北航自控实验报告.doc

成绩

自动控制原理实验报告
班级
学号
学生姓名

实验一一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试
一、实验目的
、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。
。
。
二、实验内容
,观测并记录不同时间常数T时的跃响应曲线,测定其过渡过程时间Ts。
,观测并记录不同阻尼比ζ时的跃响应曲线,测定其超调量σ%及过渡过程时间Ts。
三、实验原理

系统传递函数为:
模拟运算电路如图1-1所示:
由图1-1得
在实验当中始终取R1=R2,则K=1,T=R2C
取不同的时间常数T分别为:、、。记录不同时间常数下阶跃响应曲线,测量并记录其过渡过程时间Ts,将参数及指标填在表1-1内。
二阶系统系统传递函数为:。令ωn=1弧度/秒,则系统结构如图1-2所示:
根据结构图,建立的二阶系统模拟线路如图1-3所示:
取则
ζ取不同的值:、、、,观察并记录阶跃响应曲线,测量超调量σ%,计算过渡过程时间Ts,将参数及各项指标填入表1-2内。
四、实验设备
-1型电子模拟机一台。
。
。
五、实验步骤
-1型电子模拟机的使用方法,将各运算放大器接成比例器,通电调零。
,按照实验说明书上的条件和要求,计算电阻和电容的取值,按照模拟线路图搭接线路,不用的运算放大器接成比例器。
,将A/D1与系统输出端UO连接(此处连接必须谨慎,不可接错)。线路接好后,经教师检查后再通电。
XP桌面用鼠标双击“MATLAB”图标后进入,在命令行处键入“autolab”进入实验软件系统。
,选择“实验一”,在窗口左侧选择“实验模型”,。
,记录实验数据,绘制实验结果图形,填写实验数据表格,完成实验报告。
六、实验结果

计算方法:以T=。,取允许误差为5%来定义调整时间TS,,由所测数据(保存在另一excel表格中,由于较多未写入报告)得TS=,即实测值。-9 (a) 可知t=3T时,系统响应到达稳态值的95%,即计算得TS=3R2C=。同理可得T=。
表1-1 一阶系统参数指标
T


1
C



R2
510kΩ
1MΩ
200kΩ
Ts实测



Ts理论


3s
阶跃响应曲线
图1-1-1
图1-1-2
图1-1-3
稳态值



稳态值的95%