控制工程實(shí)驗(yàn)報(bào)告(參考版)
2025-01-21 22:30本頁面
【正文】 b．被測二階系統(tǒng)的閉環(huán)對數(shù)幅頻、相頻曲線和幅相曲線見圖325，該曲線已增添了多個(gè)頻率點(diǎn)。（2）安置短路套、聯(lián)線，構(gòu)造模擬電路： （a）安置短路套 （b）測孔聯(lián)線1信號(hào)輸入r(t)B2（OUT2） →A1（H1）2運(yùn)放級(jí)聯(lián)A1（OUT）→A5（H1）3運(yùn)放級(jí)聯(lián)A5（OUT）→A3（H1）4運(yùn)放級(jí)聯(lián)A3（OUT）→A6（H1）6負(fù)反饋A3（OUT）→A1（H2）7信號(hào)聯(lián)線A6（OUT）→ A9（CIN）8信號(hào)聯(lián)線A9（COUT）→ B4（A2）9信號(hào)連線A6（OUT）→ B8（IN6）10‘中斷請求’線B4（Q2）→ B9（IRQ6）模塊號(hào)跨接座號(hào)1A1S4，S82A5S3，S103A3S1，S8，S9，S105A6S2，S6（3）運(yùn)行、觀察、記錄：a．用示波器觀察系統(tǒng)各環(huán)節(jié)波形，避免系統(tǒng)進(jìn)入非線性狀態(tài)。 即 注2：實(shí)驗(yàn)機(jī)在測試頻率特性時(shí)，實(shí)驗(yàn)開始后，、1Hz、2Hz、4Hz、8Hz、16Hz、32Hz、64Hz等多種頻率信號(hào)，當(dāng)被測系統(tǒng)的輸出時(shí)將停止測試。 K1=R3/R2=10二階系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)式： 系統(tǒng)中的開環(huán)傳遞函數(shù)：則其自然頻率或無阻尼振蕩頻率或交接頻率： 阻尼比： 諧振頻率： 峰值：① 如更改圖324二階閉環(huán)系統(tǒng)模擬電路的各環(huán)節(jié)參數(shù)，使之 Ti=1，T=，K=1則其自然頻率或無阻尼振蕩頻率或交接頻率： 阻尼比： 由于ξ＞，因此不存在諧振峰值，兩條漸近線交點(diǎn)為，其中一條漸近線斜率為40dB/dec。它由積分環(huán)節(jié)（A5單元）和慣性環(huán)節(jié)（A3單元）構(gòu)成。? 、相頻曲線和幅相曲線本實(shí)驗(yàn)將數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（B2）單元作為信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生的超低頻正弦信號(hào)的頻率從低到高變化 （~64Hz），施加于被測系統(tǒng)的輸入端[r（t）]，然后分別測量被測系統(tǒng)的輸出信號(hào)的對數(shù)幅值和相位，數(shù)據(jù)經(jīng)相關(guān)運(yùn)算后在虛擬示波器中顯示。（2）安置短路套、聯(lián)線，構(gòu)造模擬電路：（a）安置短路套 （b）測孔聯(lián)線模塊號(hào)跨接座號(hào)1A1S2，S62A6S4，S7，S91信號(hào)輸入B2（OUT2）→A1（H1）2運(yùn)放級(jí)聯(lián)A1（OUT）→A6（H1）3信號(hào)聯(lián)線A6（OUT）→ A9（CIN）4信號(hào)聯(lián)線A9（COUT）→ B4（A2）5信號(hào)連線A6（OUT）→ B8（IN6）6‘中斷請求線B4（Q2）→ B9（IRQ6）（3）運(yùn)行、觀察、記錄：a．用示波器觀察系統(tǒng)各環(huán)節(jié)波形，避免系統(tǒng)進(jìn)入非線性狀態(tài)，具體用法參見第二章虛擬示波器部分。一階被測系統(tǒng)的模擬電路圖見圖322。具體用法參見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第二章虛擬示波器部分。二、實(shí)驗(yàn)原理及說明被測系統(tǒng)的方塊圖見圖321。 觀察和分析欠阻尼二階閉環(huán)系統(tǒng)諧振頻率和諧振峰值。掌握欠阻尼二階閉環(huán)系統(tǒng)中的幅頻特性、相頻特性、諧振頻率和諧振峰值的計(jì)算。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析直讀式可變電阻R=30K直讀式可變電阻R=直讀式可變電阻R=100K附： 表313 R值和系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線R()K輸出波形穩(wěn)定性30不穩(wěn)定（發(fā)散）12臨界穩(wěn)定（等幅振蕩）1005穩(wěn)定（衰減振蕩）? 線性控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)分析一、 實(shí)驗(yàn)要求掌握對數(shù)幅頻曲線和相頻曲線（波德圖）、幅相曲線（奈奎斯特圖）的構(gòu)造及繪制方法。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。注意：為了精確得到表313中“不穩(wěn)定（發(fā)散）、臨界振蕩（等幅振蕩）、穩(wěn)定（衰減振蕩）”的波形，適當(dāng)調(diào)整可變元件庫（A7）中的可變電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。（4）運(yùn)行、觀察、記錄：分別將（A7）中的直讀式可變電阻調(diào)整到30K、100K，按下B1按鈕，用示波器觀察A5單元信號(hào)輸出端C（t）的系統(tǒng)階躍響應(yīng),測量并記錄超調(diào)量MP，峰值時(shí)間tp和調(diào)節(jié)時(shí)間ts。（3）虛擬示波器（B3）的聯(lián)接：示波器輸入端CH1接到A5單元信號(hào)輸出端OUT（C(t)）。階躍信號(hào)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）。有三階系統(tǒng)模擬電路圖見圖3111，環(huán)節(jié)在A5單元中分別選取輸入電阻R=30K、改變系統(tǒng)開環(huán)增益。如果選用虛擬示波器，只要運(yùn)行LABACT程序，選擇自動(dòng)控制菜單下的線性系統(tǒng)的時(shí)域分析下的三階典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，再選擇開始實(shí)驗(yàn)，就會(huì)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。圖3111 典型三階系統(tǒng)模擬電路圖圖3111的三階系統(tǒng)模擬電路的各環(huán)節(jié)參數(shù)及系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：積分環(huán)節(jié)（A2單元）的積分時(shí)間常數(shù)Ti=R1*C1=1S， 慣性環(huán)節(jié)（A3單元）的慣性時(shí)間常數(shù) T1=R3*C2=， K1=R3/R2=1慣性環(huán)節(jié)（A5單元）的慣性時(shí)間常數(shù) T2=R4*C3=，K2=R4/R=500k/R該系統(tǒng)在A5單元中改變輸入電阻R來調(diào)整增益K，R分別為 30K、100K 。圖3110 典型三階系統(tǒng)的方塊圖典型三階系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)（單位反饋）：閉環(huán)傳遞函數(shù)：有三階系統(tǒng)模擬電路如圖3111所示。2. 熟悉勞斯（ROUTH）判據(jù)使用方法。如欲用相平面分析該模塊電路時(shí)，需把示波器的輸入端CH2接到A1單元信號(hào)輸出端，并選用示波器界面中的XY選項(xiàng)。）注意：在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)有積分飽和現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí)，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)
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