【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 6008001000六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容1. 根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上分別畫出遲后超前校正環(huán)節(jié)與二階環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線和遲后超前環(huán)節(jié)的相頻特性曲線。2. 作出遲后超前校正環(huán)節(jié)幅頻特性曲線和漸近線，據(jù)此求得該環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)并與理論報(bào)導(dǎo)結(jié)果作一分析比較。3. 由二階環(huán)節(jié)幅頻特性曲線寫出它的傳遞函數(shù)，并與實(shí)際的傳遞函數(shù)比較之。七、思考題1. 應(yīng)用頻率響應(yīng)法測(cè)試系統(tǒng)（環(huán)節(jié)）的傳遞函數(shù)有什么限止條件？2. 為什么在本實(shí)驗(yàn)中只需測(cè)得幅頻特性曲線，就可確定被測(cè)環(huán)節(jié)（系統(tǒng)）的傳遞函數(shù)。八、附錄圖44中的 Z1＝Z2＝R2+∴ （6）式中 τ1＝R1C1，τ2＝R2C2，τ12＝R1C2將上式改為G（S）＝ （7）對(duì)比式（6）、（7）得T1T2＝τ1τ2T1+T2＝τ1+τ2+τ12由給定的RC1和RC2，求得τ1＝，τ2＝，τ12＝。代入上述二式，解得 T1＝103s，T2＝。于是得，這樣式（7）又可改等為βG（S）＝ （8）圖4－6為式（8）對(duì)應(yīng)的對(duì)數(shù)幅頻和相頻特性曲線的示意圖圖4－6 對(duì)數(shù)幅頻和相頻特性圖4－7 二階系統(tǒng)模擬電路實(shí)驗(yàn)五 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．研究增益K對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。2．研究時(shí)間常數(shù)T對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1．TKSSD型 信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱2．雙蹤慢掃描示波器1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)是研究三階系統(tǒng)的穩(wěn)定性與參數(shù)K和T的關(guān)系。圖51為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的方塊圖。它的閉環(huán)傳遞函數(shù)為圖5－1 三階系統(tǒng)方塊圖系統(tǒng)的特征方程為T1T2T3S3+T3(T1+T2)S2+T3S+K＝0 （1）＝，T2＝，T3＝，則上式改寫為S3+15S2+50S+100K＝0應(yīng)用Routh穩(wěn)定判據(jù)，求得該系統(tǒng)的臨界穩(wěn)定增益K＝。這就意味著當(dāng)K，系統(tǒng)為不穩(wěn)定，輸出響應(yīng)呈發(fā)散狀態(tài)；K，系統(tǒng)穩(wěn)定，輸出響應(yīng)最終能超于某一定值；K＝，系統(tǒng)的輸出響應(yīng)呈等幅振蕩。2．若令K＝，T1＝，T3＝，改變時(shí)間常數(shù)T2的大小，觀測(cè)它對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。由式（1）得+(+T2)S2++＝0排Routh表： S3 0 S2 （+T2） 0 S1 S0 若要系統(tǒng)穩(wěn)定必須滿足 T20(+T2)0，解得 T2即 0T2。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1．按K＝10，T1＝，T2＝＝，設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路圖。觀察并記錄該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。2．T1＝，T2＝，T3＝，觀察并記錄K分別為＝10三種情況下的單位階躍響應(yīng)曲線。3．令K＝10，T1＝，T3＝。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．畫出上述實(shí)驗(yàn)中所得的響應(yīng)曲線和實(shí)驗(yàn)電子模擬電路圖。2．定性地分析系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益K和某一時(shí)間常數(shù)T的變化對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。3．寫出本實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)。六、實(shí)驗(yàn)思考題1．如果系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定，為使它能穩(wěn)定地工作，系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益應(yīng)取大還是取?。?．系統(tǒng)中的小慣性環(huán)節(jié)和大慣性環(huán)節(jié)哪一個(gè)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響大？