實驗四 二階閉環(huán)系統的頻率特性曲線

rr實四二閉系的率性線3.2二閉系的率性線一．實要求．了和掌握二階環(huán)系統中的對數幅頻特性

L(和頻特性

，實頻特性Re(和頻特性Im(的算)的計算。．了和掌握欠阻二階閉環(huán)系統中的自然頻ω峰值ωr的影響及r和L(ωr

n

尼比對諧振頻率

r

和諧振．觀和分析欠阻二階開環(huán)系統的諧振頻率

ω

r

、諧振峰值L(ω

r

，并與理論計算值作比對。二．實內容及步驟本實驗用于觀察和分析二階閉環(huán)系統的頻率特性曲線實驗以第令積分時間常數為，慣性時間常數為T開環(huán)增益為K，可得：

自然頻率：

K

i

阻尼比：

Ti

KT（3-2-1諧振頻率：

r

諧振峰值：

)r

11（3-2-2頻率特性測試電路如圖3-2-2所其慣性環(huán)（單的R用件庫A7中變電阻取代。圖3-2-4二階閉環(huán)系統頻率特性測試電路積分環(huán)節(jié)（單）積分時間常數Ti=R

，慣性環(huán)節(jié)（A3單）的慣性時間常數3

=0.1S開環(huán)增益K=R3/R。設開環(huán)增益K=25（環(huán)參數代入式：=ξ=；再代入式（3-2-2：諧振頻率ωr=14.14諧振峰值：L)4.44注：根據本實驗機的現況，要求構成被測二階閉環(huán)系統的阻尼必須滿足，否則模數換器元將產生削頂。注：實驗機在測試頻率特性時，實驗開始后，實驗機將按序自動產生0.5Hz~16Hz等多種頻率信號，當被測系統的輸出(t時停止測試。實步：（1將數/模轉換器（B2輸出作為被測系統的輸入。（2構造模擬電路：按圖安置短路套及測孔聯線，表如下。（）置短路套（b測孔聯線

模塊號

跨接座號，S8S2S11，S9，S6

信號輸入運放級聯運放級聯負反饋相位測量

（OUT2）→（H1（）A2）（）A6）（）A1）（）A8）

（3運行、觀察、記錄：

（COUT1）→）①將數/模轉換B2OUT2作為被測系統的輸入程序，在界面的自控菜下線性制統頻響分-實項

B4）→B8（IRQ6）幅測量（）→）跨接元件元庫A11中變電阻跨接到（4K）（）和（IN）之間目，擇階統就會彈出虛擬示波器的界面，點開始實驗開始后，實驗機將自動產生多種頻率信號，等待將近十分鐘，測試結束后，觀察閉環(huán)對數幅頻、相頻曲線和幅相曲線。②測結束后，可點擊界面下方的“頻率特性”選擇框中的任意一項進行切換，將顯示被測系統的閉環(huán)對數幅頻、相頻特性曲線（伯德圖）和幅相曲線（奈奎斯特圖圖3-2-4的測二階系統的閉環(huán)對數幅頻所示。③顯該系統用戶點取的頻率點ω、、Im實驗機在測試頻率特性結束后示戶用鼠標直接在幅頻或相頻特性曲線的界面上點擊所需增加的頻率（為了教上的方便本實驗機選取的頻率值f為辨率，例如所選擇的信號頻率f值，則被認為Hz入到被測對象的輸入端驗將會把鼠標點取的頻率點的頻率信號送入到被測對象的輸入端，然后檢測該頻率的頻率特性。檢測完成后在界面上方顯示該頻率點的fω、LIm、相數據，同時在曲線上打‘十字標記果添的頻率點足夠多，則特性曲線將成為近似光滑的曲線。鼠標在界面上移動時面左下角將會同步顯示鼠標位置所選取的角頻及幅值或相位值。在(兩頻率特性數據表)中將列出所有測試到的率點的閉環(huán)L、

Im、等關數據測量。注：該數據表不能自動新，只能用‘關閉后再打開’的辦法更新。④諧頻率和諧振峰值的測試：在閉環(huán)對數幅頻曲線中用鼠標在曲線峰值處點擊一下檢測完成后就可以根十標記’測得該系統的諧振頻ω的計算值進行比對。

r

，諧振峰值ωr)見圖3-2-5實驗結果可與式）注用用鼠標只能在幅頻或相頻特性曲線的界面上點擊所需增加的頻率法幅相曲線的界面上點擊所需增加的頻率點。⑤改慣性環(huán)節(jié)開環(huán)增益：改變運算模擬單元A3的入電阻、4K、。Ti=1C1=2u（C2=1u減（減?。８淖儜T性環(huán)節(jié)時間常數：改變運算模擬單元A3的反饋電容2、2u。Ti=1C1=2u（R=4K增(ξ減)改變積分環(huán)節(jié)時間常數：改變運算模擬單元A3的反饋電容1、2u（C2=1u（），減（減小）)重新觀測結果，界面上方將顯示該系統用戶點取的頻率點LφIm、諧振頻率ω

r

，諧振峰值ωr)相關數據，填入實驗報告。當運算模擬單元A3的入電阻R=10KTi=1（C2=1u減ξ減小特性，相頻特性，幅相特性圖像分別為當運算模擬單元A3的入電阻時Ti=1C1=2u（減ξ減小特性，相頻特性，相特性圖像分別為當運算模擬單元A3的入電阻時（C1=2u（R（ξ減小特性，相頻特性，幅相特性圖像分別為當運算模擬單元A3的入電阻時A3反饋電阻C2=2uTi=1（

（R=4K增ξ減)頻特性，相頻特性，幅相特性圖像分別為當運算模擬單元A3的入電阻時A3反饋電阻C2=