典型環(huán)節(jié)的模擬研究自動控制實(shí)驗(yàn)報告(已修改)
2025-07-23 15:42 本頁面
【正文】 實(shí) 驗(yàn) 報 告 實(shí)驗(yàn)課程： 自動控制理論 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 20xx 年 12 月 20 日 南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報告 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 □ 創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期： 實(shí)驗(yàn)成績： 典型環(huán)節(jié)的模擬研究 一、實(shí)驗(yàn)要求： 1． 了解和掌握各典型環(huán)節(jié)模擬電路的構(gòu)成方法、傳遞函數(shù)表達(dá)式及輸出時域函數(shù)表達(dá)式 2． 觀察和分析各典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線，了解各項(xiàng)電路參數(shù)對典型環(huán)節(jié)動態(tài)特性的影響 二、主要儀器設(shè)備及耗材： 1．計算機(jī)一臺（ Windows XP 操作系統(tǒng)） 2． AEDKlabACT 自動控制理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套 3． LabACT6_08 軟件一套 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟： 選用虛擬示波器，只要運(yùn)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 中的相應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 ， 就會彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊 開始 即可使用本實(shí)驗(yàn)機(jī)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。 圖 311 典型比例環(huán)節(jié)模擬電路 實(shí)驗(yàn)步驟： 注：‘ S ST’不能用“短路套”短接！ （ 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 4V（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 311安置短路套及測孔聯(lián)線，表如下。 （ a）安置短路套 （ b）測孔聯(lián)線 （ 3）運(yùn)行、觀察、記錄：（注： CH1選‘ 1’檔。時間量程選‘ 1’檔） ① 打開虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開始，按下信號發(fā)生器（ B1）階躍信號按鈕（ 0→ +4V階躍），用示波器觀測 A6輸出端（ Uo）的實(shí)際響應(yīng)曲線 Uo（ t）。 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 314所示。 圖 314 典型慣性環(huán)節(jié)模擬電路 （ 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 4V（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）運(yùn)行、觀察、記錄：（注： CH1選‘ 1’檔。時間量程選‘ 1’檔） ① 打開虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊 開始 ， 用示波器觀測 A6輸出端（ Uo），按下信號發(fā)生器（ B1）階躍信號按鈕時（ 0→ +4V階躍），等待完整波形出來后，移動虛擬示波器橫游標(biāo)到 4V（輸入） ，得到與慣性的曲線的交點(diǎn)，再移動虛擬示波器兩根縱游標(biāo)，從階躍開始到曲線的交點(diǎn)，量得慣性環(huán)節(jié)模擬電路時間常數(shù)T。 A6輸出端（ Uo）的實(shí)際響應(yīng)曲線 Uo（ t）。 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 315 所示。 圖 315 典型積分環(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，將自動對模擬電路鎖零。 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。時間量程選‘ 1’檔） ① 打開虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊 開始 ， 用示波器觀測 A6 輸出端（ Uo），調(diào)節(jié)調(diào)寬電位器使寬度從 秒開始調(diào)到積分輸出在虛擬示波器頂端（即積分輸出電壓接近 +5V）為止。等待完整波形出來后，移動虛擬示波器橫游標(biāo)到 0V 處，再移 動另一根橫游標(biāo)到Δ V=1V（與輸入相等）處，得到與積分的曲線的交點(diǎn)，再移動虛擬示波 器兩根縱游標(biāo)，從階躍開始到曲線的交點(diǎn)，量得積分環(huán)節(jié)模擬電路時間常數(shù) Ti。 A6 輸出端（ Uo）的實(shí)際響應(yīng)曲線 Uo（ t）。 4)．觀察比例積分環(huán)節(jié)的階
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