一階系統(tǒng)響應時間測量實驗

1、實驗二十七 一階系統(tǒng)響應時間測量實驗1. 簡介    對一階響應實驗臺，系統(tǒng)的輸入xi(t)和輸出x0(t)可等效為一階測試系統(tǒng)。當系統(tǒng)輸入為單位階躍時，相應的微分方程為:       一階系統(tǒng)的傳遞函數為:       式中，t為一階系統(tǒng)的時間常數。    傳感器敏感元件的響應輸出滯后于物理量的變化，帶來誤差。這個誤差可以用一階系統(tǒng)的時間響應常數t來表示，t越小，系統(tǒng)響應越快。系統(tǒng)的時間響應常數可以通過測量系統(tǒng)在單

2、位階躍信號輸入下的響應信號來完成。    通過本實驗可以了解一階系統(tǒng)階躍響應的基本特性，并計算一階響應的時間常數。2. 結構組成     一階響應系統(tǒng)實驗臺的結構示意如圖1所示，結構總體尺寸為 (長×寬×高)，主要包括的零件有：圖1 一階響應實驗臺結構示意圖3. 操作說明 3.1 實驗準備     運用一階響應實驗臺進行實驗教學所需準備的實驗設備為：1. drvi可重組虛擬實驗開發(fā)平臺  1套2. 一階響應實驗臺（lyx-12-a） 

3、1套3. 溫度傳感器（lwz-5-a）  1個4. 套筒（ltz-a）  3個5. 藍津數據采集儀（ldaq-epp2）  1臺6. 開關電源（ldy-a）  1套    備齊所需的設備后，將開關電源的12v電源和恒溫器背面的接線柱相連，溫度傳感器的5芯電纜和數據采集儀1通道連接，數據采集儀通過并口電纜與pc機并口連接。在保證接線無誤的情況下，打開恒溫器電源開關開始加熱。3.2 實驗操作    1.  啟動服務器，運行drvi主程序，開啟drvi數據采集儀電源，然后

4、點擊drvi快捷工具條上的“聯機注冊”圖標，進行主數據采集儀之間的注冊。聯機注冊成功后，啟動drvi內置的“web服務器功能”，開始監(jiān)聽8500端口。圖2 一階系統(tǒng)響應（服務器端）    2.  啟動drvi中的“一階系統(tǒng)響應（服務器端）”實驗腳本。將溫度傳感器完全旋進套筒內，向容器內加入2/3的清水，打開實驗臺電源開關，旋動溫度調節(jié)開關，選擇一個溫度開始加溫。    3.  點擊面板中的“測試”按鈕，首先測量常溫狀態(tài)下溫度傳感器的數值，等加溫到恒定溫度后，將溫度傳感器投入到容器中，開始測量隨著

5、溫度的升高趨勢曲線的變化過程，當溫度上升趨勢變化到很緩慢的時候停止采樣，然后點擊“計算時間常數”按鈕，此時在數碼框中將顯示出時間常數的計算值。    4.  客戶端操作。通過網絡安裝drvi軟件在客戶端計算機上，在客戶端運行drvi軟件，首先進行客戶端軟件的聯網注冊，注冊成功后打開“一階系統(tǒng)響應（客戶端）”實驗腳本，修改網絡采集芯片的ip地址和服務器ip地址一致，如圖3所示。設定完畢后，在服務器端進行操作的同時進行客戶端的相應操作，得出測量結果。 圖3 一階系統(tǒng)響應（客戶端）    5.  更換不同厚度的套筒，再次測量溫度響應并記錄實驗結果。4. 實驗報告要求     1.  簡述實驗原理和目的