典型環(huán)節(jié)的模擬研究自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告-文庫吧
2025-06-08 15:42 本頁面
【正文】 躍響應(yīng)曲線 典型比例積分環(huán)節(jié)模擬電路如圖 318所示 .。 圖 318 典型比例積分環(huán)節(jié)模擬電路 （ 1）為了避 免積分飽和，將函數(shù)發(fā)生器（ B5）所產(chǎn)生的周期性矩形波信號（ OUT），代替信號發(fā)生器（ B1）中的人工階躍輸出作為系統(tǒng)的信號輸入（ Ui）；該信號為零輸出時(shí)將自動(dòng)對模擬電路鎖零。 ① 在顯示與功能選擇（ D1）單元中，通過波形選擇按鍵選中‘矩形波’（矩形波指示燈亮）。 ② 量程選擇開關(guān) S2置下檔，調(diào)節(jié)“設(shè)定電位器 1”，使之矩形波寬度 1 秒秒左右（ D1單元左顯示）。 ③ 調(diào)節(jié) B5單元的“矩形波調(diào)幅”電位器使矩形波輸出電壓 = 1V（ D1 單元右顯示）。 （ 2） 構(gòu)造模擬電路：按圖接線 （ 3） 運(yùn)行、觀察、記錄：（注： CH1選‘ 1’檔 。時(shí)間量程調(diào)選‘ 1’檔） ① 打開虛擬示波器的 單跡 界面，點(diǎn)擊 開始 ， 用示波器觀測 A6輸出端（ Uo）。 ② 待完整波形出來后，移動(dòng)虛擬示波器橫游標(biāo)到 1V（與輸入相等）處，再移動(dòng)另一根橫游標(biāo)到Δ V=Kp輸入電壓處，得到與積分曲線的兩個(gè)交點(diǎn)。 ③ 再分別移動(dòng)示波器兩根縱游標(biāo)到積分曲線的兩個(gè)交點(diǎn)，量得積分環(huán)節(jié)模擬電路時(shí)間常數(shù) Ti。 5).觀察比例微分環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線 典型比例微分環(huán)節(jié)模擬電路如圖 319 所示。 圖 319 典型比例微分環(huán)節(jié)模擬電路 （ 1）將函數(shù)發(fā)生器（ B5）單元的矩形波輸出作為系統(tǒng)輸入 R。（連續(xù)的正輸出寬度足夠大的階躍信號 ) ① 在顯示與功能選擇（ D1）單元中，通過波形選擇按鍵選中‘矩形波’（矩形波指示燈亮）。 ② 量程選擇開關(guān) S2置下檔，調(diào)節(jié)“設(shè)定電位器 1”，使之矩形波寬度 1 秒左右（ D1 單元左顯示）。 ③ 調(diào)節(jié) B5 單元的“矩形波調(diào)幅” 電位器使矩形波輸出電壓 = （ D1 單元右顯示）。 （ ?） 構(gòu)造模擬電路：按圖接線 ?（ 3）運(yùn)行、觀察、記錄： CH1 選‘ 1’檔。 ?① 打開虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊 開始 ， 用示波器觀測系統(tǒng)的 A6 輸出端（ Uo），響應(yīng)曲線見圖 3110。等待完整波形出來后，把最高端電壓（ ）減去穩(wěn)態(tài) 輸出電壓（ ），然后乘以 ，得到Δ V=。 ② 移動(dòng)虛擬示波器兩根橫游標(biāo)，從最高端開始到Δ V= 處為止，得到與微分的指數(shù)曲線的交點(diǎn)，再移動(dòng)虛擬示波器兩根縱游標(biāo)，從階躍開始到曲線的交點(diǎn)，量得Δ t=。 ③ 已知 KD=10，則圖 319 的比例微分環(huán)節(jié)模擬電路微分時(shí)間常數(shù)：0 .4 8 StKT DD ??? ? 四、 思考、討論或體會(huì)或?qū)Ω倪M(jìn)實(shí)驗(yàn)的建議： 在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前，我們從課本上面基本上掌握了各種典型環(huán)節(jié)模擬電路、傳遞函數(shù)表達(dá)式和對儀器基本的了解。 本次實(shí)驗(yàn)當(dāng)中由于沒有認(rèn)真看實(shí)驗(yàn)指 導(dǎo)書，實(shí)驗(yàn)沒有完成的很好，直接忽略了改變系數(shù)再一次的實(shí)驗(yàn)。