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自控实验报告-典型环节的电模拟及阶跃响应分析

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1、精品文档附：实验实验一典型环节的电模拟及阶跃响应分析一、实验目的1 .学习典型环节的电模拟方法及参数测试方法；2 .观察典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对动态特性的影响;3 .学习虚拟仪器(低频示波器)的使用方法；4 .学习使用MATLAB SIMULINK勺使用，进行时域法分析；5 . 了解虚拟实验的使用方法；二、实验设备及仪器1. . 模拟试验箱2. 抵频信号发生器3. 虚拟仪器(低频示波器)4. 计算机5. MATLA防真软件三、实验准备实验准备：(1)检查线。检查试验中所要用的连接线以及阶跃信号是否存在问题。将连接线的一头插在+5V的阶跃信号上上，另一头接在 LED显示灯上。按下脉冲信号，若灯亮，则表示线是完好的，并且阶跃信号也是好的。反之，此线不可在实验中使用。(2)检查测量电阻。把万用表跳到电阻档，依次检查试验中要用到的不同值电阻。若与试验所要求的值差别太大，做上标记，不在实验中使用。完好的电阻打上。(3)检查运算放大器。将脉冲信号之后接一个390K电阻，然后接放大器，反向端进入，然后用万用表依次测量放大器输入端和输出端是否为 +1V和-1V,若为此结果

2、，则表示放大器完好。(4)检查电路板上是否有虚焊点的存在。四、实验内容1.惯性环节(一阶系统)：G(s尸 ,K= R2, T= R2?CTS 1 R1电路图如图所示:从输入端加入阶跃信号a.令K=1,观察T=1s,2s时的波形，记录ts计算元件的设定参数：令 K=1,即 R1=R2=100K;T 1当 T=1s 时，C= = =10uR2 100T 2当 T=1s 时，C= =20uR2 100即 K=1, T=1s 时，R1=R2=100K C=10uK=1, T=2s 时，R1=R2=100K C=20u数据记录K=1TR2CtsK1s100K10u4.16 s12s100K20u8.32 s1K=1, T=1s时，实验波形如图所示:K=1, T=2s时，实验波形如图所示:b.保持T=1s不变，分别观察K=1、2时的输出波形，并作记录ts令 T=1s一一，_ T 1当 K=1 时,R1=R2=100K,C=二10uR2 100当 K=2时,R1= 100K, R2=200K, C= = =5uR2 200即 K=1, T=1s 时，R1=R2=100K C=10uK=2, T=1

3、s 时，R1=100K, R2=200K,C=5u数据记录：T=1sTR2CtsK1s100K10u4.16 s11s200K5u4.32 s2附：实验波形K=1, T=1s时，实验波形如图所示:K=2, T=1s时，实验波形如图所示:#欢在下载精品文档#欢在下载MATLAB 真:(1)如图所示连接系统；设置为在 Simulation/Simulation parameters 中将仿真时间(Stop Time ) 10秒; 单击Simulation/Start开始仿真，打开示波器 Scope显示仿真结果; 令K=1,分别观察T=1s,T=2s时的仿真结果的变化；(5)令T=1s,分别观察K=1,K=2时的仿真结果的变化；K=1, T=1s时，仿真如图所示：系统连接图:仿真结果:惯性K=1 , 丁二佰K=1, T=2s时，仿真如图所示：系统连接图:仿真结果:惯性 K=1 , T=2sK=2, T=1s时，仿真如图所示: 系统连接图：Sgpg仿真图形计算ts理论值：（取=2%）K=1, T=1s ts=4T=4sK=1, T=2s ts=4T=8sK=2, T=1s ts=4T=4s2.

4、震荡环节：误差= 4.16 4 100% 016 100% 4% 44、口工8.3280.32误差- 100% 100% 4%88、口*4.3240.32.块差=100% 100% 8%44_ 2 2Ts s 2Ts s 1R12R2从输入端加入阶跃信号，分别观察士=0.1、0.5、1时的输出波形，并记录计算元件的设定参数:T=0.1s当七=0.1时R1100T0 1R1=100K, R2= 100 =500K, C= : =0.2u22 0.1R2 500当己=0.5时R1100T0 1R1=100K, R2= 100 =100K, C= 1 =1u22 0.5R2 100当E =1时R1 100T 0.1 cR1=100K, R2=50K, C= =2u22 1R2 50即 T=0.1s, E =0.1 时，R1=100K, R2=500K, C=0.2u T=0.1s , E =0.5 时，R1=100K, R2=100K, C=1u T=0.1s , E =1 时，R1=100K, R2=50K, (C=2u实验数据记录TR2七Cts0.1s500K0.10.2u960ms55.6%0.1s100K0.51u800ms15%0.1s50K12u760ms0.6%y(tp) y()(%)100%y()附实验波形：T=0.1s,己=0.1时的实验波形如下图所示:T=0.1s,己=0.5时的实验波形如下图所示:MATLAB& 真:(1)如图所示连接系统:St且PTransfer FuncticiFtScope(2)在 Simulation/Simulation parameters 中将仿真时间(Stop Time ) 设置为10(3)单击Simulation/Start开始仿真，打开示波器 Scope显示仿真结(4)观察T=0.1s,己=0.1、0.5、0.7、1时的仿真结果。T=0.1s,己=0.1时仿真如图所示T=0.1s ,己=0.5时仿真如图所示精品文档T=0.1s=1 时仿真如图所示五、结果分析惯性环节：对于惯性环节来说，T越大，惯性越大，调节时间也就越大当T不变，仅仅改变K时，调节时间变化不大。震荡环节:阻尼比越大，调节时间越小，超调量也越小，当阻尼比接近于 1时，超调量接近于010欠0迎下载

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