自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書ACES II西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院二零零五年三月 TOC o 1-5 h z 引言6實(shí)驗(yàn)一典型環(huán)節(jié)的模擬研究15實(shí)驗(yàn)?zāi)康?5實(shí)驗(yàn)內(nèi)容15實(shí)驗(yàn)步驟15觀察比例環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線15觀察積分環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線16觀察比例積分環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線16觀察微分環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線17觀察比例微分環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線18觀察比例微分積分環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線19觀察慣性環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線20觀察二階振蕩環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線21實(shí)驗(yàn)結(jié)果22實(shí)驗(yàn)二 典型系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性與穩(wěn)定性測(cè)試24實(shí)驗(yàn)?zāi)康?4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容24實(shí)驗(yàn)步驟24 典型二階系統(tǒng)的響應(yīng)曲線24典型三階系統(tǒng)的響應(yīng)曲線25實(shí)驗(yàn)結(jié)果26實(shí)驗(yàn)三 二階

2、系統(tǒng)特征參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響28實(shí)驗(yàn)?zāi)康?8實(shí)驗(yàn)內(nèi)容28實(shí)驗(yàn)步驟28 觀測(cè)特征參量對(duì)二階系統(tǒng)性能的影響28觀測(cè)特征參量n對(duì)二階系統(tǒng)性能的影響29觀測(cè)斜坡輸入作用下二階系統(tǒng)的靜態(tài)誤差30實(shí)驗(yàn)結(jié)果31實(shí)驗(yàn)四線性系統(tǒng)的串聯(lián)校正34實(shí)驗(yàn)?zāi)康?4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容34實(shí)驗(yàn)步驟34待校正線性系統(tǒng)34串聯(lián)滯后校正35串聯(lián)超前校正36串聯(lián)PD校正37實(shí)驗(yàn)結(jié)果38實(shí)驗(yàn)五線性系統(tǒng)校正39實(shí)驗(yàn)?zāi)康?9實(shí)驗(yàn)內(nèi)容39實(shí)驗(yàn)步驟391 .待校正二階線性系統(tǒng)39反饋校正二階線性系統(tǒng)403 .待校正三階線性系統(tǒng)41超前滯后校正三階線性系統(tǒng)42實(shí)驗(yàn)結(jié)果43實(shí)驗(yàn)六開環(huán)增益與零極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)性能的影響44實(shí)驗(yàn)?zāi)康?4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容44實(shí)驗(yàn)步驟44原始二

3、階系統(tǒng)44閉環(huán)極點(diǎn)對(duì)原始二階系統(tǒng)的影響45閉環(huán)零點(diǎn)對(duì)原始二階系統(tǒng)的影響46開環(huán)極點(diǎn)對(duì)原始二階系統(tǒng)的影響49開環(huán)零點(diǎn)對(duì)原始二階系統(tǒng)的影響50開環(huán)增益K對(duì)二階系統(tǒng)的影響52實(shí)驗(yàn)結(jié)果52實(shí)驗(yàn)七 典型系統(tǒng)的頻率特性測(cè)試57實(shí)驗(yàn)?zāi)康?7實(shí)驗(yàn)內(nèi)容57實(shí)驗(yàn)步驟57一階慣性環(huán)節(jié)的頻率特性57二階環(huán)節(jié)的頻率特性曲線58實(shí)驗(yàn)結(jié)果59實(shí)驗(yàn)八 典型非線性環(huán)節(jié)靜態(tài)特性測(cè)試60實(shí)驗(yàn)?zāi)康?0實(shí)驗(yàn)內(nèi)容60實(shí)驗(yàn)步驟60繼電特性60飽和特性613 .死區(qū)特性614.間隙特性62實(shí)驗(yàn)結(jié)果64實(shí)驗(yàn)九 非線性系統(tǒng)的相平面法分析65實(shí)驗(yàn)?zāi)康?5實(shí)驗(yàn)內(nèi)容65實(shí)驗(yàn)步驟65繼電型非線性二階系統(tǒng)65帶速度反饋的繼電型非線性二階系統(tǒng)66飽和型非線

4、性二階系統(tǒng)67實(shí)驗(yàn)結(jié)果68實(shí)驗(yàn)十 非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)法分析69實(shí)驗(yàn)?zāi)康?9實(shí)驗(yàn)內(nèi)容69實(shí)驗(yàn)步驟69繼電型非線性三階系統(tǒng)69飽和型非線性三階系統(tǒng)70實(shí)驗(yàn)結(jié)果71實(shí)驗(yàn)十一 狀態(tài)反饋72實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容72實(shí)驗(yàn)步驟72待校正二階系統(tǒng)72狀態(tài)反饋系統(tǒng)73實(shí)驗(yàn)結(jié)果74實(shí)驗(yàn)十二 A/D與D/A轉(zhuǎn)換及零界階保持器75實(shí)驗(yàn)?zāi)康?5實(shí)驗(yàn)內(nèi)容75實(shí)驗(yàn)步驟75A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換752 .零階采樣保持75實(shí)驗(yàn)結(jié)果76實(shí)驗(yàn)十三 離散控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性的混合仿真研究77實(shí)驗(yàn)?zāi)康?7實(shí)驗(yàn)內(nèi)容77實(shí)驗(yàn)步驟771 .原始二階系統(tǒng)77離散控制二階系統(tǒng)78實(shí)驗(yàn)結(jié)果78實(shí)驗(yàn)十四 步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)79實(shí)驗(yàn)?zāi)康?9實(shí)驗(yàn)

5、說明79實(shí)驗(yàn)內(nèi)容79實(shí)驗(yàn)步驟79實(shí)驗(yàn)十五直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制實(shí)驗(yàn)80實(shí)驗(yàn)?zāi)康?0實(shí)驗(yàn)說明80實(shí)驗(yàn)內(nèi)容80實(shí)驗(yàn)步驟80實(shí)驗(yàn)十六 溫度控制實(shí)驗(yàn)81實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1實(shí)驗(yàn)說明81實(shí)驗(yàn)內(nèi)容81實(shí)驗(yàn)步驟81實(shí)驗(yàn)十七隨動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)82實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2實(shí)驗(yàn)說明及內(nèi)容82實(shí)驗(yàn)思考題83自動(dòng)控制原理作為自動(dòng)化專業(yè)的主干專業(yè)課程在教學(xué)中占有重要地位，同時(shí) 該課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，其教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備作為這一課程的重要 一環(huán)直接影響著教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的效果。近年來，盡管教學(xué)儀器市場繁榮，但各大專 院校自控原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備還普遍采用老的箱式結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并且缺乏控制對(duì) 象，隨著自控原理課程內(nèi)容的不斷發(fā)展與擴(kuò)充，老的自控原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備已不 能滿足現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)要求。為了改變現(xiàn)有狀況，使自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)提升一個(gè)層次，進(jìn)一步提高教學(xué)和 實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量，西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院充分發(fā)揮在自控原理課程上具有的資源優(yōu) 勢(shì)，統(tǒng)一規(guī)劃組織開發(fā)了“ACES自動(dòng)控制綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”。實(shí)驗(yàn)臺(tái)汲取了我院各 位相關(guān)專家老師多年的豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，多方征求同行專家和一線 任課教師的意見建議，完成了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的最終設(shè)計(jì)方案，得到了大家的普遍認(rèn)可， 并已在我校自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)室投入使用?，F(xiàn)已推出ACE