以后的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中盡量實(shí)驗(yàn)前做到認(rèn)真預(yù)習(xí)。 通過這次實(shí)驗(yàn)，使我學(xué)到了不少實(shí)用的知識(shí)，加深了對課本上知識(shí)的理解，受益匪淺 南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 實(shí)驗(yàn)類型：■ 驗(yàn)證 □ 綜合 □ 設(shè)計(jì) □ 創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期： 實(shí)驗(yàn)成績： 二階系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性 一、實(shí)驗(yàn)要求 了解和掌握典型二階系統(tǒng)模擬電路的構(gòu)成方法及Ⅰ型二階閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)式。 研究Ⅰ型二階閉環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù) 無阻尼振蕩頻率ω n、阻尼比ξ對過渡過程的影響。 掌握欠阻尼Ⅰ型二階閉環(huán)系統(tǒng)在階躍信號輸入時(shí)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) Mp、 tp、 ts的計(jì)算。 觀察和分析Ⅰ型二階閉環(huán)系統(tǒng)在欠阻尼，臨界阻尼，過阻尼的瞬態(tài)響應(yīng)曲線，及在階躍信號輸入時(shí)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) Mp、 tp、 ts 值，并與理論計(jì)算值作比對。 二、主要儀器設(shè)備及耗材 1．計(jì)算機(jī)一臺(tái)（ Windows XP 操作系統(tǒng)） 2． AEDKlabACT 自動(dòng)控制理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套 3． LabACT6_08 軟件一套 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 本實(shí)驗(yàn)用于 觀察和分析二階系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性。 圖 318 Ⅰ 型二階 閉環(huán) 系統(tǒng)模擬電路 圖 318 的 二階系統(tǒng)模擬電路 的各環(huán)節(jié)參數(shù)及 系統(tǒng) 的傳遞函數(shù)： 當(dāng) R=100k， K=1 ξ = 1 為過阻尼響應(yīng)，當(dāng) R=40k， K= ξ =1 為臨界阻尼響應(yīng)，當(dāng) R=4k， K=25 ξ = 0ξ 1 為欠阻尼響應(yīng)。 欠阻尼二階閉環(huán)系統(tǒng)在階躍信號輸入時(shí)的動(dòng)態(tài)指標(biāo) Mp、 tp、 ts 的計(jì)算：（ K=2? =、 n? =） Ⅰ 型二階 閉環(huán) 系統(tǒng)模擬電路 見圖 318。該 環(huán)節(jié) 在 A3 單元中改變輸入電阻 R 來 調(diào)整衰減時(shí)間。 （ 1）用信號發(fā)生器（ B1）的‘階躍信號輸出’ 和‘幅度控制電位器’構(gòu)造輸入信號（ Ui）： B1 單元中電位器的左邊 K3 開關(guān)撥下（ GND），右邊 K4 開關(guān)撥下（ 0/+5V 階躍）。階躍信號輸出（ B1 的 Y 測孔）調(diào)整為 2V（調(diào)節(jié)方法：按下信號發(fā)生器（ B1）階躍信號按鈕， L9 燈亮，調(diào)節(jié)電位器，用萬用表測量 Y 測孔）。 （ 2）構(gòu)造模擬電路： 按圖接線 （ 3）虛擬示波器（ B3）的聯(lián)接：示波器輸入端 CH1 接到 A6 單元信號輸出端OUT（ C(t)）。 （ 4）運(yùn)
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