中南大學(xué)自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告-文庫吧資料
2025-03-05 15:02本頁面
【正文】 如上圖所示。 4． 改變對象的開環(huán)增益，即改變電阻 R 的值，用示波器的“ CH1”和“ CH2”表筆分別測量輸入端和輸出端，觀察對象的時(shí)域響應(yīng)曲線，應(yīng)該和理論分析吻合。 將開關(guān)設(shè)在“方波”檔，分別調(diào)節(jié)調(diào)幅和調(diào)頻電位器，使得“ OUT”端輸出的方波幅值為 1V，周期為 10s 左右。 2． 將信號(hào)源單元的“ ST” 端 插針與“ S” 端插針用“短路塊” 短接。 實(shí)驗(yàn)步驟 1． 繪制根軌跡圖：實(shí)驗(yàn)前根據(jù)對象傳函畫出對象的根軌跡圖，對其穩(wěn)定性及暫態(tài)性能做出理論上的判斷。這就是說，根軌跡法可用來解決線性系統(tǒng)的分析和綜合問題。 上述分析表明，根軌跡與系統(tǒng)性 能之間有密切的聯(lián)系。 (2) 當(dāng) K 3； 即 R 166 KΩ 時(shí)，兩條根軌跡進(jìn)入 S 右半平面，系統(tǒng)不穩(wěn)定。其箭頭表示隨著 K 值的增加，根軌跡的變化趨勢，而標(biāo)注的數(shù)值則 代表與特征根位臵相應(yīng)的開環(huán)增益 K 的數(shù)值。 ②起始于 0 和－ 1 的兩條根軌跡在實(shí)軸上相遇后分離，分離點(diǎn)為 顯然 S2 不在根軌跡上，所以 S1 為系統(tǒng)的分離點(diǎn)，將 S1＝－ 代入特征方程 S(S+1)(+1)＋ K 中，得 K＝ (3) 根軌跡與虛軸的交點(diǎn) 將 S = j W 代入特征方程可得 ： 根據(jù)以上計(jì)算，將這些數(shù)值標(biāo)注在 S 平面上，并連成光滑的粗實(shí)線，如下圖所示。開環(huán)有三個(gè)極點(diǎn)： p1＝ 0， p2＝－ 1， p3＝－ 2。 實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)對象的結(jié)構(gòu)框圖： 模擬電路構(gòu)成： 如圖 所示。 3． 通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)，來驗(yàn)證根軌跡方法。 三階系統(tǒng) 三階系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定時(shí) 三階 R30K 裝 訂 線 13 R30K 裝 訂 線 14 實(shí)驗(yàn)三 線性系統(tǒng)的根軌跡分析 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1． 根據(jù)對象的開環(huán)傳函，做出根軌 跡圖。 同理當(dāng) R的阻值減小時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)該趨于欠阻尼狀態(tài)；如 R=50時(shí)，系統(tǒng)處于欠阻尼狀態(tài)，其輸出波形如下圖所示： 欠阻尼 裝 訂 線 12 欠阻尼狀態(tài)，是我們所期望的一種狀態(tài)，相比于過阻尼，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間比較短，相比于臨界阻尼，系統(tǒng)的超調(diào)量比較小。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析 裝 訂 線 10 注意：在做實(shí)驗(yàn)前一定要進(jìn)行對象整定 ，否則將會(huì)導(dǎo)致理論值和實(shí)際測量值 相差較大。 (3) 減小開環(huán)增益 (R = ； 100K)，觀察響應(yīng)曲線，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表 中。 (1) 按圖 接線，將 1 中的方波信號(hào)接至輸入端，取 R = 30K。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表 中。 (3) 分別按 R = 50K； 160K； 200K；改變系統(tǒng)開環(huán)增益，觀察響應(yīng)曲線 C(t)，測量并記錄性能指標(biāo) MP、 tp 和 tS，及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 裝 訂 線 9 (1) 按模擬電路圖接線，將 1 中的方波信號(hào)接 至輸入端，取 R = 10K。 將開關(guān)設(shè)在“方波”檔，分別調(diào)節(jié)調(diào)幅和調(diào)頻電位器，使得“ OUT”端輸出的方波幅值為 1V，周期為 10s 左右。 模擬電路圖： 實(shí)驗(yàn)步驟 : 1． 將信號(hào)源單元的“ ST” 端插針與“ S” 端插針用“短路塊” 短接。 3． 熟悉 Routh 判據(jù)，用 Routh 判據(jù)對三階系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析。 裝 訂 線 8
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1