北京交通大學(xué)自動控制原理實驗報告-在線瀏覽
2024-09-13 01:17本頁面
【正文】 圖1 實驗系統(tǒng)構(gòu)成實驗箱面板如圖2：圖2 實驗箱面板圖3 AD/DA采集卡 軟件操作：1．軟件啟動：在Windows桌面上雙擊圖標(biāo) [自動控制理論] 運(yùn)行軟件，便可啟動軟件如圖52．實驗前計算機(jī)與實驗箱的連接：用實驗箱自帶的USB線將實驗箱后面的USB口與計算機(jī)的USB口連接。2. 掌握控制系統(tǒng)時域性能指標(biāo)的測量方法。再將輸入信號加到模擬系統(tǒng)的輸入端，并利用計算機(jī)等測量儀器，測量系統(tǒng)的輸出，便可得到系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)曲線及性能指標(biāo)。四、實驗內(nèi)容構(gòu)成下述典型一階系統(tǒng)的模擬電路，并測量其階躍響應(yīng)：1. 比例環(huán)節(jié)的模擬電路及其傳遞函數(shù)如圖11。 G（S）= K/TS+1 K=R2/R1，T=R2C3. 積分環(huán)節(jié)的模擬電路及傳遞函數(shù)如圖13。 G（S）= RCS5. 比例微分環(huán)節(jié)的模擬電路及傳遞函數(shù)如圖15（未標(biāo)明的C=）。,通信正常繼續(xù)。檢查無誤后接通電源。，彈出實驗課題參數(shù)設(shè)置對話框。六、實驗波形及數(shù)據(jù)比例環(huán)節(jié)圖16 比例環(huán)節(jié)響應(yīng)曲線慣性環(huán)節(jié)圖17 慣性環(huán)節(jié)響應(yīng)曲線積分環(huán)節(jié)圖18 積分環(huán)節(jié)響應(yīng)曲線微分環(huán)節(jié)（帶有噪聲）圖19 微分環(huán)節(jié)響應(yīng)曲線比例微分環(huán)節(jié)（帶有噪聲）圖110 比例微分環(huán)節(jié)響應(yīng)曲線七、計算（數(shù)據(jù)分析）1. 慣性環(huán)節(jié)取R2=200K，R1=100K，C=1uF。2. 積分環(huán)節(jié)取R=100K,C=1uf,則理論輸出值為G（S）=1/=10/S由實驗所得圖形看出輸出為y2=10000,輸入y1=（S）=10/S,與理論值相同。定量分析 z 和wn與最大超調(diào)量Mp和調(diào)節(jié)時間tS之間的關(guān)系。二、實驗儀器1．ELATIII型自動控制系統(tǒng)實驗箱一臺 2．計算機(jī)一臺三、實驗原理控制系統(tǒng)模擬實驗利用運(yùn)算放大器不同的輸入網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)模擬各種典型環(huán)節(jié)，然后按照給定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖將這些模擬環(huán)節(jié)連接起來，便得到了相應(yīng)的模擬系統(tǒng)。若改變系統(tǒng)的參數(shù)，還可進(jìn)一步分析研究參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。構(gòu)成圖21典型二階系統(tǒng)的模擬電路，并測量其階躍響應(yīng)：圖21 二階系統(tǒng)模擬電路圖根據(jù)二階系統(tǒng)的模擬電路圖，畫出二階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖并寫出系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)。.畫出系統(tǒng)響應(yīng)曲線，再由ts和Mp計算出傳遞函數(shù)，并與由模擬電路計算的傳遞函數(shù)相比較。輸入階躍信號，測量不同的z時系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，并由顯示的波形記錄最大超調(diào)量Mp和調(diào)節(jié)時間Ts的數(shù)值和響應(yīng)動態(tài)曲線，并與理論值比較。即電阻R2取R1=R2=100KW；wn=100rad/s, 即取R=100KW，改變電路中的電容C=(注意：二個電容值同時改變)。六、實驗報告，畫出二階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖并寫出系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)。，再由ts和Mp計算出傳遞函數(shù)，并與由模擬電路計算的傳遞函數(shù)相比較。當(dāng)ζ在（0，1）之間時系統(tǒng)處于欠阻尼狀態(tài)，當(dāng)ζ大于0時系統(tǒng)處于過阻尼狀態(tài)，通過改變ωn，可以減小系統(tǒng)的響應(yīng)時間并減少超調(diào)量。實驗三 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析一、實驗?zāi)康? 1．觀察系統(tǒng)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。二、實驗儀器1．ELAT型自動控制系統(tǒng)實驗箱一臺2．計算機(jī)一臺三、實驗內(nèi)容 系統(tǒng)模擬電路圖如圖31 圖3
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