实验一_典型环节的时域响应.doc

0实验报告 班级：通信 09-4学好：0905030430姓名：赵广辉实验一 典型环节的时域响应1.1 实习目的1. 通过实验熟悉并掌握实验装置和上位机软件的使用方法2. 熟悉各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃曲线对比差异、分析原因3. 了解参数变化对典型环节阶跃特性的影响1.2 实验原理及内容1.2.1 比例环节比例环节模拟电路图如 图 1-1 所示：图 0-1 比例环节模拟电路实验参数：R0=100K ，R1=200K传递函数：Uo/Ui=K（K=R1/R0） 比例环节阶跃曲线如 图 1-2 所示： 1图 0-2 比例环节阶跃曲线1.2.2 积分环节积分环节模拟电路图如所示：图 0-3 积分环节模拟电路实验参数：R0=100K ，C=1μF传递函数：Uo/Ui=1/TS ， （K=R1/R0，T=R0C） 积分环节阶跃曲线如 图 1-4 所示： 2图 0-4 积分环节阶跃曲线1.2.3 比例积分环节比例积分环节模拟电路如 图 1-5 所示：图 0-5 比例积分环节实验参数：R0=R1=200K，C=1μF。

传递函数：Uo/Ui=1/TS+K， （K=R1/R0，T=R0C ） 比例积分环节阶跃曲线如 图 1-6 所示： 3图 0-6 比例积分环节阶跃曲线1.2.4 惯性环节惯性环节模拟电路如 图 1-7 所示：图 0-7 惯性环节模拟电路图实验参数：R0=R1=200K，C=1μF传递函数：Uo/Ui=K/TS+1， （K=R1/R0，T=R0C ） 惯性环节阶跃曲线如 图 0-7 所示： 4图 0-8 惯性环节阶跃曲线1.3 实验步骤1. 按比例环节模拟电路图连接，检查无误后开启设备电源2. 将信号源单元的“ST”端插针用 “短路块”短接由于每个运放单元均设置了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能将开关分别设在“方波”档和“500ms-12s”档，调节调幅和调频电位器，似的“OUT”端输出的方波幅值为 1V，周期为 10s 左右3. 将 2 中的方波信号加至环节的输入端 Ui，用示波器的“CH1”和“CH2”表笔分别监测模拟电路的输入 Ui 端和输出 Uo 端，观测输出端的实际影响曲线 Uo（t ） ，记录实验波形及结果4. 改变几组参数，重新观测结果5. 用同样的方法分别搭接积分环节、比例环节、比例积分环节惯性环节的模拟电路图。

观测这些环节对阶跃信号的实际响应曲线，分别记录实验波形及结果 52. 实验二 典型系统动态性能和稳定性分析2.1 实验目的1. 学习和掌握动态性能指标的测试方法，以及对象的三种阻尼比下的响应曲线2. 研究典型系统参数对系统动态性能和稳定性的影响2.2 实验原理及内容典型二阶系统稳定性分析2.2.1 结构框图图 2-1 结构框图2.2.2 模拟电路图图 2-2 模拟电路图2.2.3 理论分析系统开环传递函数为：G(S)=K1/T0S(T1S+1)，(K=K1/T0) 62.2.4 实验内容先算出理解阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻 R 的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合在此实验中T0=1s，T1=0.2s，K1=200/R，K=200/R其闭环传递函数 W(S)= =22nS其中自然震荡角频率： 阻尼比：KS52 RTKn10401Rn2.3 实验步骤1. 将信号源单元的“ST”端插针与 “S”端插针用短路块短接由于每个运放单元均设置了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能将开关分别设在“方波”档和“500ms-12s”档，调节调幅和调频电位器，似的“OUT”端输出的方波幅值为 1V，周期为 10s左右。

2. 典型二阶系统瞬态性能指标的测试1) 按模拟电路图接线将方波信号接输入端，取 R=10K2) 用示波器观察系统响应曲线 c（t ） ，测量并记录超调 MP，峰值时间 tp 和调节时间ts3) 分别安 R=50K；160K；200K ；改变系统开环增益，观察响应曲线 c(t)，测量并记录性能指标 MP、tp、和 ts，及系统的稳定性并讲测量值和计算值进行比较2.4 测量结果欠阻尼：R=10 理论值：MP=44％，tp=0.32 ，ts=1.6测量值：MP=44，tp=0.31，ts=1.4 欠阻尼 R=10 响应曲线如 图 2-3 所示： 7图 2-3 R=10 欠阻尼响应曲线R=25 测量值：MP=21.6％，tp=0.515 ，ts=1.4欠阻尼 R=25 响应曲线如 图 2-4 所示：图 2-4 R=25 欠阻尼响应曲线过阻尼：测量值：MP=0％，tp=1.84，ts=3.8 过阻尼 R=200 响应曲线如 图 2-5 所示： 8图 2-5 R=200 过阻尼响应曲线 93. 实验三 线性系统的频率响应分析3.1 实验目的1. 学习和掌握波特图的绘制方法及由波特图来确定系统开环传函。

2. 学习根据实验方法测量系统的波特图3.2 实验原理及内容一阶惯性环节频率特性：模拟电路图如 图 3-1 所示：图 3-1 模拟电路图实验参数取 R0=R1=100K，C=μF开环传函：Uo/Ui=1/0.1S+1一阶惯性环节波特图如 图 3-2 所示： 10图 3-2 一阶惯性环节波特图一阶惯性环节极坐标图如 图 3-3 所示： 11图 3-3 一阶惯性环节极坐标图。