北航自控實驗報告-一、二階系統(tǒng)的電子模擬及時域響應(yīng)的動態(tài)測試-文庫吧資料
2025-02-12 06:06本頁面
【正文】 0 5 10 15 20 ： 本實驗研究了不同傳遞函數(shù)的頻率響應(yīng)， 并通過李沙育圖像求得了響應(yīng)相對于輸入的滯后角，進(jìn)而由實驗數(shù)據(jù)驗證 了系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。這是由于系統(tǒng)實際輸出電壓為連續(xù)的，而 A/D轉(zhuǎn)換是離散的，所以實驗得到的 Yo 并不是實際的 Yo，而是有一定偏差。另一方面，理想運(yùn)放的放大倍數(shù)是無窮大的，而理論運(yùn)放不一定是無窮大，這也會對傳遞函數(shù)的參數(shù)造成一定影響。1 = ωn M = ，故 ξ = 故 G(s) = ωn2S2:2ξωnS:ωn2= :: 理論值 G(S) = 200S2:10S:200 從得到的結(jié)果看，雖然已經(jīng)和理論值比較接近，但是仍存在一定誤差，初步分析誤差可能由一下因素造 成： （ 1 ） 電容電阻的標(biāo)稱值和實際值一般都有誤差，所以依次搭接的電路的傳遞函數(shù)和理論不完全一致。1 = ωn M = ，故 ξ = 故 G(s) = ωn2S2:2ξωnS:ωn2= :: 理論值 G(S) = 100S2:10S:100 （ 2） k=2時 φ = 90176。 易知當(dāng) Y(0)/Ym接近 1時，ω的值即為ω n， Ac /Ar的值等于 1/2ξ （ 1） ++k=1時 φ = 90176。 1μ 100k 1μ 100k 1M 100k/200k 100k 100k 表 2 2 實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表 k=2 = k=2時李薩如圖形及 幅頻、相頻曲線 (1)k=1時 圖 2 4a 李薩如圖形 k=1 圖 2 4b 幅頻特性曲線 k=1 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ω/(rad/s) f/Hz A1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 A2 A2??1 Y0 Y?? Y0Y?? Ψ/176。 4. 用測量的實驗數(shù)據(jù)分別計算出兩種系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的參數(shù)，并確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。 2. 畫出 K=2和 K=5兩種情況下的自動方式、示波器方式和李薩育圖形。 。 : 對于 X(ω t)=XmSin(ω t)及 Y(ω t)= YmSin(ω t) 當(dāng)ω t=0時，有 X(0)=0 ； Y(0)=Ym Sin(ψ ) 即ψ =ArcSin（ Y(0)/ Ym） , 0≤ψ≤π /2時成立 四、實驗設(shè)備 。設(shè)有兩個正弦信號 : X(ωt)=XmSin(ω t) ， Y(ω t)=YmSin(ω t+ψ ) 若以 X(t)為橫軸， Y(t)為縱軸，而以ω作為參變量，則隨著 ω t的變化， X(t)和 Y(t)所確定的點的軌跡，將在 XY平面上描繪出一條封閉的曲線。 三、實驗原理 1. 幅頻特性即測量輸入與輸出信號幅值 A1及 A2，然后計算其比值 A2/A1。 2. 系統(tǒng)模擬電路圖 及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分別 如下圖： 圖 21 系統(tǒng)模擬電路圖 圖 22 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)傳遞函數(shù)為： 取 R=200KΩ，則 G(S) = 200S2:10S:200 取 R=100KΩ，則 G(S) = 100S2:10S:500 若正弦輸入信號為 Ui(t)=A1Sin(ω t),則當(dāng)輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)時，其輸出信號為Uo(t)=A2Sin(ω t+ψ )。 2. 學(xué)習(xí)根據(jù)所測定出的系統(tǒng)的頻率特性，確定系統(tǒng)傳遞函數(shù)的方法。以后應(yīng)當(dāng)注意實驗數(shù)據(jù)的保存。第一次接觸實驗面板和計算機(jī)相聯(lián)接的實驗，覺得比較陌生，實驗后對于 A/D、 D/A轉(zhuǎn)換有了更直觀的了解。 ③穩(wěn)態(tài)精度：可以看出，穩(wěn)態(tài)分量隨著 t 的增長衰減到 0，而穩(wěn)態(tài)分量等于 1，因此從實驗結(jié)果中我們可以看到對于欠阻尼和臨界阻尼的情況下，單位階躍響應(yīng)是不存
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