為什么？3．試解釋在三階系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中，系統(tǒng)輸出為什么會(huì)出現(xiàn)削頂?shù)牡确袷帲?．為什么在本實(shí)驗(yàn)中對(duì)階躍輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為零？七、附錄參考實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)八 信號(hào)的無(wú)失真?zhèn)鬏斠弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解信號(hào)的無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)幕驹恚?．熟悉信號(hào)無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)與特性。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1．TKSSD型 信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱2．雙蹤慢掃描示波器1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)源（或有源）的無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)；2．令幅值固定、頻率可變化的正弦信號(hào)作為系統(tǒng)的輸入信號(hào)，測(cè)量系統(tǒng)輸出信號(hào)的幅值和相位（用李沙育圖形法）。四、實(shí)驗(yàn)原理1．信號(hào)的無(wú)失真?zhèn)鬏斒侵竿ㄟ^(guò)系統(tǒng)后輸出信號(hào)的波形與輸入信號(hào)的波形完全相同,只允許有幅值上的差異和產(chǎn)生一定的延遲時(shí)間,具有這種特性的系統(tǒng)稱為無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)。令輸入信號(hào)為X（t）,則系統(tǒng)的輸出為 式中k,t0為常量，對(duì)上式取付氏變換，則有|H|＝k k為非空常數(shù) t002．實(shí)驗(yàn)電路系統(tǒng) 圖8－1無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)碾娐穲D 其中R1=R2=20k，C1=C2=1uF 它的頻率特性為 五、實(shí)驗(yàn)步驟 1．連接一個(gè)信號(hào)無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)的模擬電路，如圖8－1所示。 2．在模擬電路的輸入端輸入一個(gè)正弦信號(hào)，并改變其頻率，用示波器觀察輸出信號(hào)的幅值和相位。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．畫出信號(hào)無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)的模擬電路。2．分析無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如果、則系統(tǒng)的會(huì)產(chǎn)生什么變化？七、實(shí)驗(yàn)思考題1．為什么輸出信號(hào)波形與輸入信號(hào)波形相同？2．信號(hào)的無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)與全通濾波器有何不同？實(shí)驗(yàn)九 無(wú)源與有源濾波器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解RC無(wú)源和有源濾波器的種類、基本結(jié)構(gòu)及其特性；2．分析和對(duì)比無(wú)源和有源濾波器的濾波特性。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1．TKSSD型 信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱2．雙蹤慢掃描示波器1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．測(cè)試無(wú)源和有源LPF(低通濾波器)的幅頻特性； 2．測(cè)試無(wú)源和有源HPF(高通濾波器)的幅頻特性； 3．測(cè)試無(wú)源和有源BPF(帶通濾波器)的幅頻特性； 4．測(cè)試無(wú)源和有源BEF(帶阻濾波器)的幅頻特性；四、實(shí)驗(yàn)原理1．濾波器是對(duì)輸入信號(hào)的頻率具有選擇性的一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，它允許某些頻率（通常是某個(gè)頻率范圍）的信號(hào)通過(guò)，而其它頻率的信號(hào)幅值均要受到衰減或抑制。這些網(wǎng)絡(luò)可以由RLC元件或RC元件構(gòu)成的無(wú)源濾波器，也可由RC元件和有源器件構(gòu)成的有源濾波器。根據(jù)幅頻特性所表示的通過(guò)或阻止信號(hào)頻率范圍的不同，濾波器可分為低通濾波器（LPF）、高通濾波器（HPF）、帶通濾波器（BPF）、和帶阻濾波器（BEF）四種。圖91分別為四種濾波器的實(shí)際幅頻特性的示意圖。 圖91 四種濾波器的幅頻特性2．四種濾波器的傳遞函數(shù)和實(shí)驗(yàn)?zāi)M電路如圖92所示： (a)無(wú)源低通濾波器 (b)有源低通濾波器 (c) 無(wú)源高通濾波器 (d)有源高通濾波器