【正文】 Hefei University of Technology《控制工程基礎(chǔ)》實 驗 報 告學(xué) 院機械與汽車工程學(xué)院姓 名學(xué)　　號專業(yè)班級機械設(shè)計制造及其自動化137班 2015年 12　月　15　日自動控制原理實驗? 線性系統(tǒng)的時域分析? 一、 實驗要求掌握各典型環(huán)節(jié)模擬電路的構(gòu)成方法、傳遞函數(shù)表達式及輸出時域函數(shù)表達式。 觀察和分析各典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線，了解各項電路參數(shù)對典型環(huán)節(jié)動態(tài)特性的影響。二、實驗原理 (典型環(huán)節(jié)的方塊圖及傳遞函數(shù)) 典型環(huán)節(jié)名稱 方 塊 圖 傳遞函數(shù)比例（P）積分（I）比例積分（PI）比例微分（PD）慣性環(huán)節(jié)（T）比例積分微分（PID）三、實驗內(nèi)容及步驟在實驗中欲觀測實驗結(jié)果時，可用普通示波器，也可選用本實驗機配套的虛擬示波器。如果選用虛擬示波器，只要運行LABACT程序，選擇自動控制菜單下的線性系統(tǒng)的時域分析下的典型環(huán)節(jié)的模擬研究實驗項目，再選擇開始實驗，就會彈出虛擬示波器的界面，點擊開始即可使用本實驗機配套的虛擬示波器（B3）單元的CH1測孔測量波形。具體用法參見用戶手冊中的示波器部分。1) 觀察比例環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線典型比例環(huán)節(jié)模擬電路如圖311所示。該環(huán)節(jié)在A1單元中分別選取反饋電阻R1=100K、200K來改變比例參數(shù)。圖311 典型比例環(huán)節(jié)模擬電路實驗步驟： 注：“SST”不能用“短路套”短接！（1）將信號發(fā)生器（B1）中的階躍輸出0/+5V作為系統(tǒng)的信號輸入（Ui）（2）安置短路套、聯(lián)線，構(gòu)造模擬電路：（a）安置短路套 模塊號跨接座號1A1當反饋電阻R1=100K時當反饋電阻R1=200K時S4，S7S4，S82A6S2，S6（b）測孔聯(lián)線1信號輸入（Ui）B1（0/+5V） →A1（H1）2運放級聯(lián)A1（OUT）→A6（H1）（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（Uo）。注：CH1選“X1”檔。時間量程選“x4”檔。 （4）運行、觀察、記錄：按下信號發(fā)生器（B1）階躍信號按鈕時（0→+5V階躍），用示波器觀測A6輸出端（Uo）的實際響應(yīng)曲線Uo（t），且將結(jié)果記下。改變比例參數(shù)（改變運算模擬單元A1的反饋電阻R1），重新觀測結(jié)果,其實際階躍響應(yīng)曲線見表311。2) 觀察慣性環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線典型慣性環(huán)節(jié)模擬電路如圖312所示。該環(huán)節(jié)在A1單元中分別選取反饋電容C =1uf、2uf來改變時間常數(shù)。 圖312 典型慣性環(huán)節(jié)模擬電路實驗步驟： 注：“S ST”不能用“短路套”短接！（1）將信號發(fā)生器（B1）中的階躍輸出0/+5V作為系統(tǒng)的信號輸入（Ui）（2）安置短路套、聯(lián)線，構(gòu)造模擬電路：（a）安置短路套 模塊號跨接座號1A1當反饋電容C=1uf時當反饋電容C=2uf時S4，S8，S10S4,S8,S10,S112A6S2，S6 （b）測孔聯(lián)線1信號輸入（Ui）B1（0/+5V） →A1（H1）2運放級聯(lián)A1（OUT）→A6（H1）（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（Uo）。注：CH1選‘X1’檔。時間量程選‘x4’檔。（4）運行、觀察、記錄：按下信號發(fā)生器（B1）階躍信號按鈕時（0→+5V階躍），用示波器觀測A6輸出端（Uo）的實際響應(yīng)曲線Uo（t），且將結(jié)果記下。改變時間常數(shù)（改變運算模擬單元A1的反饋反饋電容C），重新觀測結(jié)果， 其實際階躍響應(yīng)曲線見表311。3) 觀察積分環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線典型積分環(huán)節(jié)模擬電路如圖313所示。該環(huán)節(jié)在A1單元中分別選取反饋電容C=1uf、2uf來改變時間常數(shù)。圖313 典型積分環(huán)節(jié)模擬電路實驗步驟：（1）為了避免積分飽和，將函數(shù)發(fā)生器（B5）所產(chǎn)生的周期性方波信號（OUT），代替信號發(fā)生器（B1）中的階躍輸出0/+5V作為系統(tǒng)的信號輸入（Ui）：a．將函數(shù)發(fā)生器（B5）中的插針‘S ST’用短路套短接。b．將S1撥動開關(guān)置于最上檔（階躍信號）。c．信號周期由撥動開關(guān)S2和“調(diào)寬”旋鈕調(diào)節(jié)，信號幅度由“調(diào)幅”旋鈕調(diào)節(jié)， 以信號幅值小，信號周期較長比較適宜（，）。（2）安置短路套、聯(lián)線，構(gòu)造模擬電路： （a）安置短路套 模塊號跨接座號1A1當反饋電容C=1uf時當反饋電容C=2uf時S4，S10S4，S10，S112A6S2，S6（b）測孔聯(lián)線1信號輸入（Ui）B5（OUT） →A1（H1）2運放級聯(lián)A1（OUT）→A6（H1）（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（Uo）。注：CH1選‘X1’檔。時間量程選‘x4’檔。（4）運行、觀察、記錄：用示波器觀測A6輸出端（Uo）的實際響應(yīng)曲線Uo（t），且將結(jié)果記下。改變時間常數(shù)（改變運算模擬單元A1的反饋反饋電容C），重新觀測結(jié)果， 其實際階躍響應(yīng)曲線見表311。4) 觀察比例積分環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線典型比例積分環(huán)節(jié)模擬電路如圖314所示.。該環(huán)節(jié)在A5單元中分別選取反饋電容C=1uf、2uf來改變時間常數(shù)。圖314 典型比例積分環(huán)節(jié)模擬電路實驗步驟：（1）為了避免積分飽和，將函數(shù)發(fā)生器（B5）所產(chǎn)生的周期性方波信號（OUT