第一次自控實驗報告

自動掌握原理試驗報告12仲秋晨2110308024一、試驗目的把握測試系統(tǒng)響應曲線的模擬試驗方法。爭論二階系統(tǒng)的特征參量阻尼比和 自然頻率對階躍響應瞬態(tài)指標的影響。n二、試驗內(nèi)容20KC020KC0Rf10Kr(t)20KR0Ri10KC(t)-OP1 - OP2 -OP3 - OP4輸入端20K輸出端1-2二階系統(tǒng)閉環(huán)模擬電路圖1-2NIELVIS、電阻、電容自行搭建二階模擬閉環(huán)系統(tǒng)。階躍信號由試驗板模擬量輸出接口AO0輸出，接到二階系統(tǒng)的輸入端。將二階系統(tǒng)的輸入端與輸出端分別接試驗板模擬量輸入接口AI0(+)AI1(+)，采樣階躍輸入信號與二階系統(tǒng)的階躍響應信號。Vcc與Vee分別接試驗板的+15V與-15V，正輸入端IN+應接試驗板的Ground，試驗板模擬量輸入接口AI0(-)與AI1(-)應接試驗板的Ground，電容負端接運放負端輸入IN-。寫出下面二階系統(tǒng)6組參數(shù)的開環(huán)傳遞函數(shù)，測量并記錄下每組參數(shù)的階躍響應曲線，標出各組曲線的超調(diào)量M 、峰值時間t 、調(diào)整時間t〔2〕的測量值，與理論值P p s進展比較。將曲線①②③④組曲線進展比照，①⑤⑥組進展比照分析。① 1不變，取0.2nR200k，R 500k，C 5F，R 500k，C 2Fi f f 0 0② 1不變，取0.5nRi200k，Rf200k，Cf5F，R0500k，C02F③ 1不變，取 1nR200k，R 100k，C 5F，R 500k，C 2Fi f f 0 0④ 1不變，取 0nR200k，R ，C 5F，R 500k，C 2Fi f f 0 0⑤0.2不變，取n

0.5R800k，R ，C 5F，R 500k，C 2Fi f f 0 0⑥0.2不變，取 2nR50k，R 250k，C 5F，R 500k，C 2Fi f f 0 0三、試驗結(jié)果二階系統(tǒng)6組參數(shù)的開環(huán)傳遞函數(shù)，每組參數(shù)的階躍響應曲線和各組曲線的超調(diào)量M 、峰值時間t 、調(diào)整時間t〔2〕的測量值如下：P p s① 1不變，取0.2nR200k，R 500k，C 5F，R 500k，C 2Fi f f 0 0傳遞函數(shù)為：G(s)=5/(s2+2s+5)理論值：Mp=52.66%，tp=3.2063，ts=20；測得值：Mp=57.28%，tp=3.62，ts=22.4；② 1不變，取 0.5nR200k，R 200k，C 5F，R 500k，C 2Fi f f 0 0傳遞函數(shù)為：G(s)=1/(s2+s+1)理論值：Mp=16.3%，tp=3.627，ts=8；測得值：Mp=20.00%，tp=4.18，ts=9.5；③ 1不變，取 1nRi200k，Rf100k，Cf5F，R0500k，C02F傳遞函數(shù)為：G(s)=1/(s2+2s+1)理論值：Mp=0，ts=4；測得值：Mp=0，ts=4.5；④ 1不變，取 0nRi200k，Rf，Cf5F，R0500k，C02F傳遞函數(shù)為：G(s)=1/(s2+1)理論值：Mp=1，ts=3.14；測得值：Mp=1.045，ts=3.55；⑤ 0.2不變，取n

0.5Ri800k，Rf1m，Cf5F，R0500k，C02F傳遞函數(shù)為：G(s)=5/(20s2+4s+5)理論值：Mp=52.7%，tp=6.41，ts=40；測得值：Mp=71.09%，tp=4.63，ts=40.81；⑥ 0.2不變，取 2nRi50k，Rf250k，Cf5F，R0500k，C02F傳遞函數(shù)為：G(s)=20/(5s2+4s+20)理論值：Mp=52.7%，tp=1.603，ts=10；測得值：Mp=70.55%，tp=1.06，ts=11.46；三、思考題分析二階系統(tǒng)的特征參量ζ,見預習報告時間常數(shù)T轉(zhuǎn)變，超調(diào)量MP，調(diào)整時間ts如何變化？一、試驗目的生疏Routh判據(jù)，用Routh判據(jù)對三階系統(tǒng)進展穩(wěn)定性分析。爭論線性系統(tǒng)的開環(huán)比例系數(shù)K與時間常數(shù)T對穩(wěn)定性的影響。二、試驗內(nèi)容利用Routh判據(jù)，分析三階系統(tǒng)開環(huán)比例系數(shù)K與時間常數(shù)T對穩(wěn)定性的影響，判K與時間常數(shù)T的穩(wěn)定范圍。3-5所示，在NIELVISⅡ教學試驗板上，利用運算放大器、電阻、電容自行搭建三階模擬閉環(huán)系統(tǒng)。階躍信號由試驗板模擬量輸出接口AO0輸出，接到二階系統(tǒng)的輸入端。將二階系統(tǒng)的輸入端與輸出端分別接試驗板模擬量輸入接口AI0(+)與AI1(+)，采樣階躍輸入信號與二階系統(tǒng)的階躍響應信號。20KCO20KCOCf1Cf2r(t)20KRORi1Ri2C(t)-OP1 - OP2 - OP3 - OP4輸入端20K輸出端10K10KOP5 -3-5三階系統(tǒng)的模擬電路圖Vcc與Vee分別接試驗板的+15V與-15V，正輸入端IN+應接試驗板的Ground，試驗板模擬量輸入接口AI0(-)與AI1(-)應接試驗板的Ground。在時間常數(shù)T不變的條件下，轉(zhuǎn)變開環(huán)比例系數(shù)K。三階系統(tǒng)的阻容參數(shù)如下：R ，C 1F，R 100K，R 1F，R 500k，f2 f2 i1 f1 f1 0C 2F求取開環(huán)比例系數(shù)K的穩(wěn)定范圍選取3組不同K值通過轉(zhuǎn)變對應的R 值，0 i2記錄階躍響應曲線。在開環(huán)比例系數(shù)K不變的條件下，轉(zhuǎn)變時間常數(shù)T。三階系統(tǒng)的阻容參數(shù)如下：C 2F，R 10k，R 100k，C 2F，R 500k，C 2Ff2 i1 f1 f1 0 0寫出下面3組參數(shù)的系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，觀測記錄階躍響應曲線，進展比照分析。①R 500k，R 500ki2 f2②R 100k，R 100ki2 f2③R 50k，R 50ki2 f2三、試驗結(jié)果在時間常數(shù)T不變的條件下，轉(zhuǎn)變對應的R 值觀看系統(tǒng)的響應：i2〔1〕R

=50ki2系統(tǒng)是穩(wěn)定的；〔2〕R

=20ki2系統(tǒng)不穩(wěn)定；〔3〕Ri2=40k系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。下面3組參數(shù)的系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)以及觀測記錄階躍響應曲線如下：①Ri2500k，Rf