中南大學(xué)自動控制原理實驗報告-文庫吧資料
2025-07-25 23:07本頁面
【正文】 右。2． 將信號源單元的“ST” 端 插針與“S” 端插針用“短路塊” 短接。實驗步驟1． 繪制根軌跡圖：實驗前根據(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，兩條根軌跡進入 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 的兩條根軌跡在實軸上相遇后分離，分離點為顯然 S2 不在根軌跡上，所以 S1 為系統(tǒng)的分離點，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將 S = j W 代入特征方程可得：根據(jù)以上計算，將這些數(shù)值標(biāo)注在 S 平面上，并連成光滑的粗實線，如下圖所示。開環(huán)有三個極點： p1＝ 0， p2＝－ 1， p3＝－ 2。實驗原理及內(nèi)容實驗對象的結(jié)構(gòu)框圖：模擬電路構(gòu)成： 如圖 所示。3． 通過實際實驗，來驗證根軌跡方法。三階系統(tǒng)三階系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定時三階R30KR30K實驗三 線性系統(tǒng)的根軌跡分析實驗?zāi)康?． 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，系統(tǒng)應(yīng)該趨于欠阻尼狀態(tài)；如R=50時，系統(tǒng)處于欠阻尼狀態(tài)，其輸出波形如下圖所示：欠阻尼欠阻尼狀態(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)時間比較短，相比于臨界阻尼，系統(tǒng)的超調(diào)量比較小。實驗現(xiàn)象分析注意：在做實驗前一定要進行對象整定 ，否則將會導(dǎo)致理論值和實際測量值相差較大。(3) 減小開環(huán)增益 (R = ； 100K)，觀察響應(yīng)曲線，并將實驗結(jié)果填入表 中。3. 典型三階系統(tǒng)的性能(1) 按圖 接線，將 1 中的方波信號接至輸入端，取 R = 30K。將實驗結(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。(1) 按模擬電路圖接線，將 1 中的方波信號接至輸入端，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：實驗步驟:1． 將信號源單元的“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)進行穩(wěn)定性分析。 實驗二 典型系統(tǒng)的時域響應(yīng)和穩(wěn)定性分析實驗?zāi)康模?． 研究二階系統(tǒng)的特征參量 (ξ、 ωn) 對過渡過程的影響。5. 用同樣的方法分別搭接積分環(huán)節(jié)、比例積分環(huán)節(jié)、比例微分環(huán)節(jié)、 慣性環(huán)節(jié)和比例積分微分環(huán)節(jié)的模擬電路圖
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