控制工程理論實驗指導(dǎo)書-資料下載頁
2025-08-23 01:13本頁面
【正文】 下式，否則模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（B8單元）將產(chǎn)生削頂。 即 實驗機在測試頻率特性時，實驗開始后，、1Hz、2Hz、4Hz、8Hz、16Hz、32Hz、64Hz等多種頻率信號，當(dāng)被測系統(tǒng)的輸出時將停止測試。實驗四 線性系統(tǒng)校正一、 實驗?zāi)康模?了解系統(tǒng)校正的方法（串聯(lián)超前校正），根據(jù)期望的時域性能指標(biāo)設(shè)計校正裝置。 觀察和分析未校正系統(tǒng)和校正后系統(tǒng)的響應(yīng)曲線。二、實驗的主要內(nèi)容：根據(jù)未校正系統(tǒng)的原理方塊圖4加入校正網(wǎng)絡(luò)后系統(tǒng)的原理方塊圖42，構(gòu)建如圖4圖44所示的相對應(yīng)的模擬電路，在此基礎(chǔ)上分析和觀察相應(yīng)的性能指標(biāo)及響應(yīng)曲線。圖41 未校正系統(tǒng)的原理方塊圖圖42未校正系統(tǒng)的模擬電路圖圖43加入校正網(wǎng)絡(luò)后系統(tǒng)的方塊圖圖44 校正后系統(tǒng)模擬電路三、實驗設(shè)備及工具：AEDK LabACT自控/計控原理教學(xué)實驗系統(tǒng)、PC機、萬用表，連接線及工具若干；四、實驗原理圖41的二階系統(tǒng)（Ⅰ型）開環(huán)傳遞函數(shù)： （41）二階系統(tǒng)（Ⅰ型）閉環(huán)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)式： （42）圖41的二階系統(tǒng)（Ⅰ型）閉環(huán)傳遞函數(shù)： （43） 從（43）計算可得到圖41二階系統(tǒng)的自然頻率和阻尼比為： 自然頻率 阻尼比： （44）從（44）計算可得到圖41二階系統(tǒng)的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間為：超調(diào)量 ： 調(diào)節(jié)時間 ： （45）要求設(shè)計校正裝置，使系統(tǒng)滿足下述性能指標(biāo)： （46）和代入（45），可得到，設(shè)串聯(lián)超前（微分）校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為： 加入校正網(wǎng)絡(luò)后系統(tǒng)的原理方塊圖如圖43所示，系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)： （47）從（47）計算可得到圖43二階系統(tǒng)的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間為：超調(diào)量 ： 調(diào)節(jié)時間 ：計算結(jié)果滿足設(shè)計要求。五、實驗方法和步驟運行LABACT程序，選擇自動控制菜單下的線性系統(tǒng)的校正與狀態(tài)反饋下的線性系統(tǒng)校正實驗項目，再選擇開始實驗，就會彈出虛擬示波器的界面，點擊開始即可使用實驗機配套的虛擬示波器（B3）單元的CH1測孔測量波形。1．測量未校正系統(tǒng)的性能指標(biāo)未校正系統(tǒng)的模擬電路圖見圖42。實驗步驟： （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（B12的Y測孔）調(diào)整為2V（調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)電位器，用萬用表測量Y測孔）。（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1A1S4，S82A5S3，S7，S103A3S5，S104A6S2, S6（b）測孔聯(lián)線1信號輸入r(t)B1（Y） →A1（H1）2運放級聯(lián)A1（OUT）→A5（H1）3運放級聯(lián)A5（OUT）→A3（H1）4負(fù)反饋A3（OUT）→A1（H2）5運放級聯(lián)A3 (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（C(t)）。（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），用示波器觀察A6單元信號輸出端C(t)系統(tǒng)階躍響應(yīng)，測量并記錄超調(diào)量MP，峰值時間tp和調(diào)節(jié)時間ts。2．測量校正系統(tǒng)的性能指標(biāo)校正后系統(tǒng)模擬電路見圖44。實驗步驟：（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（B12的Y測孔）調(diào)整為2V（調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)電位器，用萬用表測量Y測孔）。（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1A1S4，S82A4S4，S93A5S3，S7，S104A3S5，S105A6S2，S6（b）測孔聯(lián)線1信號輸入r(t)B1（Y）→A1（H1）2運放級聯(lián)A1（OUT）→A4（H1）3運放級聯(lián)A4（OUT）→A5（H1）4運放級聯(lián)A5（OUT）→A3（H1）5運放級聯(lián)A3（OUT）→A6（H1）6負(fù)反饋A6（OUT）→A1（H2）（3）虛擬示波器（B3）的聯(lián)接：示波器輸入端CH1接到A3單元信號輸出端OUT（C(t)）。（4）運行、觀察、記錄：按下信號發(fā)生器（B1）階躍信號按鈕時，用示波器觀察A3單元信號輸出端C(t)系統(tǒng)階躍響應(yīng)，測量并記錄超調(diào)量MP,峰值時間tp和調(diào)節(jié)時間ts。六、實驗報告主要內(nèi)容及要求 分析系統(tǒng)校正前和校正后的方塊圖和模擬電路圖的對應(yīng)關(guān)系(1)根據(jù)系統(tǒng)校正前和校正后的模擬電路寫出傳遞函數(shù), 計算時域性能指標(biāo)。(2)抓取系統(tǒng)校正前和校正后經(jīng)模擬電路圖觀測到的實際響應(yīng)曲線。(3)將上述要求以表格曲線表達(dá)。七、實驗注意事項在作該實驗時，如果發(fā)現(xiàn)有積分飽和現(xiàn)象產(chǎn)生時，即構(gòu)成積分或慣性環(huán)節(jié)的模擬電路處于飽和狀態(tài)，波形不出來，請人工放電。放電操作如下：B5函數(shù)發(fā)生器的SB4“放電按鈕”按住3秒左右，進(jìn)行放電
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