,S95A6S2,S61信号输入B2(OUT2) A1(H1)2运放级联A1(OUT)A2(H1)3运放级联A3(OUT)A6(H1)4负反馈A3(OUT)A1(H2)6相位测量A6(OUT) A8(CIN1)7A8(COUT1) B4(A2)8B4(Q2) B8(IRQ6)9幅值测量A6(OUT) B7(IN4)10跨接元件(4K)元件库A11中可变电阻跨接到A2(OUT)和A3(IN)之间(3)运行、观察、记录: 将数/模转换器(B2)输出
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