TKKL4型实验箱实验指导书实验一.docx

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TKKL4型实验箱实验指导书实验一

基于THKKL-4型控制理论·计算机控制技术实验箱

自动控制原理实验指导书

浙江天煌科技实业有限公司编写

张立庞亚丽改编

吉林大学珠海学院电子信息系

2009-09-01

目录

实验一典型系统动态和稳态性能分析

实验二线性定常系统的瞬态响应和稳定性分析

实验三控制系统的频率特性分析

实验四自动控制系统的校正

实验五时域分析法MATLAB仿真实验

实验六根轨迹分析法MATLAB仿真实验

实验七频率特性分析法MATLAB仿真实验

实验一典型系统动态和稳态性能分析

一、实验目的

1．掌握控制系统中各典型环节的有源电路模拟设计、参数计算方法。

2．掌握通过测量典型环节的阶跃响应曲线来测试系统动态和稳态性能指标的技能。

3．深入了解和体验系统参数对系统性能的影响。

二、实验前准备

1.基于集成运放的基本运算电路

基本运算电路主要指比例、加、减、乘、除、积分、微分、对数、指数等电路。

比例运算电路是其它基本运算电路的基础。

本实验主要用到比例、加、减、积分、微分等运算电路。

（1）比例运算电路

有反向输入、同相输入、差分输入三种基本形式。

图2.1是反向比例运算电路。

根据虚断原则，知：

因为

，可知

根据虚短原则，有

则有

因此，

该电路的输出电压与输入电压幅值成正比，相位相差

，放大倍数

。

当

时，此电路为单位增益倒相器，也称反相器。

图2.2是同相比例运算电路。

根据虚短和虚断原则，有如下关系：

当

时，有

，此时称该电路为电压跟随器。

至于差分输入比例运算电路，本质上是一种减法电路，将在下面介绍。

（2）加法运算电路

根据虚短虚断原则，有

如果

，则有

，可见电路可以实现电压信号的求和运算。

当

时，可以实现电压信号的加权求和。

显然，求和电路的输入电压个数不限于两路。

（3）减法运算电路

1）通过反相求和实现减法运算

电路由一个反相器和一个加法运算电路组成。

通过选择合适的

、

、

、

、

，容易实现

。

2）利用差动输入实现减法运算

因此，有

（4）积分运算电路

式中，

称为积分器的时间常数，它决定了积分速度。