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自动控制原理实验
第1页，共54页，编辑于2022年，星期二
目 录
实验一 典型环节的模拟研究
实验二 典型系统瞬态响应和稳定性
实验三 控制系统的频率特性
实验四 线性连续系统校正
实验五 采样系一台，TDN-AC系列教学实验系统。
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三、实验原理及电路
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1、典型二阶系统
①典型二阶系统的方块图及传递函数
图2-1是典型二阶系统原理方块图，其中T0=1s,T1=，K1分别为10、5、2、1。
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图2-2
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2、典型三阶系统
①典型三阶系统的方块图：见图2-3。
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②模拟电路图：见图2-4。
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图2-4
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开环传递函数为： （其中K=500/R） 系统的特征方程为1+G(S)H(S)=0 即S3+12S2+20S+20K=0由Routh判据得：0<K<12，即R> 系统稳定 K=12，即R= KΩ 系统临界稳定 K>12，即R< KΩ 系统不稳定
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四、实验内容和步骤
1．准备
将“信号源单元”（U1 SG）的ST插针和+5V插针用“短路块”短接，使运算放大器反馈网络上的场效应管3DJ6夹断。
2．阶跃信号的产生
见实验一中的阶跃信号的产生。将阶跃信号加至输入端，调节单次阶跃单元中的电位器，按动按钮，用示波器观察阶跃信号，使其幅值为3V。
3．典型二阶系统瞬态性能指标的测试
①按图2-2接线，R=10K。
②用示波器观察系统阶跃响应C（t），测量并记录超调量δ%，峰值时间和调节时间。记录表1中。
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③分别按R=20K;40K;100K改变系统开环增益，观察相应的阶跃响应C(t)，测量并记录性能指标δ(%)、tp和tS，及系统的稳定性。并记录测量值和计算值（实验前必须按公式计算出）进行比较。并将实验结果填入表1中。
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表1
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PLC实验系统接线提示
1．交通显示装置模型
交通灯插孔TL1～TL3为一组，
TL4～TL6为一组，其中
交通灯插孔TL1：绿灯
交通灯插孔TL2：黄灯
交通灯插孔TL3：红灯
交通灯插孔TL4：绿灯
交通灯插孔TL5：黄灯
交通灯插孔TL6：红灯
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四、实验仪器与设备
1、EL-PLC-Ⅰ型可编程控制器实验系统
2、 EL-PLC-Ⅱ型可编程控制器实验系统
3、计算机
4、FX-20P-E编程器
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实验四 传输实验
（本实验为设计性实验）
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一、实验目的
1、掌握用PLC控制传动控制系统的方法；
2、熟悉PLC编程技巧及程序调试方法。训练解决工程实际控制问题的能力。
3、掌握传输控制技巧 。
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二．设计要求
用PLC构成传动控制系统 ，具体要求如下：
（1）按启动按钮后，给出YS1信号，打开出料仓；
（2）检测各工位，在工位1时，停2秒，传送带1启动（启动传送带的输出端子在仿真区SD2端）；
（3）工位2时，停2秒，传送带2启动；
（4）工位3时，停2秒，传送带3启动；
（5）当运输料车YS4亮2次以后，关闭YS1；
（6）当运输料车YS3亮时，表示料车装满，运输带会自动停止，此时应启动声光报警。3秒后自动停止报警。
当另一部料车来时，重复（1）～（6）。
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三、提示：系统工艺要求,及PLC 实验系统硬件接线如下:
1．传输装置模型说明
信号YSS1代表工位1
信号YSS2代表工位2
信号YSS3代表工位3
信号YS3代表运输料车装满
信号YS4代表传送带有
料装入运输料车 
SD2代表传送带启动信号
YSI代表开出料仓
LED为灯光报警发光管
FMQ为