控制工程基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書(答案)-資料下載頁
2025-08-06 01:37本頁面
【正文】 當(dāng)輸入ur為一單位斜坡(或單位階躍)信號時，用慢掃描數(shù)字存儲示波器觀測圖中e點并記錄其實驗曲線。當(dāng)輸入ur為一單位拋物波信號時，用慢掃描數(shù)字存儲示波器觀測圖中e點并記錄其實驗曲線。六、實驗報告要求畫出0型二階系統(tǒng)的方框圖和模擬電路圖，并由實驗測得系統(tǒng)在單位階躍和單位斜坡信號輸入時的穩(wěn)態(tài)誤差。 畫出Ⅰ型二階系統(tǒng)的方框圖和模擬電路圖，并由實驗測得系統(tǒng)在單位階躍和單位斜坡信號輸入時的穩(wěn)態(tài)誤差。 畫出Ⅱ型二階系統(tǒng)的方框圖和模擬電路圖，并由實驗測得系統(tǒng)在單位斜坡和單位拋物線函數(shù)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差。七 實驗思考題 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差的影響因素有哪些？系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、輸入信號類型 為什么0型系統(tǒng)不能跟蹤斜坡輸入信號？單位斜坡輸入（）上述結(jié)果表明0型系統(tǒng)不能能跟蹤斜坡信號輸入。 為什么0型系統(tǒng)在階躍信號輸入時一定有誤差存在，決定誤差的因素有哪些？0型系統(tǒng)能跟蹤階躍輸入，但有穩(wěn)態(tài)誤差存在，其計算公式為：其中，R0為階躍信號的幅值。 為使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差減少，系統(tǒng)的開環(huán)增益應(yīng)取大一些還是小一些？提高系統(tǒng)開環(huán)增益,減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差,但會降低系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性 解釋系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度對開環(huán)增益K的要求是相矛盾的，在控制工程中，應(yīng)如何解決這對矛盾？實驗六 典型環(huán)節(jié)頻率特性的測試一、實驗?zāi)康恼莆沼美钌秤龍D形法，測量各典型環(huán)節(jié)的頻率特性。根據(jù)所測得頻率特性，做出伯德圖，據(jù)此求得環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。二、實驗儀器控制理論電子模擬實驗箱一臺；超低頻慢掃描數(shù)字存儲示波器一臺；數(shù)字萬用表一只；各種長度聯(lián)接導(dǎo)線。三、實驗原理對于穩(wěn)定的線性定常系統(tǒng)或環(huán)節(jié)，當(dāng)其輸入端加入一正弦信號X(t)=XmSin wt，它的穩(wěn)態(tài)輸出是一與輸入信號同頻率的正弦信號，但其幅值和相位將隨著輸入信號頻率。的變化而變化。即輸出信號為 其中，只要改變輸入信號x(t)的頻率w，就可測得輸出信號與輸入信號的幅值比和它們的相位差。不斷改變x(t)的頻率，就可測得被測環(huán)節(jié)(系統(tǒng))的幅頻特性和相頻特性。木實驗采用李沙育圖形法，圖61為測試的方框圖。圖61 典型環(huán)節(jié)的測試方框圖在表（1）中列出了超前與滯后時相位的計算公式和光點的轉(zhuǎn)向。表中2Y0為橢圓與Y軸交點之間的長度，2X0為橢圓與X軸交點之間距離，Xm和Ym分別為X（t）和Y（t）的幅值。四、實驗內(nèi)容與步驟慣性環(huán)節(jié)的頻率特性的測試 令，則其相應(yīng)的模擬電路如圖62所示。測量時示波器的X軸停止掃描，把掃頻電源的正弦信號同時送到被測環(huán)節(jié)的輸入端和示波器的X軸，被測環(huán)節(jié)的輸出送到示波器的Y車由，如圖63所示。圖62 慣性環(huán)節(jié)的模擬電路圖圖63 相頻特性測試的接線圖當(dāng)掃頻電源輸出一個正弦信號，則在示波器的屏幕上呈現(xiàn)一個李沙育圖形——橢圓。據(jù)此，可測得在該輸入信號頻率下的相位值：，不斷改變掃頻電源輸出信號的頻率，就可得到一系列相應(yīng)的相位值，列表記下不同w值時的X0和Xm。 測量時，輸入信號的頻率。要取得均勻，頻率取值范圍為15Hz一40KHz。幅頻特性的測試按圖64接線，測量時示波器的X軸停止掃描，在示波器(或萬用表的交流電壓檔)上分別讀出輸入和輸出信號的雙信幅值，即2Xm=2Xlm, 2Ym=2Y2m，就可求得對應(yīng)的幅頻值，列標(biāo)記 , 和w的值。圖64 幅頻特性的接線圖積分環(huán)節(jié)待測環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 ,圖65為它的模擬電路圖。圖65 積分環(huán)節(jié)模擬電路按圖65和圖64的接線圖，分別測出積分環(huán)節(jié)的相頻特性和幅頻特性。 RC網(wǎng)絡(luò)的頻率特性。圖66 滯后——超前校正網(wǎng)絡(luò)模擬電路圖66為滯后—超前校正網(wǎng)絡(luò)的電路圖，分別測試其幅頻特性和相頻特性。五、實驗報告要求 按圖73和74的接線圖，分別測試慣性、積分和滯后——超前網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)數(shù)據(jù)，填入下表中；表1 相頻特性測試慣性環(huán)節(jié)積分環(huán)節(jié)滯后—超前網(wǎng)絡(luò)wX0Ym表2 幅頻特性測試慣性環(huán)節(jié)積分環(huán)節(jié)滯后—超前網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié) 按表表2中的實驗數(shù)據(jù)，分別畫出（w）——w和201g——w的曲線。作幅頻特性201g——w的漸進線，據(jù)此寫出各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。 把實測求得的傳遞函數(shù)與理論值進行比較，并分析產(chǎn)生差異的原因。
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