实验2二阶系统的阶跃响应及稳定性分析实验
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实验2二阶系统的阶跃响应及稳定性分析实验一、 实验目的1、 观察并掌握典型二阶系统的单位阶跃响应特性。了解结构参数变化对系统性能的影响。2、 学习利用课程中所用知识设计典型二阶系统。二、 实验设备硬件设备：微机一台，示波器一台，TDN-86/88TDN-AC/ACS实验系统一套。软件设备：Windows 2000操作平台，TDN-AC/ACS系统集成操作软件。三、 实验原理典型二阶系统 典型二阶系统的方框图及传递函数1/T0SK1/T1S+1R(S)C(S)E(S)图2-1是典型二阶系统原理方框图，其中T0=1S，T1=0.1S，K1分别为10、5、2.5、1。 -图 2-1开环传函：G（S）=其中K=K1/TO=K1闭环传函：W（S）=其中=,表2-1列出有关二阶系统在三种情况（欠阻尼、临界阻尼、过阻尼）下具体参数的表达式，以便计算理论值。推导过程请参照有关原理书。表2-1一种情况各参数01KK=K1/T0=K10n=0.5C(tp)C(tp)= C()1MP(%)tp(s)ts(s)四、 实验内容及步骤1、 准备：将“信号源单元 ”（U1 SG）的ST插针和+5V插针用“短路块”短接，使运算放大器反馈网络上的场效应管3DJ6夹断。2、选择适当大小的元器件，自行设计一典型二阶系统。典型二阶系统瞬态性能指标的测试 按照自己设计的电路图连线,求其传递函数表达式。 用示波器观察系统阶跃响应C(t)，测量并记录超调量Mp，峰值时间tp和调节时间ts，记录表2-2中。 改变系统开环增益，观察相应的阶跃响应C(t)，测量并记录性能指标Mp、tp和ts，及系统的稳定性，并将测量值和计算值（实验前必须按公式计算出）进行比较。参数取值及响应曲线，详见表2-2。表2-2R(K)K(1/S)Wn(1/S)C(tp)C()MP (%)tp (s)ts (s)阶跃响应信号测量值计算值测量值计算值测量值计算值01过阻尼响应为单调指数曲线五、 实验报告1、 实验设备、型号、编号。2、 试验目的。3、 实验原理线路图及数据。4、 设计内容及线路图。5、 纪录不同系统下的响应曲线，振荡次数，超调量P%，峰值时间tp及调节时间ts（=0.05）。6、 将实验结果与理论值进行比较分析。六、 思考题分析说明%与的关系，ts（=0.05）值决定于系统的哪个参数。
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