華中科技大學(xué)自動控制實驗報告-展示頁
2025-02-16 16:20本頁面
【正文】 1. 根據(jù)實驗?zāi)M電路圖繪出對應(yīng)的方框圖。 圖 11— 5 ξ 1 時波形 2 改變運放 A1的電容 C，再重復(fù)以上實驗內(nèi)容。 （ C=) （ 1） ξ＝ 0 時，波形等幅振蕩，超調(diào)量最大 圖 11— 3 ξ＝ 0 時波形 （ 2） 0＜ξ＜ 1 時，超調(diào)量較小，調(diào)整時間較短。實驗中能觀測對應(yīng)于這三種情況下的系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線是完全不同的。任何二階系統(tǒng)都可以化為上述的標(biāo)準(zhǔn)形式。 二、實驗原理 典型二階系統(tǒng)的方框圖如圖 111： 其閉環(huán)傳遞函數(shù)為：2222 2)(1 )()( nnn ssksTs KsG sGs ????? ???????? 式中 : TKKT n ?? ?? 。 1 2021 級 《信號與控制綜合實驗》課程 實 驗 報 告 (基本實驗一 :信號與系統(tǒng)基本實驗 ) 姓 名 曹 學(xué) 號 U2021 專業(yè)班號 水電 1204 班 同組者 1 招 學(xué) 號 U2021 專業(yè)班號 水電 1204 班 指導(dǎo)教師 日 期 實驗成績 評 閱 人 電氣學(xué)科大類 2 實驗評分表 基本實驗 實驗編號名稱 /內(nèi)容 （此列由學(xué)生自己填寫） 實驗 分值 評分 二階系統(tǒng)的模擬與動態(tài)研究 二階系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能研究 設(shè)計性實驗 實驗名稱 /內(nèi)容 實驗 分值 評分 線性控制系統(tǒng)的設(shè)計與校正 控制系統(tǒng)狀態(tài)反饋控制器設(shè)計 創(chuàng)新性實驗 實驗名稱 /內(nèi)容 實驗 分值 評分 教師評價意見 總分 3 目 錄 實驗十一 二階系統(tǒng)的模擬與動態(tài)研究 …………… 4 實驗十二 二階系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能研究 …………… 10 實驗十四 線性控制系統(tǒng)的設(shè)計與校正 …………… 24 實驗十六 控制系統(tǒng)狀態(tài)反饋控制器設(shè)計 …………… 28 實驗心得 …………… 33 4 實驗十一 二階系統(tǒng)的模擬與動態(tài)性能研究 一、實驗?zāi)康? 1．掌握典型二階系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)的測試方法。 2．通過 實驗和理論分析計算的比較，研究二階系統(tǒng)的參數(shù)對其動態(tài)性能的影響。2 1 ζ為系統(tǒng)的阻尼比， n? 為系統(tǒng)的無阻尼自然頻率。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的開環(huán)增益 K，或時間常數(shù) T 可使系統(tǒng)的阻尼比分別為： 0ζ 1，ζ＝ 1 和ζ 1 三 種。 三、實驗設(shè)備和模擬電路圖 圖 111 典型 二階振蕩環(huán)節(jié)的 方框圖 s1 1?TsK)(sR )(sC圖 112 二階系統(tǒng)模擬電路圖 5 電子模擬裝置、數(shù)字示波器 四、實驗內(nèi)容 分別設(shè)置ξ＝ 0； 0＜ξ＜ 1；ξ＞ 1，觀察并記錄ｒ (t)為正負(fù)方波信號時的輸出波形 C(t)；分 析此時相對應(yīng)的各σ p、ｔ s，加以定性的討論。 圖 11— 4 0＜ξ＜ 1 時波形 6 （ 3）阻尼 ξ 1 超調(diào)量為 0，調(diào)整時間比欠阻尼大。 (C=) 圖 11— 6 ξ＝ 0 時波形 7 圖 11— 7 0＜ξ＜ 1 時波形 圖 11— 8 ξ 1 時波形 五、實驗結(jié)論 改變 電容的大小，可以使系統(tǒng)的阻尼比改變，從而得到不同的階躍響應(yīng)。消除內(nèi)環(huán)將系統(tǒng)變成一個單位負(fù)反饋的典型結(jié)構(gòu)圖。 2. 當(dāng)線路中的 A4 運放的反饋電阻分別為 ， 20k， 28k， 40k， 50k，102k， 120k， 180k， 220k時，計算系統(tǒng)的阻尼比 ξ =？ 答： R （ kΩ） 20 28 40 50 102 120 180 220 ξ 3. 用實驗線路如何實現(xiàn)ξ =0？當(dāng)把 A4 運放所形成的內(nèi)環(huán)打開時，系統(tǒng)主通道由兩個積分環(huán)節(jié)和一個比例系數(shù)為 1的放大器串聯(lián)而成，主反饋仍為 1，此時的ξ =？ 答： A4 斷開可視ξ =0；ξ =0。 當(dāng)
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